直流稳压电源设计(附仿真)

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1、南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：直流稳压电源设计一、设计任务设计一直流稳压电源并进行仿真。二、设计要求基本性能指标：(A1)输出直流电压＋5V，负载电流200mA。(B1)+3V~+9V，连续可调；(B2)IOmax=200mA；(B3)稳压系数Sr≤5×10-3；(B4)△UO≤5mV。扩展性能指标：扩展直流稳压电源的输出电流使10mA≤IO≤1.5A。三、设计方案直流稳压电源设计框图和直流稳压电源基本电路分别如图1和图2所示：图1直流稳压电源框图图2

2、直流稳压电源基本电路主要原理是：电源变压器将交流电网220V的电压降压为所需的交流电压，然后通过整流电路将交流电压变成单极性电压，再通过滤波电路加以滤除，得到平滑的直流电压。但这样的电压还随电网电压波动（一般有±10%左右的波动）、负载和温度的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压稳定。一般情况下，选用降压的电源变压器。整流电路主要有半波整流电路、桥式整流电路和全波整流电路，一般情况下多用桥式整流电路，桥式整流输出脉动电压平均值为：通过

3、每只二极管的平均电流为：每只二极管承受的最大反向电压为：滤波电路亦可分为电容滤波、电感滤波、Π型滤波等多种滤波电路，而在小功率电源电路设计中多用电容滤波电路。当在接上滤波电容后，UO会明显增大，其大小与时间常数RLC有关，通常情况下，RLC＝(3~5)T/2（T为电网电压周期）。稳压电路有二极管稳压电路、串联型稳压电路和集成稳压电路等，可根据具体要求选择合适的电路形式（具体原理可查阅相关资料）。稳压电源的性能指标：最大输出电流IOmax：电源的输出电压UO应不随负载电流IOL而变化，随着负载RL阻值的减少，IOL增大

4、，UO减小，当UO的值下降5%时，此时流经负载的电流定义为IOmax（记下IOmax后迅速增大RL，以减小稳压电源的功耗）。输出电压：指稳压电源的输出电压，也是稳压器的输出电压。当输入电压为额定值时，可直接用电压表测量。纹波电压：指叠加在输出电压UO上的交流分量。可用示波器观测其峰-峰值或者有效值。稳压系数：指在负载电流、环境温度不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化，即输出电阻：稳压电路输入电压一定时，输出电压变化量△UO与输出电流变化量△IO之比，即(UI为常数)四、电路仿真与分析A：B：五、计算

5、通过每支二极管的平均电流Id=0.45*V2/R；RC放电时间常数满足：RC>（3~5）*T/2，T=50Hz；Vo=1.25(1+Rp1/R4)=3~9Vomax+(Vi-Vo)min<=Vi<=Vomin+(Vi-Vo)max9+3<=Vi<=3+4012<=Vi<=43V2>=Vimin/1.1=12/1.1;取V2=12VI2>Iomax=0.2A;取I2=0.5AP2>=I2V2=6WP2<10;所以效率=0.6;则P1>=P2/0.6=10W选20W变压器△Vi=1.3V;C=3842uF滤波电容C=Ic

6、*t/△Vipp，t=T/2=0.01s，Ic=Iomax，取C=两个2200并联；六、仿真效果3~9V可调，输出电流200mA滤波效果：纹波小于5mV：稳压系数的测定：输入电压为11V，输出电压5.0003；输入电压为10V，测得输出电压为5.002V,得稳压系数：Sv=-=0.001输入电压为7.5V，输出电压为4.999；输入电压为15V，输出电压为5.008V,得稳压系数：Sv=-=0.001七、实验总结电源设计是每个比赛首先必须搭建的。通过训练，对稳压电源的设计搭建更加熟悉了。八、仿真原件