模拟电路课程设计报告
设计课题：直流稳压电源
课程名称；模电实验
实验名称：直流稳压源实验
专业：通信工程
学生姓名：xxx
学号：xxxxxx
指导老师：xxx
直流稳压电源的设计
一、课题阐述
直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路及稳压电路所组成。变压器把市电(U=220V,f=50Hz)(U为有效值)交流电压变为所需要的低压交流电。而整流电路则把低压交流电转变为交流分量较小的直流电。再经滤波电路和稳压电路再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用由
分立元件构成的直流稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V、50HZ 的市电，变为稳定的直流电，并实现电压在10V～14V范围内连续可调。二、设计任务和设计指标
设计一个直流稳压电源，要求：
（1）输入电压为220V，50Hz市电，输出为直流稳定电压；
（2）采用分立元件方式；
（3）技术要求：
A、额定输出电压：O
U=12V且O
U在10V～14V范围内连续可调。
B、额定输出电流１.５Ａ；
C、满载纹波峰峰值小于6０ｍV；
D、稳压系数Sv≤5×10-3；
（4）主要测量内容：
最大输出电流，纹波峰峰值，稳压系数，电压调整率。
三、设计方案的论证和电路工作原理
1.总体设计思路
（1）电网供电电压为220V、50Hz的交流电，要获得低压的直流输出电压，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要的交流电压。
（2）经电源变压器降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。
（3）经整流电路得到的脉动大的直流电必须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。
（4）经滤波电路后得到的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定的直流输出电压，也就达到了设计的目的。
2.设计方案
稳压电源的设计，是根据稳压电源的输出电压U
o 、输出电流I
o
、输出纹波电
压ΔU
op-p
等性能指标要求，正确地确定电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路所用元器件的性能参数，从而能够合理的选择这些元器件。
直流稳压电源的设计可以分为以下四个步骤：
（1）电源变压器的选择：根据稳压电路的输入电压U I，确定电源变压器副边
电压u
2的有效值U
2
；根据稳压电源的最大输出电流I
0max
，确定流过电源变压器副
边的电流I
2和电源变压器副边的功率P
2
；根据P
2
,从表中查出变压器的效率η，
可确定电源变压器原边的功率P
1
。然后根据所确定的参数，选择合适的电源变压
器（降压变压器）。
（2）整流电路的选择：在实用电路中，多采用单相全波整流电路，最常用的是单相桥式整流电路，既由四个参数相同的整流二极管构成单相桥式整流电路。
通过确定整流二极管的正向平均电流I
D
、整流二极管的最大反向电压U RM和滤波电容的电容值和耐压值并根据所确定的参数，选择整流二极管和滤波电容。（3）滤波电路的选择：在实用电路中，有电容滤波电路、电感滤波电路和复式滤波电路，其中以复式滤波电路的性能为最好，最常用的是电容滤波电路。（4）稳压电路的选择：由于稳压管稳压电路的输出电流较小，输出电压不可调，不能满足课题设计的要求，而串联型的稳压电路一般以稳压管稳压电路为基础，利用晶体管的电流放大作用，增大负载电流，并在电路中引入深度电压负反馈使输出电压稳定，在采样电路中，使用滑动变阻器，通过改变滑动变阻器的阻值来改变输出电压，从而达到输出电压可调的目的。根据稳压电源的输出电压
U o 、最大输出电流I
omax
，确定稳压电路的各电阻和稳压二极管的参数。
B．整流电路
（1）电路形式：
整流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图2所示。
图2 单相桥式整流电路
（2）工作原理：
设变压器副边电压，t sin 222ωU u =，U 2为有效值。在u 2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；在u 2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻R L ，且方向是一致的。整流电路的简易画法如图3所示：
图3 单相桥式整流电路的简易画法 其波形图如图4所示：
图4 单相桥式整流电路的波形图
在单相桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即12
1
o D I I
。电路中的每只二极管承受的最大反向电压为22U (U 2是变压器副边电压有效值)。
C 、滤波电路——电容滤波电路
在设计中，常利用电容两端的电压不能突变和流过电感的电流不能突变的
特点，将电容和负载电容并联或电容器和负载电阻并联，以达到使输出波形基本平滑的目的。即通过滤波电路滤除整流电路输出电压中的交流成分，而保留直流成分使电压波形变得平滑。常见的滤波电路有电容滤波电路、电感滤波电路和复式滤波电路等，而用的较多的是电容滤波电路。
在整流电路的输出端，即负载电阻R L 两端并联一个电容量较大的电解电容C ，则构成了电容滤波电路，如图5所示电路，由于滤波电容和负载并联，也称为并联滤波电路。
图5单相桥式整流电容滤波电路
