课程设计说明书

课程设计名称： 模拟电路

课程设计题目： 设计制作一串联型可调两路输出直流稳压正电源电路

学 院 名 称： 信息工程

专业： 通信工程 班级： 090422

学号： 09042229 姓名： 荀乐文

评分： 教师： 张华南 欧巧凤

20 11 年 3 月 10 日

模拟电路 课程设计任务书

20 10 －20 1 1 学年 第 2 学期 第 1 周－ 2 周

目 录

摘要………………………………………………………………4 前言………………………………………………………………5 第一章 设计任务与方案……………………………………… 6 第二章 设计电路图…………………………………………… 7 第三章 原件及其介绍………………………………………… 8 第四章 设计原理及参数计算………………………………… 9 第五章 实验仿真结果 …………………………………………10 第六章 实验结果及其分析…………………………………… 11 第七章 实验结论及其体会…………………………………… 14 附表 元件清单……………………………………………… 16 附录 参考文献……………………………………………… 17

摘要

随着生活的各式各样，我们生活所需要的产品的品种也越来越多，其中绝大多数产品为电子产品，不同的产品工作时所需要的电源电压也不同，因而对电源的性能和参数要求也不同。

目前，各种直流电源产品充斥着市场，电源技术已经比较成熟。然而，基于成本的考虑，对于电源性能要求不是很高的场合，可采用带有过流保护的集成稳压电路，同样能满足产品的要求。

本次设计的题目为设计一串联型可调两路直流稳压正电源：先是经过家用交流电源流过变压器得到一个大约十五伏的电压U1，然后U1经过一个桥堆进行整流在桥堆的输出端加两个电容C1、C2进行滤波，滤波后再通过LM7812（具体参数参照手册）输出一个固定的12V电压，这样就可以在一路输出固定的电压。在LM7812的输出端加一个电阻R3，调整端加一个固定电阻R1和一电位器R2，这样输出的电压就可以在5~12V范围内可调。

经过自己对试验原理的全面贯彻，以及相关技术的掌握，和反复的调试，经过自己的不断的努力，老师的耐心的指导，终于把这个串联型两路输出直流稳压输出正电源电路。

关键词：两路 固定 可调 直流稳压电源

前 言

随着社会的发展，科学技术的不断进步，对电子产品的性能要求也更高。我们做为21世纪的一名学电子的大学生，不仅要将理论知识学会，更应该将其应用与我们的日常生活中去，使理论与实践很好的结合起来。电子课程设计是电子技术学习中的一个非常重要的实践环节，能够真正体现我们是否完全吸收了所学的知识。

在电子市场，各种各样的串联稳压电源琳琅满目，但大多数成本都不低，基于成本考虑，我们可以应用所学的知识自己设计一个简单的电路。大部分电压都是正电源，而人们的需求也日益丰富，所以直流稳压负电源也越来越多。尤其是在学校，我们所用的许多电源都是自己学校设计的，电压大概在1～20之间可调。

虽然现在的电源很普遍，技术也很成熟，但其中的电路设计分析的思路仍值得我们去学习和研究。又因为其简单、易做、易设计。对材料无特别要求的特点。使得直流稳压电源的设计能广泛应用与课程设计中。

第一章 设计任务与设计方案

设计制作一串联型可调两路输出直流稳压正电源电路

一、设计任务与要求

(1)一路输出直流电压12V；另一路输出5—12V连续可调直流稳压电源。 (2)输出电流IOm=200mA；

(3)稳压系数Sr≤0.05；

二、方案设计与论证

直流稳压电源是电子设备能量的提供者，对直流电源要求是：输出电压的幅值稳定，平滑，变换频率高，负载能力强，温度稳定性好。

（1） 整流电路：交流电压转变成单向脉动直流电

a、半波整流

其原理是利用半导体的导通性组成的各种整流电路.

U0=

b、桥式整流

然而单相桥式整流电路与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求式一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小、见笑了输出电压的脉动等优点，因此在次设计中我选用单相桥式整流电路。

12

u0d t =

12

2u2sin t d t =

2

U2=0.45U2

（2）滤波电路：

经整流后的电压仍具有较大的交流分量，不能直接输出变为直流电源，必须通过滤波电路将交流分量滤掉。尽量保留其输出中的直流分量，才能获得比较平滑的直流分量，使之波形变得平滑，接近理想的的直流电源。

所以可以利用电容两端电压不能突变或流经电感的电流不能突变的特点，将电容与负载并联，或将电感与负载串联就能起来滤波作用。

（3）稳压电路：

由于滤波后的直流电压Ui受电网电压的波动和负载电流变化的影响（T的

影响）很难保证输出电流电压的稳定。所以必须在滤波电路和负载一直加上稳压电路，才能保证输出直流电压的进一步稳定。

如图就是由桥堆和电容组成的整流滤波电路

当交流电电流流过桥堆时，负方向的电流改变方向，以正方向的形式从桥堆中流出，从而形成如图中的绿色部分的电流。当这种电流经过电容的滤波效果就形成了较为平滑的直流电流。

第二章 设计电路图

设计的实验的路

第三章 元件及其介绍

（1）变压器：型号AIR_CORE_XFORMEP。

变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电 (具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。

一般指连接交流电源的线圈称之为「一次线圈」;而跨于此线圈的电压称之为「一次电压.」。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈间的「匝数比」所决定的。因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。

在此次实验中我们采用降压变压器，目的是将220V交流电降到我们所需的的范围。

（2）桥堆： 型号 3N247

桥堆是一种电子元件，内部由多个二极管组成.主要作用是整流，调整电流方向。用桥堆整流是比较好的，首先是很方便，而且它内部的四个管子一般是挑选配对的，所以其性能较接近，还有就是大功率的整流时，桥堆上都可以装散热块 简化，使工作时性能更稳定，当然使用场合不同也要选择不同的桥堆，不能只看耐压是否够，比如高频特性等。

在实验中，我们的设计的是直流电源，所以我们需对降压产生的交流进行整流，故选择此桥堆。

(3)三端稳压器： 型号LM7812

三端稳压器，主要有两种，一种输出电压是固定的，称为固定输出三端稳压器，另一种输出电压是可调的，称为可调输出三端稳压器，其基本原理相同，均采用串联型稳压电路。在线性集成稳压器中，由于三端稳压器只有三个引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能稳定，价格低廉等优点，因而得到广泛应用。 因为在实验中，我们要产生一固定电压12V，故选择型号为型号LM7812KC的三端稳压器。

（4）电容： 2个0.1uF 1个uF 1个470uF。

其中470uF的电容是滤波电容，所以其值要较大。0.1uF和1uF的电容都是用于抵消长线传输而引起的电感，其容量一般在1uF以下。

（5）电阻： 1个24Ω 1个64Ω。 电位器 34Ω。 根据设计要要求可计算出各个电阻的值。

（6）开关： 单刀开关 1个

第四章 设计原理及参数计算

一、电路工作原理

当220 交流电经变压器产生低压交流电时，电流信号经过桥堆时产生单向脉动电压，然后再经过滤波电路的滤波输出交流成分较少的平滑的直流电压，最后经过LM7812的稳压作用输出固定的直流电压12V，所以可以借鉴这的电压，产生一组固定的电压12V，另一组可调式电压可由电阻与电位器组成的电路得到范围为5-12的电压。

二、元件参数的计算

由《模拟电路基础教程》可知，W7812的输入有效值电压U3=19V，而经过电容的滤波效应，所以在经过桥堆之前的电压U2=U3/1.2=15.83V，由此可以算出变压器的匝数比N1:N2约为220/15.83/1.414约为10:1。

电容C1的选择，因为C1为滤波电容，从理论上来讲，滤波电容越大，放电过程越慢，输出电压越平滑，平均值越高。但在实际上，电容的容量越大，不但体积越大，而却会使整流二极管流过的冲击电流更大。根据参考文献，可选择电容C1470uf。电容C2用于抵消长线传输而引起的电感，其容量可选择在1uF以下，故选择C20.1uF;电容C3改善负载的瞬态响应，其容量可选1uF及以下。但若C3大，则会在稳压器输入端断开时，C3通过稳压器放电，所以选择C3=0.1uF。同理可选择C4=1uF。

由于实验要求输出电流IOm=200mA，所亦可根据固定端的电压可确定R3=12/0.2Ω

=60Ω，根据稳压器输出端与公共端电流恒定不变电流I=12/60=0.2A，设计要求的电压范围，当R2接入组织为0时，I*R1=5，可以算出R1的阻值，当R2输入最大阻值时，有（R1+R2）=12，以及根据仿真结果可以精确算出电阻R1=24Ω，以及电位器R2阻值的组织范围为0—34Ω。

第五章 实验仿真结果

实验仿真电路图如下

(a)图中波形为可调时的最小电压为5V（此时开关不闭合）

（b）图中波形为可调时候的最大电压12V（开关不闭合）

（c）图中是固定输出的直流电压为5V（开关闭合）

第六章 实验结果及分析

实验焊接、调试及实验结果分析

在领玩元器件之后，按照画好的电路图，把元器件在PPC板是进行排版，然后按照元器件从低到高进行焊接。不能靠板上的线路连接的，用到导线连好，完成一个完整的电路。然后在实验室进行调试。

由于实验限制，我们没有合适的变压器，致使电路测试达不到要求，而且在实验室给的变压器降得的电压达不到是要求，所以实验结果达不到实验要求，可调电压也是在一定的范围内的，固定输出电压也是一定的。

在接入输入信号好，用万用表测量输出敌压数值其结果如下：

在此次设计任务中虽然实验结果与理想结果有一定的误差，但是还是满足设计任务。在现实生活中，精准的直流电源不可能这么简单，要是实现更加接近理想的情况这需要更多的器件，通过复杂的电路来实现。