发布时间 : 星期三 文章固定直流稳压电源设计更新完毕开始阅读
1. 设计背景
1.1 了解固定直流稳定电源的需求和定义
在日常生活中，大部分的电子电路及设备中，一般都需要稳定的直流电源供电，如手机、平板、笔记本电脑等充电都需要使用稳定的输出，充电电池因使用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。生活中最常用的且最容易获取的是220V的电网电压（即市电），通过变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压，从而给电子设备进行供电，即方便又快捷。
固定直流稳压电源是能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。 直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。
1.2 掌握直流电源的组成和各部分的作用
直流电源是能量转换电路，将220V（或380V）50Hz的交流电转换为直流电。
图1能量转换电路
在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电压波动±10％，且负载有一定的变化范围。
2. 设计方案
2.1 任务分析
根据课程设计要求，分析可知，稳压直流电源是由4个1N4001的二极管，四个电解电容，分别为2个2.2mF，2个1uF；两个330nF的电容，两个稳压器：分别为1个LM7815CT,1个LM7915CT。将输入端接整流滤波电路的输出，将
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输出端接负载电阻，构成稳压电路。
2.2 设计方案
2.2.1整流电路
整流电路的作用是将交流电变换成单方向的直流电。在设计中，为了克服单向半波整流电路输出电压低，交流分量大，效率低的缺点，因此选用单向桥式整流电路。 （1）工作原理。
图2.1
u2的正半周，D导通， A→D→RL→B，uO= u2 。 u2的负半周，D截止，承受反向电压，为u2； uO=0。 （2）UO（AV）和 IL（AV）的估算。
已知变压器副边电压有效值为U2，
图2.2
（3）二极管的选择。
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URmax?2U
2L(AV)0.45U2 I??D(AV)2RL考虑到电网电压波动范围为±10％，二极管的极限参数应满足:
I0.45U?2I?1.1???F R?L
?U?1.12U?2?R2.2.2滤波电路
在桥式整流电路的基础上，输出端并联一个电容C就构成了电容滤波电路，如下图：
图2.3
电容滤波是通过电容的储能作用（充放电过程）， 即在u2升高时，把部分能量储存起来（充电），在u2降低时， 又把储存的能量释放出来（放电），从而在负载RL上得到一个比较平滑的、近似锯齿形的输出电压uo，使其脉动程度大为降低，并且平均值提高。 （1）工作原理。
当 u2?uC 时，有一对二极管导通，对电容充电，?充电非常小。 当 u2?uC 时，所有二极管均截止，电容通过RL放电，?放电?RLC。
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滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。 （2）电容的选择及UO（AV）的估算。
图2.4
T 当RC?(3～5)时，U?1.2U。LO(AV)22 C的耐压值应大于1.12U。2（3）优缺点。
简单易行，UO（AV）高，C 足够大时交流分量较小；不适于大电流负载。
2.2.3稳压电路。
1）输出电压 2）输出电流
3）稳压系数:表明电网电压波动时电路的稳压性能。
在负载电流不变时，输出电压相对变化量与输入电压变化量之比:
U?UUOOO S???IrRR?UU?UULIIIOL4）输出电阻:表明负载电流变化时电路的稳压性能。
在电网电压不变时，负载变化引起的输出电压的变化量与输出电流的变
?UO化量之比: R?
oU?IIO?U2.3三端稳压器。
变压器的选取：通过查询W7800系列芯片手册得知两芯片的输入电压得达到13V 才能正常工作，故变压器输出电压有效值VU112.1/132，由于要求输出的电压为正负两组，所以设计中选取220V转±15V交流变压器。
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