华南农业大学实验报告
专业班次 18电子信息类工科 组别
题目 直流稳压电源的设计 姓名（学号） 日期 19.12.15
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一、实验目的
1、掌握整流电路的设计与测试方法，研究单相桥式整流输入交流电压有效值与整流输出电压平均值之间的数量关系，观察波形。
2、掌握滤波电路设计以及器件的选择，观察和测试有无滤波的效果。 3、掌握三端稳压器的选用以及外围电路的设计。
4、掌握直流稳压电源的设计方法、电路的调试以及电源性能指标的测试方法。
二、实验设备
1.面包板
2.双输出变压器（双15V） 3.整流桥堆
4.电解电容（1000uF/2200uF/100uF） 5.瓷片电容（104/103） 6.三端稳压管（7812/7912） 7.电阻元件
三、注意事项
1、注意整流变压器的接法，一侧与220V交流电源相连，测试时注意安全。实验中所涉及的地线必须全部连接在一起。面包板上在安装元件的时，留意元件的规格，不要接错。
2、由于涉及到的元件和导线比较多，在接线以及安装元件时，要根据信号的流向来确定元器件在面包板上的分布。把要使用的导线拉直，根据连线的距离以及插孔的长度剪断导线，导线两端各留6mm做为插孔长度，导线最好贴紧面包板，以免弹出造成接触不良、且面包板的使用要十分注意行导通与列导通，否则容易发生短路而损坏仪器
3.注意整流变压器的接法，一侧与220交流电源相连，测试时注意安全
四、实验原理及参数计算
小功率直流稳压电源它是由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等四部分组成；如图所示：
图1
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变压器：此处的作用是降压，将V1变为V2 即把220V的电网电压（V1）转化成所需要的交流电压（V2）。 整流电路：利用二极管的单向导电性，对交流电压正负半周期进行筛选，将其变换为单一方向的直流脉动电压。 滤波电路：将整流得到的脉动电压中的纹波成分过滤掉，使负载电压、负载电流更平滑。 稳压电路：利用二极管将滤波后的电压进行稳压处理，使输出的电压保持稳定。 A、变压器：
由于实验室提供的变压器是电压值为15V的双输出变压器，因此变压器的匝数n?220?14.66，因此进行仿真时15变压器的匝数取n=14.5，即需要调到n=15,然后输入电压为220V 50Hz正弦交流电压（V1）,并且变压后的正弦交流电压为V2 B、整流电路：
图2
左图产品排列方向特殊的那个引脚就是“1”是直流正极，“ 1”
对角的“4”是直流输出的负极，其余两个引脚就是交流电压的输入端。
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实验室中，整流电路利用整流桥堆进行。其负载上的电压、电流为：
122VL??2*V2*sin?t*d?t?V2
π0ππIL?VL0.9V2? RLRL成功整流后，经变压后的正弦电压信号V2在示波器上显示的图像如图2所示 每个二极管的平均整流电流为：ID?C、滤波电路：
图3
（a）电容滤波电路 （b）电感电容滤波电路（倒L型）（c）Ⅱ型滤波电路
10.45V2IL?最大反向电压为：VRM?2RL2V2
考虑到电容滤波电路较为简单、且能得到较好的效果，因此设计的直流稳压电源的滤波电路部分选择电容滤波电路。
D、稳压电路：
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图4
集成串联型稳压电路有三个引脚，分别为输入端，输出端和公共端，因而称为三端稳压器。按功能可分为固定式稳压电路和可调式稳压电路；前者的输出电压不能进行调节，为固定值；后者可通过外接元件使输出电压得到很宽的调节范围，便于实时控制。
参数计算及元器件选择
负载直流平均电压 VL 升高，波纹减小，且RLC越大，电容放电速率越慢，波纹越小，因此为了得到平滑的负
载电压，一般取：
?d?RLC?(3~5)T（T为交流电压的周期） 2在整流电路的内阻不太大（几欧）且放电时间常数满足上面的关系时，负载电压VL与V2的关系为：
VL?(1.1~1.2)V2
V2=15，所以VL=21.21（整流部分）
整流二极管： ID?(2~3)IL?(2~3)*1A?2~3A
二极管承受的最大反向电压： VRM?2V2?152V 反向击穿电压应为： VBR?2V2?30V
因此整流二极管需要满足以下条件：允许的最大电流IF?3A 最大反向电压VRM?152V
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仿真以及实验中使用1B4B42单项桥式整流电路
滤波电容器：
RL=VL/IL=1.2*15/1=18Ω（实际负载用了1K）
RLC?4*T?0.04s2
可得滤波电容C=3333uF，考虑电网电压波动10%则电容承受的最高电压为：
VCM= 1.414*V2*1.1=23.33（V） 滤波部分
但考虑到实际操作中，实验室里提供的元器件参数有限，因此选择使用2200uF的电解电容作为滤波电容 （2）三端稳压器：考虑到要输出±12V,最大电流1A，因此结合实验室中提供的元件，仿真以及实际操作选择使用的元件为7812（正电压）和7912（负电压）这两种稳压器。并且为了防止自激振荡，需要在左右两端接一个0.1~0.33uF的瓷片电容，所以需要使用104瓷片电容(0.1uF)
五、实验仿真及实验步骤
实验步骤：1如图5.1所示，断开电源，将器件的位置摆好，准备接线。
2如图5.2所示，先使用示波器观察整流前的波形图，然后接入单项桥式整流电路，断开滤波电路，用万用电表交流档测量负载电压，以及使用示波器观察经过整流电路后的的电压波形图，实验时记录数据
3如图5.3所示，接入滤波电路（电容），用万用电表直流档测量负载电压，以及用示波器观察经过
滤波电路前后的电压波形图，记录数据！
4如图5.4所示，接入稳压电路，用万用电表直流档测量两个稳压管（7812、7912）的输出电压值，
并用示波器观察7812和7912的输出电压波形图，记录数据！
5如图5.5所示，分别在正负12V输出端并入一个1k欧的电阻，用万用表直流档测量并入1k欧电阻
前后的输出电压，以及12欧电阻上的电流，记录数据！ 6处理实验数据。
实验原理图如下 ：
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实验7直流稳压电源的设计 - 图文
