图2.2
（1）电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压U2。变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η，式中η是变压器的效率。
（2）整流滤波电路：整流电路将交流电压U1变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U0。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等，如图2.3所示。
图2.3
整流桥将交流电压U2变成脉动的直流电压，再经滤波电容C滤波纹波，输出直流电压U0。U0与交流电压U2的有效值u2的关系为 U0=（1.1-1.2）u2
每只整流二极管承受的最大的方向电压Vrm=2U2 通过每只二极管的平均电流I=0.5Ir=0.45U2/R
式中,R 为整流电路的负载电阻.它为电容C提供放电回路,RC放电时间常数应满足RLC≥(3-5)T/2
式中,T为50HZ交流电压的周期,即20ms. （3）电压输出稳压器
由于输入电压U1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压UI会随着变化。因此，为了维持输出电压UI稳定不变，还需加一级稳压电路。稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。
2.7直流稳压电源的参数设计方法
稳压电源的设计，是根据稳压电源的输出电压Uo、输出电流Io、输出纹波电压ΔUop-p等性能指标要求，正确地确定出变压器、集成稳压器、整流桥和滤波电路中所用元器件的性能参数，从而合理的选择这些器件。
直流稳压电源的参数设计可以分为以下三个步骤：
根据稳压电源的输出电压Uo、最大输出电流Iomax，确定稳压器的型号及电路形式。
根据稳压器的输入电压UI，确定电源变压器副边电压u2的有效值U2；根据稳压电源的最大输出电流I0max，确定流过电源变压器副边的电流I2和电源变压器副边的功率P2；根据P2，从表1查出变压器的效率η，从而确定电源变压器原边的功率P1。然后根据所确定的参数，选择电源变压器。
确定整流桥的正向平均电流ID、整流桥的最大反向电压URM和滤波电容的电容值和耐压值。根据所确定的参数，选择整流桥和滤波电容。 设计参数如下：
⑴ 选择三端集成稳压器，确定电路形式
集成稳压器选用L7812cv(1.5A,12V)及PJ7912(1.5A,-12V)，其输出电压范围为：Uo=12V和-12V。所确定的稳压电源电路如图2.4所示。
图2.4
⑵选择电源变压器
电源变压器有很多种：有降压的、有升压的，在这次的设计中我用的是降压变压器，它的作用是将来自电网的220V交流电压u1变
??为整流电路所需要的交流电压u2。
P2P1，其中：P2是变压器副边的功
率，P1是变压器原边的功率。一般小型变压器的效率如表1所示：
表1 小型变压器的效率 副边功率?10VA 10~30VA 30~80VA 80~200VA P2 效率? 0.6 0.7 0.8 0.85 因此，当算出了副边功率P2后，就可以根据上表算出原边功率P1。 U1和U2的取值决定了相关器件及参数的选择，一般情况下，U1应比U0高3V左右（太小影响稳压，太大稳压器功耗大，易受热损坏）。故可取U1=12+3=15V，考虑电网电压10%的波动，最终取U1=16.7V,由 UL=（1.1-1.2）V2,变压器次有效值u2 为u2=U1/1.1=15.2V，但因本设计输出电压为12V，故变压器输出电压U2=18V，即变比为0.7，但在实际过程中，由于商家没有，选购了输出为24V的。 ⑶选用整流桥和滤波电容
整流桥： 整流输出电压平值 U????022sin(?t)d(?t)?22?U2?0.9U2=21.6V
二极管平均电流
1UOU2 ID?IO??0.45=0.327A
22RLRL二极管最大反向压
URM?2U2=33.94V 故整流桥选用2W06W(1A,50V) 保护二极管选IN4001(1A,50V) 滤波电容：
RLC≥(3-5)T/2,则C1=5T/2RL, 式中T为交流电源周期，T=20ms， RL 为C1右边的等效电阻，应去最小值，由于Imax=500mA,因此 RL =U1/Imax=33,所以C1=C2=1515μf,可见C1的容量较大，应选电解电容，受规格限制，电容的耐压要≥25V,故滤波电容C取容量为2200uF，耐压为25V的电解电容。
发光二极管的保护电阻选用470?.
第三章 单元电路设计
3.1 电源变压器
过整流电路将交流变为脉动的直流电压。由于此脉动的直流压含有较的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。电源变压器的作用是将交流220V的电压变为所需的电压值，然后通过的电压还随电网电压波动、负载何温度的变化而变化。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、负载何温度变化时，维持输出直流电压稳定。
3.2 整流电路
利用二极管的单向导电性，将交流电压（电流）变成单向脉动电压（电流）
的电路，称为整流电路。交流电分为三相交流电和单相交流电，在小功率电路中一般采用单相半波、全波、桥式整流电路和倍压整流电路。本节主要研究单相桥式整流电路，对于倍压整流电路及全波整流电路，可通过相应参考书来了解。 为简化分析，假定二极管是理想器件，即当二极管承受正向电压时，将其作为短路处理；当承受反向电压时，将其作为开路处理。 单相桥式整流电路
为了保留全波整流电路效率高、脉动系数小的优点而克服其反向电压高的缺点，若使二极管承受的反向电压和半波电路一样，比全波整流电路减少一半，使二极管成本下降，可在此基础上多用几只二极管，如图3.1所示电路就基本解决了上述问题。
直流稳压电源的设计方法
