半導(dǎo)體直流穩(wěn)壓電源.

1、長春工業(yè)大學(xué)題目課程：學(xué)院：專業(yè)班級：姓名：半導(dǎo)體直流穩(wěn)壓電源半導(dǎo)體直流穩(wěn)壓電源模擬電子技術(shù)課程設(shè)計電氣與電子工程學(xué)院電氣工程及其自動化：指導(dǎo)教師：劉艷平時間2014年6月20日 2014年6月27日 半導(dǎo)體直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計和測試一、設(shè)計目的1、 學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計方法；2、 研究直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計方案；3、 掌握直流穩(wěn)壓電路的調(diào)試及主要指標(biāo)的測試方法。二、設(shè)計要求和技術(shù)指標(biāo)1、設(shè)計要求1） 、設(shè)計一個能輸出5v-12v連續(xù)可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源，或士12v的 直流穩(wěn)壓電源；2） 、根據(jù)設(shè)計要求和技術(shù)指標(biāo)設(shè)計好電路，選好元件及參數(shù)，要求繪出原理圖，并用protel 99se/dxp畫出印制板

2、圖；3）、在萬能板或面包板上制作一臺直流穩(wěn)壓電源；4）、測量直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓系數(shù)；5）、測量直流穩(wěn)壓電源的內(nèi)阻;6）、擬定測試方案和設(shè)計步驟；7）、寫出設(shè)計性報告。2、 技術(shù)指標(biāo)要求電源輸出電壓為5v-12v連續(xù)可調(diào)或輸出士12v的電壓，輸入電壓為交流220v,最大輸出電流為500ma穩(wěn)壓系數(shù)sr=(3-5)t/2，貝 sc1=5t/2rl,式中t為市 電交流電源的周期，t=20ms rl為c1右邊的等效電阻，應(yīng)取最小值， 由于lmax=500ma因此rn二v/1max=33，所以6 = 1515uf。可見，c1容量較大，應(yīng)選電解電容，受規(guī)格的限制，實際容量應(yīng) 選為2200卩f,電壓應(yīng)選為2

3、5v。c1的最后取值還需根據(jù)紋波電壓的要求調(diào)整并確定。5、整流二極管d1-d4整流二極管的參數(shù)應(yīng)滿足最大整流電流反向電壓vr=43v.if1.5imax=0.75a,最大特別應(yīng)指出的是，電容濾波使電路被接通的一瞬間，整流管的實 際電流遠大于imax，如果if較小，很可能在電路被接通時就已經(jīng)損 壞，因此，一般取if5imax=2.5a,查手冊可選定整流二極管d-d4, 最終選擇橋堆2w066、負載電阻rl1, fl:由式ic(av)=uo/rl=0.9u2/rl可得rl=0.9u2/iorlmin=0.9u2/lomax=27 r=200時，p=0.707w根據(jù)市場的實際情況可選負載電阻為200

4、歐，功率為1w7、d7, d8的選擇參數(shù)計算根據(jù)課題技術(shù)指標(biāo)要求，穩(wěn)壓源輸出電壓為+/-12v，輸出電流最大為500ma查找常用二極管的主要參數(shù)表，可選2cw6型二極管，它的uz為11.5-12.5v,iz為5ma izm為19ma滿足要求。七、工作原理1、整流電路單相橋式整流電路原理圖見圖1,整流電路波形圖見圖2,設(shè)變壓 器副邊電壓|u =qusinwt|，u2為其有效值。當(dāng)u2為正半周時，電流由a點流出，經(jīng)d1, rl，d3流入b點，因而負載電阻rl上的電壓等于變壓器副邊電壓，即u0=u2 d2和d4管承受的反向電壓為-u2。當(dāng)u2為負半周時，電流又b點流出，經(jīng)d2, rl,d4流入a點，

5、負責(zé)電阻rl上的電壓等于-u2,即卩uo=-u2, d1、d3承受的反向電壓為u2這樣，由于d1、d3和d2、d4兩對二極管交替導(dǎo)通，致使負載負 載電阻rl上的u2的整個周期都有電流通過，而且方向不變，輸出電 壓uo=v2u2sinwt|2、濾波電路當(dāng)變壓器副邊電壓u2處于正半這些后并且數(shù)值大于電容兩端電壓uc時，二極管d1、d3導(dǎo)通，電流一路流經(jīng)負載電阻rl，另一路 電容c充電，因為在理想情況下，變壓器副邊無損耗，二極管導(dǎo)通 電壓為零，所以電容兩端電壓uc和u2相等，當(dāng)u2上升到峰值后開 始下降，電容通過負載電阻rl放電，其電壓uc也開始下降，趨勢與uc基本相同，但是由于電容按指數(shù)規(guī)律放電，

6、所以當(dāng)u2下降到一定數(shù)值后，uc的小將速度小于u2下降速度，使uc大于u2從而導(dǎo)致d1、d3反向偏置而邊為截止，此后，電容c繼續(xù)通過rl放電，uc按指數(shù)規(guī)律緩慢下降。當(dāng)u2負半周副值變化到恰好大于uc時，d2、d4因加正向電壓變 為導(dǎo)通狀態(tài)，u2再次u2 uc上升到u2的峰值后又開始下降，下降 到一定數(shù)值時d2、d4變?yōu)榻刂?，c對rl放電，uc按指數(shù)規(guī)律下降； 放電到一定數(shù)值時d1、d3變?yōu)閷?dǎo)通，重復(fù)上述過程。八、穩(wěn)壓電源的性能指標(biāo)及測試方法。1、穩(wěn)壓系數(shù)在負載電流、環(huán)境、溫度不變的情況下，輸入電壓的相對變化引 起輸出電壓的相對變化。測量穩(wěn)壓系數(shù)，在負載電流為最大時，分別測得輸入交流比220v

7、增大和減小10%的輸出v。并將其中最大一個代入公式計算sr。ud7blictud7blictclclclcl= =；e 2ddur-pole 2ddur-pol5iodut-pql5iodut-pql哉e1e1 e)1e)1* 1 叫亍3 3134b42134b42, ,c2 isoour-polc2 isoour-pole200ufe200uf-pol-polcc33031?33031?*丄叮 unetunetx xlm79-12ctlm79-12ctlm79-1.2ctlm79-1.2ctu1u1uaa afuflloogpuflloogpxw1xw1當(dāng)信號源為242v時（即220*1.1

8、）tltlclclloonfloonfle4b43le4b43cj 220i3wf-cj 220i3wf-fclfcl33inf33infceceloonfloonf11.25 v-10.1s3vi f n | |qk|ufliodte-bufliodte-b存1 1 ss j穴設(shè)盍i r丄bhibotbhibot占u2 udauctu2 udauctclcl* *ludn*ludn*didi訶4 4呂船亠嚴吒刪i i*r?&i2cr10.863 v-9.796 v醫(yī) | i v oj db114007114007jjw ad. l一i3利用sr公式可得0.0054當(dāng)信號源為198v時

9、（即220*0.9）利用sr公式可得0.192、穩(wěn)壓電源內(nèi)阻：輸入電壓不變時，輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比的絕對值。測量內(nèi)阻，在輸入交流為220v,分別測得負載電阻為0及最大值的hvo,和ro二dvo/dllxh41xh41f jdjll_gjrtin232.69 ma0101lh7b12ctlh7b12ctcece33dn.f33dn.floon?loon?9ohi_9ohi_c3c3一 丄c4loonfloonf33j33jililf fu2u2lm7s12ctlm7s12ctd3d31b4007g-p1b4007g-p 由上圖和下圖對上上組電壓電流關(guān)系利用內(nèi)阻公式可得ro1二0.0

10、49門 同理可得ro2=2.4門11 615 va ip- a151 241 maj jp7v | : ig |1n400tcp1n400tcpn nusnsuctusnsucti clz100nkz100nk1 1u4b4su4b4s二zonfzonf-iqqnt-iqqntji-11.903 vlwjjijctosos-斛&3&3ibtaoot&pibtaoot&ph3h3t1t11 1 年 1 1時間720.036 ms720.036 ms720.03b ms720.03b ms0,000 s0,000 s通道禹77977797 v v77977797 v

11、 v0.000 v0.000 v邇道_日-9.361 v-9.361 v-9.361 v-9.361 v0 .000 v0 .000 vt2時基*l|相反 保存i ignd gnd 通道a a刻度|5|5 mivmivy y位置|0|0acj 0j dcacj 0j dc- -通道日刻度f f皿位疊0 0鮭發(fā)沿頁勻c水平|o|op p- -刻度p p 0 ms/div0 ms/divx x恆置|o|o而add b/a a/badd b/a a/baco odc- -1 a1 a內(nèi)，i i無.自動77日外i i十、總結(jié)本次可設(shè)計采用w7812及w7912系列元件，實現(xiàn)了對電路輸出正、負雙向電壓的

12、要求，采用單相橋式整流電路，具有輸出電壓高、變壓 器利用率高，脈動小等優(yōu)點。因此得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，他的主要缺 點是所需二極管的數(shù)量多，由于實際上二極管的正向電阻不為零， 必 然使得整流電阻較大，當(dāng)然損耗也較大，電路采用二極管，起保護作 用，使電路的穩(wěn)定性、安全性提高。由于實際條件及時間的限制，部分元件的選擇未做到優(yōu)化，在書寫實驗報告的過程中，排版不夠合理，邏輯性不好。在本次課程設(shè)計中，通過我們自己的學(xué)習(xí)與實踐，在老師的指導(dǎo) 下我們學(xué)到了許多設(shè)計理論及相關(guān)知識，培養(yǎng)了我們的動手能力及創(chuàng) 造能力，加強了同組隊員間的協(xié)同合作精神， 同時也認識到自身存在 的缺點與不足，并體會到了創(chuàng)作及設(shè)計過程中的艱難。參考資料1、 郭永貞2、 陳光明、施金鴻、桂金蓮3、 華成英、電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計指導(dǎo)南京 東南大學(xué)出版社2004電子技術(shù)課程設(shè)計與綜合實訓(xùn)北京北京航