作者：www.nenghua.com.cn 发布日期：2014-09-11 23:21 信息来源：http://www.lp1995.com
直流稳压电源的设计实验报告
一、实验目的
1.学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源 2.掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测量方法
二、实验任务
利用 7812、7912 设计一个输出±12V、1A 的直流稳压电源；
三、实验要求
1）画出系统电路图，并画出变压器输出、滤波电路输出及稳压输出的电压波形； 2）输入工频 220V 交流电的情况下，确定变压器变比； 3）在满载情况下选择滤波电容的大小（取 5 倍工频半周期） ； 4）求滤波电路的输出电压； 5）说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。
四、实验原理
1.直流电源的基本组成
变压器：将 220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。 整流电路： 利用二极管的单向导电性，将正负交替的交流电压变换成单一方向的 直流脉动电压。 滤波电路：将脉动电压中的文波成分滤掉，使输出为比较平滑的直流电压。 稳压电路：使输出的电压保持稳定。 4.2 变压模块 变压器：将 220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。 4.2 整流桥模块 整流电路的任务是将交流电变换为直流电。 完成这一任务主要是靠二极管的单向 导电作用， 因此二极管是构成整流电路的关键元件。 D1～D4 接成电桥的形式， 管 故有桥式整流电路之称。
由上面的电路图，可以得出输出电压平均值： U o ( AV )
U 2 ? 15 V
? 0 . 9U
2
，由此可以得
即可
即变压器副边电压的有效值为 15V 计算匝数比为 220/15=15 2.器件选择的一般原则 选择整流器 流过二极管的的平均电流:
ID=1/2 IL
在此实验设计中 IL 的大小大约为 1A
反向电压的最大值：Urm= 2 U2 选择二极管时为了安全起见，选择二极管的最大整流电路 IDF 应大于流过二极 管的平均电流 ID 即 0.5A，二极管的反向峰值电压 Urm 应大于电路中实际承受 最大反向电压的一倍。 实验中我们采用的是 1B4B42 封装好的单相桥式电路。 4.2 滤波模块
3.3 滤波电路 交流电经整流电路后可变为脉动直流电， 但其中含有较大的交流分量， 为使设备上用纯 净的交流电，还必须用滤波电路滤除脉动电压中的交流成分。常见的滤波电路有：电容滤波 电路、电感滤波电路、电感电容滤波电路以及 ? 型滤波电路。在此电路中，由于电容滤波 电路电路较为简单、且能得到较好的效果，故选用此电路。 滤波电容一般选几十至几千微 法的电解电容， 由于 R l C ? ( 3 ~ 5 )
T 2
，故选 4200uF/25V 的电解电容。
图 3-4 滤波电路
图 3-5 滤波后的电压
输出直流电压 UL 与 U2 的关系： UL= (1.1～1.2)U2 变压器副边电流有效值：
I2=（1.5~2）IL
4、稳压电路 A ． 根 据实 验 要求 ，选 用 三 端固 定 式输 出集 成 稳 压器 MC78012CT 和 LM79012CT B．为防止自激震荡，在输入端接一个 0.1~0.33uF 的电容 C1 C．为消除高频噪声和改善输出地瞬态特性输出端要接一个 1uF 以上的电容 C2
五、实验设计
1.变压器的选择 根据实验要求，输出±12V,1A 的直流稳压电源， 负载电阻： RL≥12Ω 变压器副边电压： 变压器的副边电压为有效值为 15V
变压器的变压比：n1：n2=220/15=15 变压器的副边电压图像 实验过程中通过确定通过稳压管的电压控制在 15—17V 之间，来调节变压器的 副边电压，确定匝数比为 15:1 电路图：
仿真波形：
2、整流模块
3.整流二极管的选择 流过负载的电流： IL≤1A 流过二极管的电流： ID=1/2IL=0.5A 二极管所能承受的极间反向电压：
Urm=
2
U2*2=
2
*15*2=42.4V
所以选择二极管时 ID>=0.5A,Urm>=42.4V
设计过程中我们选用的是 1B4B42
2.滤波电容的选择 时间常数：
τ
取 RL=12Ω ，则
=RLC0=5*T/2=0.05s
C0=4.2mF
电容所能承受的最大电压：Urm=
（考虑到电网电压波动 10%） 仿真电路：
2
U2*2=
2
*15*1.1=23.3V
仿真结果：
4.其他 防自激震荡电容： C1=330nF 消高频噪声电容： C2=1uF 5、稳压电路 由于 LM7812 输出的最大电流为 1.5A 要求输出的最大电流为 1A 在输出电阻的两端并联为 1A 的整流二极管 1N4001 六、.实验电路图：
根据原件的选择，连接电路图：如下所示
七、实验总结 本次实验，我们充分理解并掌握了直流稳压电源设计的过程方法，特别是在 实验过程中我们相互帮助学习， 提高了自我学习的能力，也提高的团队协作的能 力，在试验中，我们自己学会去解决问题，发现问题，相信对以后的学习会有很 大帮助。另外，通过本实验，我们学会了直流电压源的设计方法，也对 Multisim 这个软件有了初步的认识和了解，为以后其他后续课程提供了帮助。在实验过程 中我们也获得了很多的经验教训。通过本次不仅对我们知识水平有很大帮助，更 重要的是提高了我们自我学习的能力和团队协作的能力。
