简易直流稳压电源课程设计
3. 整流滤波电路输出的直流电压并不总是稳定的。在许多场合，特别是在精密的电子仪
器中，都需要在整流、滤波电路和负载之间再加上稳压电路，以保持输出直流电压的稳定，使之不随交流电源电压和负载电流的变化而变化。
第二章 单元电路设计与分析
如下图基本电路图所示，220V交流电经变压器产生低压交流电，D1、D2、D3、D4和C构成整流滤波电路，产生20V的直流电压， Rw调整输出电压大小
此图中D1/D2/D3/D4是IN4001二极管，D5/D6是IN5819二极管，由于无法改正，特此注明。
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1、整流变压器
电源变压器将来自电网的220V交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，由于变压器存在着铁损与铜损，所以它的输出功率永远小于输入功率[2]。实际电路中选择一个中间带抽头的多路输出稳压器，其输出电压分别是（交流）12V、18V、20V。分别对应LM78XX、79XX系列和LM317稳压器 选择电源变压器：
Uomax?(UI?Uo)min?UI?Uomin?(UI?Uo)max
式中，（Ui－Uo）min是稳压器的最小输入输出压差，典型值为3V，（Ui－Uo）max是稳压器允许的最大输入输出压差，典型值为35V。
即 14V+3V≤Ui≤10V+40V 取 17V≤Ui≤50V
U2≥Uimin/1.1=17/1.1=15.45V
取U2?20V
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变压器副边电流：
I2≥Iomax=200mA
取I2=200mA
则变压器的副边输出功率P2为
P2≥I2U2=3.09W
为留有余地，故选用功率为10W的变压器 所以变压器选用20V/10W的即可。
2.整流电路
整流电路有桥式整流和半波整流。半波整流电路图如下：
12??U0=
?0u0d??t?=
12???02u2sin??t?d??t?=
2?U2=0.45U2
桥式整流电路图如下：
然而单相桥式整流电路与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管
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的参数要求式一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此在次设计中我选用单相桥式整流电路。
在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。电路的输出波形如图3所示。
在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即 I ? 2 I 。电路中的每只二极管承受的最
fo11大反向电压为
2U2(U2是变压器副边电压有效值)。
单相桥式整流电路输出电压平均值
Uo?12?2??02U2sin?td?t?2?U2?0.9U2单相桥式全波整流电路中二极管的平均电流和输出电流：
ID?12Io?0.45U2RL单相桥式全波整流电路二极管上承受的最高反向电压：
UDRM?2U2结合上述分析，可得桥式整流电路的工作波形如下页图：
由图可见，通过负载桥式整流电路的优点是输出电压高，纹波电压较小，管子所承受的最大反向RL的电流iL以及电压vL的波形都是单方向的全波脉动波形。电压较低，同时因电源变压器在正、负半周内都有电流供给负载，电源变压器得到了充分的利用，效率较高。 由于 URM?2U2?2?20?28.284V，I0max=200mA
IN4001的反向击穿电压URM?50V，额定工作电流ID?1A，故整流二极管选用IN4001。
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3.滤波电路：
电容滤波电路的特点
输出电压U0与时间常数RLC有关
RLC愈大?电容器放电愈慢?U0(平均值)愈大。
??RLC?(3~5)一般取 2 (T为电源电压的周期)
T近似估算: U0=1.2U2 流过二极管瞬时电流很大
RLC越大?U0越高,负载电流的平均值越大?整流管导电时间越短?iD的峰值电流越大。
一般选管时，取I DF?(2~3)I0?(2~3)1U022RL通过以上全波整流电容滤波电路的波形图和分析可以看出：
并联电容滤波后，输出电压直流成份（即输出电压平均值）提高了；脉动成份降低了（即输出波形平滑）。
电容放电时间常数RLC愈大，放电愈慢，输出电压愈高，脉动愈小，滤波效果
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