一、方案論證與比較

1.1 方案提出

方案一：由交流電壓源提供220V和50Hz的交流電壓U1，經(jīng)過電源變壓器，輸入18~20V的交流電壓U2，再經(jīng)過整流管，將交流電壓變直流電壓。信號經(jīng)過  型濾波電路，濾除直流電壓中含有的較大的紋波。接著信號進入輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路，輸出端加上萬用表測量直流電壓中的紋波電壓，示波器可以用來檢測電壓信號。也可增加可調(diào)電阻，實現(xiàn)輸出電壓可調(diào)。

1.2設(shè)計方案的論證和選擇

1、利用電源變壓器將電網(wǎng)電壓變?yōu)樗�需交流電壓�?/font>

變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯(或磁芯)中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓(或電流)。變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。在發(fā)電機中，不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈，均能在線圈中感應(yīng)電勢，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動，這是互感應(yīng)的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應(yīng)，變換電壓，電流和阻抗的器件。

2、利用整流電路將交流電壓變換為單方向脈動的直流電壓。

單相橋式整流器電路的工作原理：電路中采用四個二極管，互相接成橋式結(jié)構(gòu)。利用二極管的電流導(dǎo)向作用，在交流輸入電壓U2的正半周內(nèi)，二極管D1、D3導(dǎo)通，D2、D4截止，在負載RL上得到上正下負的輸出電壓；在負半周內(nèi)，正好相反，D1、D3截止，D2、D4導(dǎo)通，流過負載RL的電流方向與正半周一致。如圖所示：

特點：輸出電壓高，紋波電壓 小，管子承受的反向電 壓較低，效率高。

優(yōu)勢：直流成分較高，電源變壓器利用率高。

3、利用濾波電路將整流輸出的脈動直流電壓進行平滑。

電容濾波電路原理：當電路采用電容濾波，輸出端空載，設(shè)初始時電容電壓uC為零。接入電源后，當u2在正半周時，通過D1、D3向電容器C充電；當在u2的負半周時，通過D2、D4向電容器C充電，充電時間常數(shù)為 。空載時橋式整流電容濾波電路中包括變壓器副邊繞組的直流電阻和二極管的正向?qū)�通電阻。由于一般很小，電容器很快就充到交流電壓u2的最大值，如波形圖2（b）的時刻。此后，u2開始下降，由于電路輸出端沒接負載，電容器沒有放電回路，所以電容電壓值uC不變，此時，uC＞u2，二極管兩端承受反向電壓，處于截止狀態(tài)，電路的輸出電壓，電路輸出維持一個恒定值。

特點：（1）其適用于小電流負載。                          

     （2）電容濾波電路的外特性比較軟。

4、利用穩(wěn)壓電路維持輸出電壓穩(wěn)定。

原理：穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路是利用穩(wěn)壓管在反向擊穿時電流可在較大范圍內(nèi)變動  但擊穿電壓卻基本不變的特點實現(xiàn)的

功能：穩(wěn)定電壓部分

作用：維持輸出電壓穩(wěn)定

二、系統(tǒng)的功能及設(shè)計框圖

2.1 系統(tǒng)的全部功能、要求及技術(shù)指標。

1、制作一個直流穩(wěn)壓電源，可將220V/50HZ交流電源輸出±12V(±5V)直流電壓；

2、仿真直流穩(wěn)壓電源；

3、電網(wǎng)供給的交流電壓U1為220V，50HZ。 變壓器輸出電壓U2為18V～20V，50HZ。

4、穩(wěn)壓電源輸出直流電壓可調(diào)，且輸出電流可擴展。

2.2確定設(shè)計框圖（系統(tǒng)包含的單元電路及結(jié)構(gòu)）和總體設(shè)計方案

2.3單元電路的分析與設(shè)計：各功能模塊電路的定性說明以及計算分析。

（1）電源變壓器：降壓，將220V的交流電壓變換為18~20V的輸出電壓電壓，以提供整流濾波電路所需電壓。

（2）橋式整流電路：利用橋式整流電路，把50Hz的正弦交流電變換成脈動的直流電。

（3）濾波電路：把經(jīng)過橋式整流電路得到的直流電壓的紋波濾去，但其輸出電流電壓不太穩(wěn)定。

（4）穩(wěn)壓電路：進一步消除紋波，提高電壓的穩(wěn)定性和帶載能力。

（5）穩(wěn)壓部分增加滑動變阻器，實現(xiàn)輸出電壓在一定范圍內(nèi)可調(diào)。