第二章单元电路及其原理
2.1电源变压器
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。本实验采用的变压器的型号是AIR_CORE_XFORMEP，
通常是一个降压变压器，将220V的电压转化为需要的电压值送给整流电路，本次所需电压为18v。
2.2整流电路
整流电路：利用具有单向导电性能的整流元件，把方向和大小都变化的50Hz交流电变换为方向不变但大小仍有脉动的直流电。
利用半导体二极管的单向导电性可以组成各种整流电路。其中单相半波整流结构简单，所用元件少，但输出电压平均值低且波形脉动大，变压器有半个周期为零，利用率低，且因含有直流成
分而使铁心易于饱和。为了提高变压器的利用率，减小输出电压的脉动，在小功率电源中，应用单相桥式整流电路。 如图所示，图中的整流管D1~D4接成桥路。若电源变压器副边电压为正半周，则D1、D3导通；若为负半周，则D2、D4导通。这样在整个周期，四只整流二极管两两交替导通，R上得到脉动的直流电压。
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2.3滤波电路
图2.1给出了电容滤波电路在带电阻负载后的工作情况。接通交流电源后，二极管导通，整流电源同时向电容充电和向负载提供电流,输出电压的波形是正弦形。在 时刻，即达到u2 90°峰值时，u2开始以正弦规律下降，此时二极管是否关断，取决于二极管承受的是正向电压还是反向电压。
先设达到90°后，二极管关断，那么只有滤波电容以指数规律向负载放电，从而维持一定的负载电流。但是90°后指数规律下降的速率快，而正弦波下降的速率小，所以超过90°以后有一段时间二极管仍然承受正向电压，二极管导通。随着u2的下降，正弦波的下降速率越来越快，uC 的下降速率越来越慢。所以在超过90°后的某一点，例如图2.1(b)中的t2时刻，二极管开始承受反向电压，二极管关断。此后只有电容器C向负载以指数规律放电的形式提供电流，直至下一个半周的正弦波来到，u2再次超过uC，如图5(b)中的t3时刻，二极管重又导电。
以上过程电容器的放电时间常数为
电容滤波一般负载电流较小，
可以满足td较大的条件，所以输出电压波形的放电段比较平缓，纹波较小，输出脉动系数S小，输出平均电压UO(AV)大，具有较好的滤波特性。
（a） (b)
图2.1带载时桥式整流滤波电路
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2.4稳压电路
经过滤波后输出的直流电压仍然存在较大波纹，而且交流电网电压容许有起伏，随着电网电压的起伏输出电压也会随之变动。此外，经过滤波后输出的直流电压也与负载的大小有关，当负载加重的时候，由于输出的电流能力有限，使得输出的直流电压下降。因此，当需要稳定的直流电压的时候，在整流、滤波电路后通常需要配有稳压电路。稳压是该设计方案的主要，也是关键部分。根据设计所要求的性能指标，选择集成三端稳压器。三端集成稳压器：常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。本实验采用的型号是 LM317。
LM317内部原理图
引脚图
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第三章 单元件参数的选择及其计算
3.1 电源变压器 型号AIR_CORE_XFORMEP
根据本实验的要求，变压器的副边电压应大概在18V左右所以可选择线圈匝数比为220:12的线圈。
3.2 桥堆 型号为W08
仿真用的型号为：1B4B42的桥堆，为了焊接的方便防止二极管放错方向，实验中选型号为W08的桥堆。
3.3 电容C1 1000uF
电容C1的选择，因为C1为滤波电容，根据低频所学知识，滤波电容越大，放电过程越慢，输出电压越平滑，平均值越高。但在实际上，电容的容量越大，不但体积越大，而却会使整流二极管流过的冲击电流更大。通常滤波电容满足RC=(3-5)T/2，其中R为负载的电阻，经过计算及仿真可选择电容C1为1000uF。
3.4 电阻R1、R3
实验中采选用LM317可调式三端稳压器。可调式稳压器是通过外接电阻来调节输出电压的，根据稳压器输出端电压Uo=1.25（1+R1/R3）V可得到R1/R3=(Uo/1.25-1)，又由设计输出要求电压范围为1.5~10V，得到R1/R3的值得范围为0.2~7，仿真根据实验室提供的电阻阻值可取R3为240Ω，这样求得电位器的阻值为1680Ω，但实验室只有2K的电位器，因此实验时选用2K的电位器。
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