直流可调稳压电源设计

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1、直流稳压电源设计HefeiUniversity课题名称直流可调稳压电源设计作者姓名：张杰毛灿城陆士明完成时间:2012-11-1413直流稳压电源设计直流可调稳压电源设计报告[摘要]：直流稳压电源的设计过程概述关键字:设计步骤电源变压器整流电路滤波电路稳压电路安装与检查直流稳压电源的设计过程概述1设计步骤⑴功能和性能指标分析：对题目的各项要求进行分析，整理出系统和具体电路设计所需的更具体、更详细的功能要求和技术性指标数据，以求得设计的原始依据。⑵选择元器件：很好地理解电路的工作原理，正确利用计算公式，选择合理

2、的元件参数，且应降低成本，减少器件品种，减少元器件的功耗和体积。⑶画出总体电路图，要求按相关规定，布局合理，图面清晰，便于对图的理解和阅读，为印制电路板，并组装、调试和维修时做好准备。⑷按总电路图安装电路，调试并改进。2电源变压器过整流电路将交流变为脉动的直流电压。由于此脉动的直流压含有较的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。电源变压器的作用是将交流220V的电压变为所需的电压值，然后通过的电压还随电网电压波动、负载何温度的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路。稳压电路的作

3、用是当电网电压波动、负载何温度变化时，维持输出直流电压稳定。3整流电路利用二极管的单向导电性，将交流电压（电流）变成单向脉动电压（电流）的电路，称为整流电路。交流电分为三相交流电和单相交流电，在小功率电路中一般采用单相半波、全波、桥式整流电路和倍压整流电路。本节主要研究单相桥式整流电路，对于倍压整流电路及全波整流电路，可通过相应参考书来了解。13直流稳压电源设计图3.1单相桥式整流电路4滤波电路经过整流后，输出电压在正负方向上没有变化，但输出电压波形仍然保持正弦波的形状，起伏很大。为了能够得到平滑的直流电压波

4、形，需要有滤波的措施。在直流电源上多是利用电抗元件对交流信号的电抗性质，将电容器或电感器与负载电阻恰当连接而构成滤波电路。电容有通高频、阻低频的作用，将其直接并在整流电路后面，可以让高频电流通过电容流回电源，从而减少了流入负载的高频电流，降低了负载电压的高频成分，减小了脉动。下面讨论电容滤波电路的工作原理，为讨论问题的方便，我们以半波整流电容滤波电路为例进行分析，电路如图3.3所示。13直流稳压电源设计图3.3单向半波整流电容滤波电路及其波形⑴工作原理设u2波形如图3.3（b）所示，未接电容时，输出电压如图3

5、.3（b）中的虚线所示。在u2正半周，设u2由零上升，二极管D导通，u0=u2，此时电源对电容充电，由于充电时间常数很小，电容充电很快，所以电容上升的速度完全跟得上电源电压的上升速度，uC=u2。当u2上升到峰值时，电容充电达到1.4U2，二极管D截止，随后u2下降，电容C向负载RL放电，放电时间常数为RLC，其值较大，所以电容电压下降的速度比u2下降到速度慢得多，此时负载电压靠电容C的放电电流来维持，u0=uC。当电容放电到b点时，uC＜u2，二极管D又导通，电容又被充电。充电至1.4U2后，又放电。如此重

6、复进行，就得到输出电压的波形如图3.3（b）中实线所示。由图可见，经电容滤波后，负载电压变得平稳，且平均值提高了。桥式整流电容滤波电路的原理与半波时相同，其电路和波形如图3.4所示。图3.4单相桥式整流电容滤波电路及其波形图13直流稳压电源设计5稳压电路集成三端稳压器具有体积小，外围元件少，调整简单，使用方便且性能好，稳定性高，价格便宜等优点，因而获得越来越广泛的应用。常见的有固定式和可调式两类集成三端稳压器，内部多以串联型稳压电源为主，还有适当的过流、过热等保护电路。一般固定式较便宜，可调式较贵，性能也好些

7、，功率相对也较大。故本次设计采用LM317是可调节3端正电压稳压器图3.5是外形图和电路符号。在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5安的电流，此稳压器非常易于使用。图3.5固定式集成三端稳压器外形及电路符号　　稳压电源的输出电压可用下式计算，Vo＝1.25（1＋R2/R1）。仅仅从公式本身看，R1、R2的电阻值可以随意设定。然而作为稳压电源的输出电压计算公式，R1和R2的阻值是不能随意设定的。　　首先317稳压块的输出电压变化范围是Vo＝1.25V—37V（高输出电压的317稳压块如LM317HV

8、A、LM317HVK等，其输出电压变化范围是Vo＝1.25V—45V），所以R2/R1的比值范围只能是0—28.6。经计算可知R1的最大取值为R1≈0.83KΩ。又因为R2/R1的最大值为28.6。所以R2的最大取值为R2≈23.74KΩ。在使用317稳压块的输出电压计算公式计算其输出电压时，必须保证R1≤0.83KΩ，R2≤23.74KΩ两个不等式同时成立，才能保证317稳压块在空载时能够稳定地工