連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)方案書(shū)與制作

1、直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1設(shè)計(jì)并制作一個(gè)連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，主要技術(shù)指標(biāo)要求： 輸出電壓可調(diào)： U=+3V+9V 最大輸出電流： I omax=800mA 輸出電壓變化量： UW 15mV 穩(wěn)壓系數(shù)：SW 0.003四、總體設(shè)計(jì)思路1 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)思路(1) 電網(wǎng)供電電壓交流 220V(有效值)50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變壓器將電 網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓。( 2)降壓后的交流電壓，通過(guò)整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大(即脈動(dòng)大)。( 3)脈動(dòng)大的直流電壓須經(jīng)過(guò)濾波電路變成平滑，脈動(dòng)小的直流電， 即將交流成份濾掉， 保留其直流成份。( 4)濾波后的

2、直流電壓，再通過(guò)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出， 供給負(fù)載 RL。2直流穩(wěn)壓電源原理直流穩(wěn)壓電源是一種將 220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要變壓、整流、 濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成。其中：(1) 電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整 流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。(2) 整流電路：禾U用單向?qū)щ娫?0Hz的正弦交流電變換成脈動(dòng)的直流電( 3)濾波電路： 可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。( 4)穩(wěn)壓電路： 穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電

3、壓穩(wěn)定， 不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。 在設(shè)計(jì)中，常禾用電容器兩端的電壓不能突變和流過(guò)電感器的電流不能突變的特點(diǎn)，將電容器和負(fù) 載電容并聯(lián)或電容器與負(fù)載電阻串聯(lián)，以達(dá)到使輸出波形基本平滑的目的。選擇電容濾波電路后，直流 輸出電壓： Uo1=(1.1 1.2)U 2，直流輸出電流：( I 2 是變壓I - 12101-,小器副邊電流的有效值。)穩(wěn)壓電路可選集成三端穩(wěn)壓器電路。1.5 2總體原理電路見(jiàn)圖 4。5 / 42200UF/25V圖4穩(wěn)壓電路原理圖3.設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介(1)根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的性能指標(biāo)，選擇集成三端穩(wěn)壓器。因?yàn)橐筝敵鲭妷嚎烧{(diào)，所以選擇三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器?？烧{(diào)式集成穩(wěn)壓器

4、， 常見(jiàn)主要有CW317、CW337、LM317、LM337。 317系列穩(wěn)壓器輸出連續(xù)可調(diào)的正電壓，337系列穩(wěn)壓器輸出連可調(diào)的負(fù)電壓，可調(diào)范圍為1.2V37V，最大輸出電流為1.5A。穩(wěn)壓內(nèi)部含有過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)電路，具有安全可靠， 性能優(yōu)良、不易損壞、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。其電壓調(diào)整率和電流調(diào)整率均優(yōu)于固定式集成穩(wěn)壓構(gòu)成的可調(diào) 電壓穩(wěn)壓電源。LM317系列和1M337系列的引腳功能相同，管腳圖和典型電路如圖4和圖5.OLM3172 EU11H31TR1adj % %RP1vdAC10uFluF圖4管腳圖圖5典型電路輸出電壓表達(dá)式為式中，1.25是集成穩(wěn)壓塊輸出端與調(diào)整端之間的固有電阻Ri兩端,將

5、產(chǎn)生一個(gè)恒定電流通過(guò)輸出電壓調(diào)節(jié)電位器RP1，電阻R常取值120門(mén) 240，RP1 一般使用精密電位器，與其并聯(lián)的電容器C可進(jìn)一步減小輸出電壓的紋波。圖中加入了二極管D,用于防止輸 出端短路時(shí)10F大電容放電倒灌入三端穩(wěn)壓器而被損壞。LM317其特性參數(shù)：輸出電壓可調(diào)范圍：1.2V37V輸出負(fù)載電流：1.5A輸入與輸出工作壓差 U=U-U。： 340V能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，故選用LM317組成穩(wěn)壓電路。（2 ）選擇電源變壓器1 ）確定副邊電壓 U2：根據(jù)性能指標(biāo)要求：U0min=3V U omaX=9VUi-Uomax(Ui-U o) minU-U oin w (Ui-U o) max其中：(U-U

6、oin) min=3V, (Ui-Uo) maX=4QV 12V w UW 43V此范圍中可任選：U=14V=Ui根據(jù) Uoi=（1.1 1.2）U 2可得變壓的副邊電壓：u =Uoi .12V2 1.15 2）確定變壓器副邊電流I 2I o1 = I o又副邊電流 丨2=（1.52）I O1取I O=I Oma=800mA貝y I 2=1.5 * 0.8A=1.2A3）選擇變壓器的功率變壓器的輸出功率：Pol 2U2=14.4W（3）選擇整流電路中的二極管變壓器的副邊電壓 U=12V橋式整流電路中的二極管承受的最高反向電壓為：v 2U 217V1 Q g橋式整流電路中二極管承受的最高平均電流

7、為：Q.4A2 2查手冊(cè)選整流二極管 IN4QQ1，其參數(shù)為：反向擊穿電壓Ubr=5QV17V最大整流電流I f=1AQ.4A（4）濾波電路中濾波電容的選擇濾波電容的大小可用式C二普 求得。1 ）求 U:根據(jù)穩(wěn)壓電路的的穩(wěn)壓系數(shù)的定義：設(shè)計(jì)要求 U0 15mV , SvW 0.003UoUiUo=+3V+9VUi=14V代入上式，則可求得 U2 ）濾波電容 C 設(shè)定I o=l omaX=0.8A，t=0.01S則可求得 C。電路中濾波電容承受的最高電壓為2U2 ：-17V，所以所選電容器的耐壓應(yīng)大于17V。注意：|因?yàn)榇笕萘侩娊怆娙萦幸欢ǖ睦@制電感分布電感，易引起自激振蕩，形成高頻干擾，所以 穩(wěn)壓器的輸入、輸出端常并入瓷介質(zhì)小容量電容用來(lái)抵消電感效應(yīng)，抑制高頻干擾。六、測(cè)試要求1 測(cè)試并記錄電路中各環(huán)節(jié)的輸出波形。2 測(cè)量穩(wěn)壓電源輸出電壓的調(diào)整范圍及最大輸出電流。3 .測(cè)量輸出電阻民。4 測(cè)量穩(wěn)壓系數(shù)。用改變輸入交流電壓的方法，模擬U的變化，