双路可调直流稳压电源

陕西工业职业技术学院

信息工程学院

——电信1103班

(直流可调式稳压电源）

摘要

本课程设计是关于双路可调直流稳压电源的设计，主要采用了三端集成稳压芯片LM317、LM337行稳压设计，通过变压器将220V市电降压后，经过整流桥(本设计使用四个二极管构成)整流，将变压后的交流电压整流为直流脉冲波电压输出，经过电容滤波，使输入的电压能够在三端稳压芯片的输入电压范围内。经过三端稳压器稳压后，在输出端进一步使用电容滤波方式进行滤波，完成稳压输出的要求。可以输出±5V ~±12V 连续可调的直流电流。

设计内容中，主要包括了变压模块、整流模块、滤波模块、稳压模块，而难于实现的是滤波与稳压，电容滤波效果不是很理想，但是在理论值上，可以达到，经过调试，基本能达到要求。

关键词：可调变压整流滤波稳压

一、 设计原理框图：

二、 设计电路图：

三、 电路模块设计及元件参数选择

1， 变压器模块

由输出电压为±5V ~±12V 的性能指标要求得 由公式可得输入电压Ui 的范围为

Uomax+(Ui-Uo)min ≤Ui ≤Uomin+(Ui-Uo)max 12V+3V ≤Ui ≤

5V+40V

15V≤Ui≤45V

副边电压U2≥Uimin/1.1=15/1.1V，取U2=15V，副边电流I2﹥Iomax=1A，取I2=1.2A，则变压器副边输出功率P2≥I2U2=18

由变压器的效率为0.7，则原边输入功率P1≥P2/n=18W，为留有余地，选功率为30 W的电源变压器。同时为了满足±12V的最大输出电压，本设计采用±24V 输出电压的变压器。

变压器前得输入波形

变压后的波形图

2，整流模块

半波整流电路的输出电压相对较低，且脉动大。两管全波整流电路则需要变压器的副边绕组具有中心抽头，且两个整流二极管承受的最高反向电压相对较大，所以这两种电路应用较少。桥式整流电路的优点是输出电压高，电压脉动较小，整流二极管所承受的最高反向电压较低，同时因整流变压器在正负半周内部有电流供给负载，整流变压器得到了充分的利用，效率较高。因此本电路采用桥式整流电路。

单相桥式整流电路是由四个整流二极管接成电桥的形式构成的，如图(a)所示。图(b)所示为单相桥式整流电

路的一种简便画法。

无论电压u2是在正半周还是在负半周，负载电阻RL 上都有相同方向的电流流过。因此在负载电阻RL得到的是单向脉动电压和电流，忽略二极管导通时的正向压降，则单相桥式整流电路的波形如图所示。

参数计算：

（1） 负载上电压平均值和电流平均值

22sin o U t t U π

ωω=?（）d()=0.9

20.9

o o L L U U I R R ==

（2） 整流二极管的电流平均值和承受的最高反向电

压。

2

10.452D o L

U I I R ==

2DRM U =

（3） 整流变压器副边电压有效值和电流有效值。

2222

1.10.9

1.1 1.1O

O

O

L L

U U U U U I U R R =====

整流二极管选1N4007，其极限参数为URM≥100V ，而√2U2=15.4V ，则URM 满足要求。IF=1A ，而I0max=0.5A ，则IF 亦满足要求。

3， 滤波模块

滤波电路利用电容或电感在电路中的储能作用，当电源电压(或电流)增加时，电容(或电感)把能量储存在电场(或磁场)个；当电源电压(或电流)减小时，又将储存的能量逐渐释放出来，从而减小了输以电压(或电流)中的脉动成

分．得到比较平滑的直流电压。实用滤波电路的形式很多，如电容滤波、电感滤波、复式滤波电路(包括倒L型、Rc —π型、LC—π型滤波)等。

电容滤波电路

滤波原理：

电容通过RC放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，u o会逐渐下降。

只有整流电路输出电压大于u o 时，才有充电电流i D 。因此整流电路

的输出电流是脉冲波。 电容滤波电路的特点：

(1) 输出电压Uo 与放电时间常数RLC 有关。 RLC 愈大→ 电容器放电愈慢 → Uo(平均值)愈大 近似估算:Uo=1.2U 2。

RLC 越大 → Uo 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

2) 流过二极管瞬时电流很大。故一般选管时，取

1(2~3)(2~3)

22L O

DF L I U I I ==

结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合。

滤波电容C 可由纹波电压△V 0p-p 和稳压系数Sv 来确定。

已

知

V 0=15V

，

Vi=18V,△V0p -p=5mV,Sv=0.005,

则

△Vi=△V 0p-p *Vi/(V 0*Sv)=1.2V,则C=Ict/△V i=1500μF 。

从而，我们可以选择一个值为2200Uf/50V 的电容。

4，稳压模块

1. 集成稳压器的主要参数有：

（1）最大输入电压Uimax ，当整流滤波电路输出电压超过Uimax

时，可能使稳压器的输出电压不能稳定在额定值。 （2）输出电压U O ，三端集成稳压器分为固定正输出和固定负输

出两类。

（3）最大输出电流I0max，不同型号的三端集成稳压器I omax为

0.2～2A。

稳压部分电路图：

选可调式三端稳压器LM317，其特性参数V0=+1.2V~+37V,I0max=1.5A,最小输入输出压降（V i-V0）min=3V,最大输入输出压降（Vi-V0）max=40V,均满足性能要求其接法如下：1，2脚之间为1.25V电压基准。为保证稳压器的输出性能，R1应小于240欧姆。改变Rp阻值即可调整稳压电压值。C6用来实现频率补偿，D3用于保护LM317。

组成的稳压电源电路如下图所示。取R1=240Ω，由式V0=1.25*（1+RP1/R1）可得RP1min=336Ω,RP1max=1.49kΩ，故取RP1为2kΩ的精密线绕可调电位器。

四、元件清单

五、实验步骤及预期结果：

<一>实验步骤：

1、讨论设计方案，画出电路图：（1）变压：

（2）整流：

（3）滤波：

（4）稳压：

2、用Multisim软件进行仿真

3、进行电路的搭接，完成实物

<二>预期结果：

●输入电压AC220 V，输出电压DC±5V 至DC±12V 连续可调●最大输出电流1A，纹波≦5mV

●输出限流保护电路（保险丝），最大输出电流≦1A