直流稳压电源课程设计报告

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课程设计_可调直流稳压电源

课程设计_可调直流稳压电源

目录一、设计目的作用 (1)二、设计要求 (1)2.1 直流稳压电源的种类及选用 (1)2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 (2)2.3 串联型直流稳压电源的设计要求 (2)三、设计的具体实现 (2)3.1 系统概述 (2)3.2 单元电路设计与分析 (4)3.2.1 降压电路 (5)3.2.2 整流电路 (5)3.2.3 滤波电路 (7)3.2.4 稳压电路 (9)3.3 元件电路参数计算 (10)3.4 改进方案 (11)3.5 电路主要测试数据 (12)四、总结 (12)五、附录 (12)六、参考文献 (14)一、设计目的作用当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利,但是任何电子设备都有一个共同的电路——电源电路。

大到超级计算机、小到袖珍计算器,所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作,当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。

超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统,通过这套电源系统,超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。

袖珍计算器则是简单多的电池电源电路,不过你可不要小看了这个电池电源电路,比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。

可以说电源电路是一切电子设备的基础,没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备,我们的生活也就不会这么丰富多彩了。

由于电子技术的特性,电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能,而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。

提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源,直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。

2、设计要求2.1 直流稳压电源的种类及选用直流稳定电源按习惯可分为化学电源、线性稳定电源和开关型稳定电源,它们又分别具有各种不同类型:(1)化学电源:平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类,各有其优缺点。

随着科学技术的发展,又产生了智能化电池;在充电电池材料方面,美国研制员发现锰的一种碘化物,用它可以制造出便宜、小巧、放电时间,多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。

直流稳压电源课程设计总结报告电路改进措施

直流稳压电源课程设计总结报告电路改进措施

直流稳压电源课程设计总结报告电路改进措施直流稳压电源课程设计的总结报告和电路改进措施直流稳压电源是电子电路中的重要应用之一,可以为各种电子设备提供稳定的直流电压。

在课程设计过程中,我们需要考虑电路的性能、可靠性、成本等因素,以便不断改进和优化电路设计。

下面是我们总结的直流稳压电源课程设计的经验和改进措施。

一、电路设计在课程设计中,我们着重考虑了电路的稳定性、可靠性和效率等因素。

具体来说,我们采用了以下设计措施来提高电路的性能:1. 选择合适的电源元件:我们使用了高质量的元器件,如二极管、晶体管、电容和电感等,以确保电路的稳定性和可靠性。

2. 设计合理的电路拓扑:我们采用了复用技术和并联电路拓扑,以提高电路的效率和稳定性。

3. 优化电路参数:我们对电路的参数进行了精细的优化,如电流限制、电压精度、纹波系数等,以确保电路的性能符合要求。

4. 进行电路仿真:我们使用电路仿真工具,对电路进行了仿真分析,以验证电路的稳定性和可靠性。

二、电路改进措施为了提高电路的效率和可靠性,我们需要进行一些改进措施:1. 改进电源元件的选择:我们可以采用更小尺寸、更高性能的元件,以提高电源的效率和可靠性。

2. 改进电路拓扑:我们可以采用更高效的电路拓扑,如集成稳压器、整流器等,以提高电源的效率和稳定性。

3. 改进电源控制电路:我们可以采用更高精度的控制电路,如反馈控制电路、比例控制电路等,以提高电源的精度和稳定性。

4. 改进电源滤波电路:我们可以采用更有效的电源滤波电路,如低通滤波器、高通滤波器等,以提高电源的滤波效果和稳定性。

总结通过以上的经验和改进措施,我们可以更好地设计直流稳压电源电路,提高电路的性能和可靠性,为各种电子设备提供更稳定的直流电压。

直流稳压电源课程设计报告

直流稳压电源课程设计报告

《直流稳压电源课程设计报告》一.课程设计目的(1)掌握直流稳压电源的组成及原理(2)掌握三端可调稳压器的使用方法(3)了解直流稳压电源主要参数二.课程设计题目描述和要求(1)稳压电源输出电压在6-18V之间连续可调,最大输出电流为Io max=1.0A(2)稳压系数S u≤0.03%(3)输出电阻R o≤0.1(4)纹波电压U orm≤5mV三.课程设计报告内容㈠直流稳压电源的组成直流稳压电源通常由电源电压、整流电路、滤波器和稳压电路等部分组成,其原理框图如图1.3.1所示㈡直流稳压电源的各部分作用1.电源变压器:将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压u2。

变压器副边与原边的功率比为:P2/P1=η式中:η为变压器的效率。

2整流电路:将交流电压变换为单向脉动直流电压。

整流是利用二极管的单向导电性实现的。

常用的整流电路有半波整流电路和桥式整流电路等。

其电路图如图1.3.2所示。

在稳压电路中一般用4个二极管组成桥式整流电路,此时U1与交流电压u2的有效值U2的关系为:U1=(1.1~1.2)U2在整流电路中,每只二极管所承受的最大反向电压为:Urm=√2U2流过每只二极管的平均电流为:I D=0.45U2/R L桥式整流电路与半波整流电路相比较,其输出电压U提高,脉动成分减少了,所以在此选用桥式整流电路。

3滤波电路:将脉动直流电压中交流分量滤去,形成平滑的直流电压。

滤波电路可分为电容、电感和π型滤波电路。

其电路图如下1.3.3所示。

图中R为负载电阻,它为电容C提供放电通路,放电时间常数RC应满足:RC>(3~5)T/2;式中T(=20msm)为50HZ交流电压周期。

一般小功率整流滤波电路通常采用桥式整流、电容滤波电路。

4.稳压电路:其作用是当交流电网电压波动或负载变化时,保证输出直流电压的稳定。

简单的稳压电路可采用稳压管来实现,在稳压性能要求较高的场合,可采用串联反馈式稳压电路(包括基准电压、取样电路、放大电路和调整管部分)。

自控课程设计——可调直流稳压电源课程设计报告

自控课程设计——可调直流稳压电源课程设计报告

自控原理课程设计报告课题: 直流稳压电源的设计班别: 10电气2组员: (学号)020103一、设计目的熟悉自控原理的基本理论, 在实践的综合运用中加深理解, 掌握电路设计的基本方法、设计步骤, 培养综合设计与调试能力。

2.学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。

3、培养实践技能, 提高分析和解决实际问题的能力。

4、加强组员之间的协调合作的意识, 提高组员合作的能力。

二、设计任务及要求1.设计一个连续可调的直流稳压电源, 主要技术指标要求:①输入(AC):U=220V, f=50HZ;②输出直流电压: U0=1.27→12.24v;③输出电流: I0<=1A;④纹波电压: Up-p<30mV;2.设计电路结构, 选择电路元件, 计算确定元件参数, 画出实用原理电路图。

3、自拟实验方法、步骤及数据表格, 提出测试所需仪器及元器件的规格、数量。

4、在实验室MultiSIM8-8330软件上画出电路图, 并仿真和调试, 并测试其主要性能参数。

三、实验设备及元器件1. 装有multisim电路仿真软件的PC2.三端可调的稳压器LM317一片3.电压表、焊电路板的工具4.滑动变阻器、二极管、变压器、电阻、电容、整流桥四、电路图设计方法(1)确定目标: 设计整个系统是由那些模块组成, 各个模块之间的信号传输, 并画出直流稳压电源方框图。

(2)系统分析:根据系统功能, 选择各模块所用电路形式。

(3)参数选择: 根据系统指标的要求, 确定各模块电路中元件的参数。

(4)总电路图: 连接各模块电路。

(5)将各模块电路连起来, 整机调试, 并测量该系统的各项指标。

五、总体设计思路1. 直流稳压电源设计思路(1)电网供电电压交流220V(有效值)50Hz, 要获得低压直流输出, 首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。

(2)降压后的交流电压, 通过整流电路变成单向直流电, 但其幅度变化大(即脉动大)。

直流稳压电源设计与制作实验报告

直流稳压电源设计与制作实验报告

直流稳压电源设计与制作实验报告一、引言直流稳压电源是电子设备中常用的电力供应装置,它能够将交流电源转化为稳定的直流电压,并具备稳定输出电压的能力。

本实验旨在设计和制作一台简单的直流稳压电源,通过实验验证其性能指标并探讨其工作原理与特点。

二、实验目的1.了解直流稳压电源的基本工作原理;2.学习使用稳压集成电路进行电源稳压;3.设计并制作一台简单的直流稳压电源。

三、实验原理1. 直流稳压电源的基本工作原理直流稳压电源主要由变压器、整流滤波电路和稳压调节电路组成。

其中,变压器用于将市电转换为适合整流滤波电路工作的交流电源;整流滤波电路用于将变压器输出的交流电转换为近似稳定的直流电;稳压调节电路用于控制输出电压的稳定性,保证负载电流在一定范围内变化时输出电压保持不变。

2. 稳压集成电路的原理稳压集成电路是直流稳压电源中常用的调压元件,其具有稳定输出电压的特点。

常见的稳压集成电路有LM78xx系列和LM317系列,它们在不同的输入电压范围和输出电压范围上都有应用。

这些集成电路内部集成了反馈电路,通过控制电源输出端与负载之间的电流来调整输出电压。

四、实验材料和设备1.变压器2.整流滤波电路元件3.稳压集成电路4.电阻、电容等辅助元器件5.多用途电源板、电路实验台等设备五、实验步骤及结果1. 设计电路图根据实验要求和电源稳定性要求,设计直流稳压电源的电路图。

2. 制作电路根据设计的电路图,将电路实际制作在多用途电源板上。

3. 连接电路将稳压集成电路、变压器和其他电路元件按照电路图进行正确连接。

4. 调试电路接入交流电源后,使用万用表测量输出电压,并调节稳压集成电路的引脚来控制输出电压的稳定性。

5. 实验结果根据调试结果记录并分析直流稳压电源的输出电压稳定性、负载调节性能等指标,并对实验结果进行讨论和总结。

六、实验讨论与总结根据实验结果,我们可以得出直流稳压电源的设计与制作是成功的。

通过稳压集成电路的控制,我们实现了输出电压的稳定性,并能够在一定范围内对负载进行调节。

直流稳压电源设计实验报告

直流稳压电源设计实验报告

直流稳压电源设计实验报告一.实验目的1、了解负载稳压电源的控制原理及工作原理;2、分析电路、仿真电路结构,并结合 oscilloscope 对稳压电源进行实验测试;3、制作变压源,实验服务由DC电源模块,实现输出电压的调节功能;4、利用变压源实现对于直流稳压电源的调节;二、实验原理稳压电源是由 DC 电源模块、电感、晶体管、电容以及变频器等部件组成的控制回路,用以实现可靠稳定的输出电压,其基本原理是通过调节变频器的输出频率来调节 DC 电源模块的输出电压,使电源模块的输出稳定在一定的等级,从而实现稳压的要求。

三、实验环境硬件环境: DC 电源模块、电感、晶体管、电容及变频器等软件环境: oscilloscope四、实验测试1、DC 电源模块:根据理论电路设计,布置 DC 电源模块,同时使用 oscilloscope测试 DC 电源输出;2、变频器:同样配置电路,使用变频器调节输出频率;3、电感、晶体管和电容:根据理论电路及电路仿真的正确性,布置电感、晶体管和电容,并进行 oscilloscope 反复测试;4、整机设计:将 DC 电源模块、变频器、电感、晶体管以及电容一起设计成完整的稳压电源,并测试稳压电源是否能够正常输出电压。

五、实验结果通过实验测试表明,所设计的电路结构能够正常工作,DC 电源模块能够输出稳定的直流电压,变频器能够根据设定的频率正确调节输出电压,稳压电源能够提供一致的直流电压输出。

因此,实验的目的得到了较好的满足。

六、结论本次实验建立了直流稳压电源的设计原理,已设计合理、结构正确的电路,同时,通过 oscilloscope 进行实验测试,得出稳压电源能够正常输出稳定的电压,实验目的得到了满足。

直流稳压电源实验报告

直流稳压电源实验报告

一、实验目的1. 了解直流稳压电源的工作原理,掌握其基本组成和结构。

2. 学会使用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器设计直流稳压电源。

3. 掌握直流稳压电源的调试方法及主要技术指标的测量方法。

4. 培养实验操作技能和严谨的科学态度。

二、实验原理直流稳压电源是将交流电源电压通过变压器降压、整流、滤波和稳压等环节,最终输出稳定直流电压的设备。

其基本组成包括变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。

1. 变压器:将市电220V交流电压转换为所需的交流电压。

2. 整流电路:利用二极管的单向导电性,将交流电压转换为脉动直流电压。

3. 滤波电路:利用电容和电感等元件,滤除脉动直流电压中的纹波,使输出电压更加平滑。

4. 稳压电路:利用稳压元件(如稳压二极管、集成稳压器等),使输出电压稳定。

三、实验器材1. 220V交流电源2. 变压器(输入电压220V,输出电压15V)3. 整流桥(4只整流二极管)4. 滤波电容(2200μF/25V)5. 集成稳压器(LM7812)6. 万用表(直流电压档)7. 电阻(100Ω、1kΩ)8. 连接线9. 电烙铁10. 电工刀四、实验步骤1. 按照电路图连接电路,确保连接正确。

2. 将220V交流电源接入变压器,输出电压调整至15V。

3. 接通整流电路,使用万用表测量输出电压,应为约20V左右。

4. 添加滤波电容,测量输出电压,应为约12V左右。

5. 将集成稳压器LM7812接入电路,输出电压应稳定在12V。

6. 调整负载,观察输出电压变化,确保电压稳定。

五、实验结果与分析1. 实验过程中,输出电压稳定在12V,符合设计要求。

2. 在调整负载时,输出电压无明显波动,说明稳压效果良好。

3. 通过实验,掌握了直流稳压电源的设计、调试和测试方法。

六、实验总结1. 通过本次实验,了解了直流稳压电源的工作原理和基本组成。

2. 学会了使用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器设计直流稳压电源。

直流稳压电源课程设计报告

直流稳压电源课程设计报告

直流稳压电源课程设计报告一、设计目的本课程设计旨在培养学生对直流稳压电源的基本原理和实际应用的理解,以及能够独立设计和调试一般性直流稳压电源的能力。

二、设计内容1. 直流稳压电源基本原理2. 直流稳压电源组成部分及其功能3. 直流稳压电源的电路设计和调试三、设计步骤1. 确定直流稳压电源的输出要求,如输出电压范围、输出电流范围等。

2. 根据输出要求选择合适的变压器。

3. 设计整流电路,包括桥式整流器和滤波电容。

4. 设计稳压器,包括基准电压源、比较器、功率晶体管等。

5. 设计过载保护和短路保护电路。

6. 组装并调试整个直流稳压电源。

四、实验材料与设备1. 220V交流电源2. 变压器3. 整流二极管4. 滤波电容5. 稳压芯片LM317或LM350等6. 二极管、晶体管等元件7. 示波器、万用表等测试设备五、设计结果与分析本课程设计的直流稳压电源输出电压范围为0-30V,输出电流范围为0-2A。

具体参数如下:1. 变压器输入:220V AC,输出:24V AC。

2. 桥式整流器:使用4个1N4007二极管。

3. 滤波电容:使用4700μF/50V电解电容。

4. 稳压芯片:使用LM317稳压芯片。

5. 过载保护和短路保护电路:使用二极管和晶体管组成的保护回路。

实验结果表明,该直流稳压电源能够满足大部分实际应用需求,并且具有较好的稳定性和可靠性。

六、实验心得通过本次课程设计,我深入了解了直流稳压电源的基本原理和实际应用,并且掌握了一定的设计和调试技能。

同时,在实验过程中也遇到了一些问题,如元件选型不当、接线错误等,通过不断排查解决这些问题,我对直流稳压电源的理解更加深入。

这是一次非常有意义的课程设计。

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直流稳压电源课程设计报告一、设计任务及要求1.设计任务设计一直流稳压电源,满足:(1)当输入电压在220V交流时,输出直流电压为6-9V;(2)输出纹波电压不于5mv,稳压系数<=0.01;(3)具有短路保护功能;(4)最大输出电流为:Imax=0.8A2.要求通过设计学会;(1)如何选择变压器、整流二极管、滤波电容及调整三极管或集成稳压块;(2)合理选择电路结构,并完成全电路元器件参数设计、绘制电路图;(3)短路保护实现方法(4)掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法(5)撰写设计报告。

3.设计注意:(1)电源变压器、整流二极管、滤波电容、调整三极管或集成稳压块等元件只做选择性设计;(2)完成全电路元器件参数设计、绘制出整体电路图;(3)撰写设计报告要符合下列格式并按时上交,逾期将延与下届。

二、书写要求三、上交时间要求上交书面及电子稿发至邮箱:撰写设计报告格式:(仅供参考,不要全部抄龚)见附录一集成直流稳压电源的设计与制作姓名1 绪言随着半导体工艺的发展,稳压电路也制成了集成器件。

由于集成稳压器具有体积小,外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点,因此在各种电子设备中应用十分普遍,基本上取代了由分立元件构成的稳压电路。

集成稳压器的种类很多,应根据设备对直流电源的要求来进行选择。

对于大多数电子仪器、设备和电子电路来说,通常是选用串联线性集成稳压器。

而在这种类型的器件中,又以三端式稳压器应用最为广泛。

2 设计要求1.初始条件:(1)集成稳压器选用LM317与LM337或其他芯片,性能参数和引脚排列请查阅集成稳压器手册。

(2)电源变压器为双15V/25W。

(3)其参考电路之一如图1所示图1 ±1.25V-±15V连续可调直流稳压器参考电路原理图2.主要性能指标:(1)输出电压Vo:±1.25 - ±12V连续可调。

(2)最大输出电流Iomax=800mA(3)纹波电压ΔVop-p≤5mV(4)稳压系数Sv≥3X10-33.设计要求:(1)依据已知设计条件确定电路形式。

(2)计算电源变压器的效率和功率。

(3)选择整流二极管及计算滤波电容(4)安装调试与测量电路性能,画出实际电路原理图。

(5)按规定的格式,写出课程设计报告。

3 总体设计思路在本次课程设计中我准备采用串联型稳压电路,集成稳压器选用LM317与LM337,电源变压器选用双15V/25W。

由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时,滤波电路输出的直流电压U I会随着变化。

因此,为了维持输出电压U I稳定不变,还需加一级稳压电路。

稳压电路的作用是当外界因素(电网电压、负载、环境温度)发生变化时,能使输出直流电压不受影响,而维持稳定的输出。

稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成。

采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。

集成稳压器的类型很多,在小功率稳压电源中,普遍使用的是三端稳压器。

按输出电压类型可分为固定式和可调式,此外又可分为正电压输出或负电压输出两种类型。

本课程设计中采用三端可调稳压器LM317与LM337。

图2 LM337外观图3.1 LM317与LM337集成稳压器的特性简介三端可调稳压器的输出电压可调,稳压精度高,输出波纹小。

其一般的输出电压为1.25~35V或-1.25~-35V。

比较典型的产品有LM317和LM337等。

其中LM317的输出电压范围是 1.2V 至 37V,LM337 的输出电压范围是 -1.2V 至 -37V,负载电流最大为 1.5A。

它的使用非常简单,仅需两个外接电阻来设置输出电压。

此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。

LM317/LM337 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。

特性简介可调整输出电压低到 1.2V。

保证 1.5A 输出电流。

典型线性调整率 0.01%。

典型负载调整率 0.1%。

80dB 纹波抑制比。

输出短路保护。

过流、过热保护。

调整管安全工作区保护。

标准三端晶体管封装。

电压范围输入输出最小压差降为0.2VLM317/LM337 1.25V 至 37V 连续可调。

LM317与LM337集成稳压器的特性满足设计要求的输出电压Vo:±1.25 - ±12V连续可调。

封装形式TO-220 塑料封装,TO-3 铝壳封装,TO-202 塑料封装,TO-39 金属封装图3 TO-220 塑料封装图图4 TO-3铝壳封装图图5 TO-39金属封装图一般应用电路图6是三端可调输出集成稳压器的一般应用电路。

电路中的R1、R2组成可调输出的电阻网络。

为了能使电路中的偏置电流和调整管的漏电流被吸收,所以设定R1为120~240欧姆。

通过R1泻放的电流为5~10mA。

输入电容器C1用于抑制纹波电压,输出电容器C2用于消震,缓冲冲击性负载,保证电路工作稳定。

由于加外接保护电路C2的存在,容易发生电容器发电而损坏稳压器。

若有外接保护二极管D2,电容器C2放电时,D1导通钳位,使稳压器得到保护。

D1是为了防止调节端旁路电容器C3放电时而损坏稳压器的保护二极管。

旁路电容器C3也是为了抑制波纹电压而设置的。

当C3为10uF时,能提高纹波抑制比15dB。

LM317图6 LM317应用电路图LM337图7 LM337应用电路图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R2阻值即可调整稳压电压值。

D1,D2用于保护LM317/337。

这类稳压器是依靠外接电阻来调节输出电压的,为保证输出电压的精度和稳定性,要选择精度高的电阻,同时电阻要紧靠稳压器,防止输出电流在连线上产生误差电压。

三端可调式稳压器的典型应用电路的输出电压为:LM317的V REF=1.2V,I adj=50mA,由于I adj<<I1,所以3.2 稳压电源的技术指标稳压电源的技术指标可以分为两大类:一类是特性指标,如输出电压、输出电滤及电压调节范围;另一类是质量指标,反映一个稳压电源的优劣,包括稳定度、等效内阻(输出电阻)、纹波电压及温度系数等。

3.3 串联型稳压电路的主要特点1.稳定性好当输入电压Usr (整流、滤波的输出电压)在规定范围内变动时,输出电压Usc 的变化应该很小一般要求。

由于输入电压变化而引起输出电压变化的程度,称为稳定度指标,常用稳压系数S来表示:S的大小,反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。

在同样的输入电压变化条件下,S越小,输出电压的变化高。

通常S约为。

越小,电源的稳定度越2.输出电阻小负载变化时(从空载到满载),输出电压Usc ,应基本保持不变。

稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。

输出电阻(又叫等效内阻)用rn表示,它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比。

rn反映负载变动时,输出电压维持恒定的能力,rn越小,则Ifz变化时输出电压的变化也越小。

性能优良的稳压电源,输出电阻可小到1欧,甚至0.01欧。

3.电压温度系数小当环境温度变化时,会引起输出电压的漂移。

良好的稳压电源,应在环境温度变化时,有效地抑制输出电压的漂移,保持输出电压稳定,输出电压的漂移用温度系数KT来表示.4.输出电压纹波小所谓纹波电压,是指输出电压中50赫或100赫的交流分量,通常用有效值或峰值表示。

经过稳压作用,可以使整流滤波后的纹波电压大大降低,降低的倍数反比于稳压系数S。

3.4 设计的主要思路上一小节介绍的串联型稳压电路,用做一种简单的稳压电源,可以满足一般无线电爱好者的需要。

但是,这种电源还有许多“天生的”缺陷,要提高对性能的要求,就必须再做一些改进。

从以下四个方面对它的性能加以改善,便可做成一台有实用价值的稳压电源了。

这就是:增加放大环节,提高稳定性,使输出电压可调;用复合管做调整管,使输出电流增大;增加保护电路,使电源工作安全可靠。

直流稳压电源主要由四部分组成:电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。

如图8所示:1.电源变压器:将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压,一般次级电压u2较小。

2.整流电路:将变压器次级交流电压u2变成单向的直流电压u3,它包含直流成份和许多谐波分量。

3.滤波电路:滤除脉动电压u3中的谐波分量,输出比较平滑的直流电压u4。

该电压往往随电网电压和负载电流的变化而变化。

4.稳压电路:它能在电网电压和负载电流的变化时,保持输出直流电压的稳定。

它是直流稳压电源的重要组成部分,决定着直流电源的重要性能指标。

图8 直流稳压电源4 单元电路的设计串联式直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路所组成,各部分电路的形式与作用如下。

4.1 电源变压器电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。

电源变压器的效率为:12P P =η 其中:2P 是变压器副边的功率,1P 是变压器原边的功率。

一般小型变压器的效率如表1所示:表1 小型变压器的效率因此,当算出了副边功率2P 后,就可以根据上表算出原边功率1P 。

设计要求的电源变压器为双15V/25W。

原边输入功率为125P w =。

副边输出功率为2220.81512P I U w ≥=⨯=因为所选电源变压器为双15V/25W,由表中数据可知0.7η=,则12/12/0.717.1P P w η===,所选25W 符合要求。

电源变压器的实际效率为2112100%48%25P P η==⨯= 4.2 桥式整流电路桥式整流属于全波整流,它不是利用副边带有中心抽头的变压器,而是用四个二极管接成电桥形式,使在电压V 2的正负半周均有电流流过负载,在负载形成单方向的全波脉动电压。

图9 桥式整流电路主要参数:4.3 滤波电路整流电路输出波形中含有较多的纹波成分,与所要求的波形相去甚远。

所以通常在整流电路后接滤波电路以滤去整流输出电压的纹波。

滤波电路常有电容滤波,电感滤波和RC滤波等。

本设计中采用电容滤波电路图10 电容滤波电路图10分别是桥式整流电容滤波电路和它的部分波形。

这里假设t<0时,电容器C 已经充电到交流电压V 2的最大值(如波形图所示)。

整流二极管VL1~VL4组成单相桥式整流电路,将交流电压U2变成脉动的直流电压。

再经滤波电容滤除波纹Ui.Ui 与交流电压U2的关系为Ui=(1.1~1.2)U2每支整流二极管的最大反向电压。

通过每支整流二极管的平均电流20.45D U I R=。

式中R 为整流滤波电路的负载电阻,为电容提供放电回路,RC 放电时间常数应该满足RC (3~5)/2T ≥.式中T=20ms 。

4.4 电路参数设计(1)确定R1、R2的阻值。

以LM317为例说明。

电路图如下所示:图11 LM317电路图输出电压计算公式 )R R 1.25(1U 120+≈ 带入数据可得 1.25≈+11.25(1)R (1) 12≈+21R 1.25(1)R (2) 有(1)(2)可得: 218.6R R =取滑动变阻器: 21R k =Ω, 则1116R =Ω1116R =Ω的阻值不是标称值,取标称阻值200Ω。

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