可调稳压电源课程设计

课程设计(论文)

摘要

本文根据串联型稳压电路设计了一个直流稳压电源的电路，主要采用了LM317、LM337芯片，该芯片具有输出电压可变、内藏保护功能、体积小、性价比高、工作稳定可靠等特点。该电路利用单向交流电源经由电源变压器的降压后，经过整流电路获得低电压小功率直流电源。整流滤波后的直流电压经稳压电路稳定后再提供给负载，使负载上直流电源电压受上述因素的影响程度达到最小，再通过滑动变阻器使输出电压可调的原理，实现了把交流电网电压转换为可调的稳定直流电压的直流电源的功能。最后，通过仿真验证结果直流稳压电路可以进行一定范围内的稳定调节，说明了该电路可行、稳定。

关键字：电源变压器；整流电路；滤波；稳压电路

目录

摘要

1.概述 (1)

1.1课题背景 (1)

1.2主要设计思想 (1)

1.3设计的研究和意义 (1)

1.4设计的任务及其要求 (2)

2.系统方案设计 (3)

2.1设计思路 (3)

2.2系统方案的论证及选择 (3)

3.硬件电路设计 (6)

3.1降压电路部分 (6)

3.2整流电路部分 (6)

3.3滤波电路部分 (7)

3.4稳压电路部分 (9)

4.仿真及其结果分析 (10)

4.1Proteus仿真电路图 (10)

4.2 仿真结果及其分析 (11)

5.总结 (12)

6.参考文献 (13)

1.概述

1.1课题背景

电源技术尤其是电子电源技术是一门实践性很强的技术，服务于各行各业。电子稳压电源与传统稳压电源电路相比，具有操作方便、电压稳定度高的特点。目前，电子式直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛应用于我们生活、工作、科研及各个领域。可调直流稳压电源是采用当前国际先进的高频调制技术，其工作原理是将开关电源的电压和电流展宽，实现了电压和电流的大范围调节，同时扩大了目前直流电源供应器的应用。直流稳压电源的控制芯片是采用目前比较成熟的进口元件，功率部件采用现国际上最新研制的大功率器件，可调直流稳压电源设计方案省去了传统直流电源因工频变压器而体积笨重。与传统电源相比高频直流电源就较具有体积小、重量轻、效率高等优点，同时也为大功率直流电源减小体积创造了条件，此电源又称高频可调式开关电源。可调直流稳压电源保护功能齐全，过压、过流点可连续设置并可预视，输出电压可通过触控开关控制。

1.2主要设计思想

（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）。

（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。

（4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给电压表。

1.3设计的研究和意义

可调直流稳压电源是采用当前国际先进的高频调制技术，其工作原理是将开关电源的电压和电流展宽，实现了电压和电流的大范围调节，同时扩大了目前直流电源供应器的应用。直流稳压电源的控制芯片是采用目前比较成熟的进口元件，功率部件采用现国际上最新研制的大功率器件，可调直流稳压电源设计方案省去了传统直流电源因工频变压器而体积笨重。与传统电源相比高频直流电源就较具有体积小、重量轻、效

率高等优点，同时也为大功率直流电源减小体积创造了条件，此电源又称高频可调式开关电源。可调直流稳压电源保护功能齐全，过压、过流点可连续设置并可预视，输出电压可通过触控开关控制。

1.4设计的任务及其要求

1.输出电压连续可调

2.电源内阻Ro1=Ro2≤10

3.电压稳定系数Sv1=Sv2=0.5%

4.输出纹波Vo～≤3mv

5.电路还必须简单可靠，有过流保护电路，能够输出足够大的电流

2.系统方案设计

2.1设计思路

直流稳压电源一般由电源变压器、整流滤波电路、稳压电路组成，其基本原理框图如图2.1所示。

图2.1直流稳压电源基本原理框图

（1）首先选用合适的电源变压器将电网电压降到所需要的交流电源。（2）降压后的交流电压，通过整流电路整流变成单项脉动直流电压。直流脉动电压经过滤波电路变成平滑的、脉动小的直流电压，即滤除交流成分，保留直流成分，滤波电路一般有电容组成，其作用是把脉动直流电压中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压。（3）稳压电路：稳压电路的作用适当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能是输出直流电压不受影响而维持稳定的输出。

2.2总体方案论证与选择

该系统总体方案设计主要在可调电压输出部分，其要求是输出电压从0V开始连续可调。因此，以下主要对三种方案进行论证与选择。

方案1： 晶体管串联式直流稳压电路。交流电压经整流滤波后,得到平滑的直流电压,作为稳压电路的输入电源从UI 输入。同时运用了比较放大电路,它的核心是调整管,输出电压的稳定是管的压降相应改变,使输出电压保持稳定。

图2. 2方案1的框图

方案2：采用三端可调集成稳压器电路。它采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输出电压调整范围宽，此稳压器的基准电压是1.25V ，而要求电压从0V 起连续可调，因此需要设计电压补偿电路才可实现输出。

图2. 3 方案2的框图

方案3：此方案的控制部分采用单片机，输出部分不再采用调整管或稳压方式，二十载D/A 转换之后，经过问低昂的功率放大得到输出电压。采用单片机编程，一定程度上增加了系统的灵活性。该电源稳定性好、精度高，且能够输出可调的直流电压，其性能由于传统的可调直流稳压电源，此方案框图如图2.4所示。