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1、正负12伏可调电源设计*学院毕 业 论 文（设计） 题目 可调直流稳压电源 专业班级： *学生姓名： * 指导教师： * 提交日期： * 年 * 月 * 日摘 要 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具有体积小，重量轻，功率高等优点，同时也为大功率直流电源减少体积创造了条件，此电源又称高频可调式开
2、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。 了解直流稳压电源的基本组成及工作原理，按要求完成直流稳压电源的设计与制作。画出电路原理图，进行理论计算，且用仿真软件进行仿真，加以修改，理清系统组成和元件功能的使用思路。关键词：稳压、仿真、设计目 录摘 要1目 录2一 题目要求分析3 1.设计思路32.有可调电阻的电路原理图33.系统组成44.工作原理介绍4二 硬件模块设计51.稳压电源的组成52.电源变压器73.整流电路75.滤波电路86.稳压部分8三 电路安装与测试91.系统测试102.仿真系统测试103.示波器测试12结论与心得13参考文
3、献14致 谢15 一 题目要求分析 要求设计输出正负可调12v集成直流稳压电源。为达目的，需要三个模块：电源变压器、整流滤波电路、稳压电路。 电源变压器，是将电网220v的交流电压V1变换成整流滤波电路所需要的交流电压V2-12v；整流滤波电路，是将交流电压V2变换成脉动的直流电压，在经滤波电容C滤除纹波，输出直流电压Vi，为达目的选择二极管D1D4组成单相桥式整流电路；稳压电路，当输出的输出负载变化时，输出电压V0应保持不变，为把纹波信号的影响降到最小常在输出端加上滤波电路。1.设计思路 稳压电源，它是把交流电网220V的电压降为所需要的数值，然后通过整流、滤波和稳压电路，得到稳定的直流电压
4、，直流稳压电源由电源变压器、整流滤波电路、稳压电路三部分组成。2.有可调电阻的电路原理图有可调电阻能调节稳压电源输出的电压值范围获得我们所要的电压值。3.系统组成元件： 电容：两个2200uF、两个100uF、四个104uF、两个10uF 电阻：两个800欧姆、两个200欧姆. 二极管：两个发光二极管（红、绿）、四个1N4007二极管 稳压器：一个LW317、一个LW337 滑动变阻器：两个 输入输出针：各一排4.工作原理介绍 本电路采用晶体管稳压输出，通过转换开关，可以输出12V和-12V两种直流电压，输出电压的极性也可以通过转换开关进行切换，两组电池的充电有快充和慢充两种方式。多种工作模式
5、都具有指示灯指示;20V交流市电经变压器降压、全波桥式整流电路整流、滤波后，一路经VT1、VT2调整后，作为稳压输出，另一路经VT4、VT5向电池进行充电。稳压部分电路中VT3等元件组成输出电压的采样、放大和指示。当输出电压降低时，VT3的基极分压下降，其集电极电流下降，从而使流入VT1的基极电流增加，经VT1、VT2放大调整后，使VT2的CE间电压下降，使输出电压升高，达到稳压输出的目的；反之，当输出电压升高时，VT2的CE间电压增大，使输出电压下降，当输出电压选择开关处于6V输出时，具体工作原理同前面类似，不再详述。本电路设计还具有过流报警显示，当输出电流超出一定值时，限流电阻R2上的电压
6、增大，此时过流显示发光二极管发光，表示输出过流。二 硬件模块设计 稳压电源电路原理图如图所示：滤波稳压整流滤波注释：C1、C8=2200uf，C2、C7、C3、C4=104uf,R5、R6=1500欧1.稳压电源的组成直流稳压电源由电源变压器、整流滤波电路、稳压电路三部分组成。 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t （b）整流与稳压过程图图1、稳压电源的组成框图及整流与稳压过程方案：单相桥式整流电路利用变压器的一个二次侧绕组的四个整流二极管，使在交流电源的正、负半周内，整流电路的负载上都有方向不变的脉动直流电流流过，输出Vo为全波波形。输出电压平均值：Vo（AV）=（2V2）/）V20.9V
7、2输出电压的脉动系数：VoM1=2/(0)2V2sinwtcos2wtd(wt)=42/3V2S=Vo M1/Vo(AV)= 42/3V2/(22 V2)/ ) 0.67综上所述：单相桥式整流电路的输出电压较高，脉动小，变压器的利用率高所以选此方案。2.电源变压器 电源变压器是交流电压变换部分，是将电网电压变为所需的交流电压，能使直流电源与交流电网隔离。通常根据变压器副边输出的功率P2来选择变压器。由上式可知变压器副边的输出电压V2与稳压器输入电压Vi的关系。V2的值不能过大，V2越大，稳压器的压差越大，功耗也就越大。3.整流电路 我们在整流电路中采用桥式整流电路，整流滤波部分电路制作：这是制
8、作的第1步，先将电源变压器用塑料胶固定于合子中，接好电源插头线，在安装这部分器件和接线时一定要注意绝缘处理，特别是变压器初级引线与电源线的连接，这里是220V电压的交流市电，处理不当容易触电。另一点需要说明的时，变压器的初、次级不要接反，否则一通电变压器马上就烧毁了！有部分制作者对变压器的初、次级不会区分，这里说明一下，用万用表测量电阻，电阻值大的是初级，接220V，电阻小的是次级，接线路板。线路板上将四只整流二极管及滤波电容C1焊好，注意装电容时一定要平放安装，否则合子内装不下的。全部装好后，通电，测量C1两端电压值，正常电压应为11V左右。电路图如下图所示。 如图所示，二极管D1、D2 、
9、D3、D4四只二极管接成电桥的形式。4.整流二极管的选择（1）D管的最大整流电流IF必须大于实际流过二极管的平均电流IDO ： IF IDO =ULO/RL=0.45 U2/RL（2）D管的最大反向工作电压UR必须大于二极管实际所承受的最大反向峰值电压URM。 UR URM 5.滤波电路对整流电路输出的脉动直流进行平滑，使之成为含交变成份很小的直流电压。电容滤波的原理：电容是一个能储存电荷的元件。有了电荷，两极板之间就有电压UC=Q/C。在电容量不变时，要改变两端电压就必须改变两端电荷，而电荷改变的速度，取决于充放电时间常数。时间常数越大，电荷改变得越慢，则电压变化也越慢，即交流分量越小，也就
10、“滤除”了交流分量。6.稳压部分维持输出直流电压的基本稳定。经过滤波电路后的电压的稳定性比较差，且电压受温度、负载、电网电压波动等因素的影响较大。单片集成稳压器是把稳压电路的调整管、误差放大器、取样电路、启动电路、保护电路等集成在一个芯片上的专用集成电路。广泛使用的是固定输出的三端集成稳压器。我们采用时LM317和LM337其外型封装及接线图如图所示。LM317系列稳压器输出连续可调的正电压，LM337系列稳压器输出连续可调的负电压。稳压器内部含有过流、过热保护电路。稳压电路及充电电路的制作 对照原理图及电路板上的标识号，将这两部分电路的所有元件焊于相应位置。几只发光二极管的安装时，要结合合子
11、实际高度来决定具体引脚所留高度，安装时可先装一只，同时只焊一只脚，这样方便调整，然后放于合子上试，当高度合适时，再将另一只脚焊上，一只完成后，另外三只的安装高度可以第一只为参考，安装时也都先焊牢一只脚，等高度合适时再焊另一脚。另外几部分电路间有用引线相连的，一定要仔细核对，不要接错。 三 电路安装与测试先装集成稳压电路，再装整流滤波电路，最后安装变压器。安装一级测试一级。对于稳压电路则主要测试集成稳压器是否能正常工作。其输入端加直流电压Vi-12v，调节RP1，输出电压V0随之变化，说明稳压电路正常功能工作。整流滤波电路主要是检查整流二极管是否接反，安装前用万用表测量其正、反向电阻。接入电源变
12、压器。整流两输出端电压Vi应分别为正（LW317）、负(LW337)。断开交流源，将整流滤波电路与稳压电路相连接，再接通电源，输出电压V0未规定值，说明各级电路均正常工作，可以进行各项性能指标的测试。1.系统测试测试条件和测试仪器设备系统容易受到温度和强磁场的干扰，测试时必须在室温且无强磁场干扰的条件下进行，并要确保供电电源的稳定性，测试使用的仪器设备如下表1所示。表1 测试使用的仪器设备序号名称、型号、规格数量1220v电源12数字万用表 UT58E15高频毫伏表 AS1053A12.仿真系统测试仿真系统测试原理图及结果如下图所示：3.示波器测试用220V交流电源在输入端提供输入信号，用示波
13、器测试各级输出信号，最终结果如下表输出正电压可调范围（v）14.35-1.26输出负电压可调范围（v）-1.26- (-13.88)微波范围（uf）164结论与心得整个设计通过了软件和硬件上的调试。我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助。在这次设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。一切问题必须要靠自己一点一滴的解决，而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。其次，这次课程设计让我充分认识到团队合作的重要性，只有分工协作才能保证整个项目的有条不絮。另外在课程设计的过程中，当我们碰到不明白的问题时，指导老师总是耐心的讲解，给我们的设计以极大的帮助，使我们获益匪浅。因此非常感谢老师的教导。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。我觉得作为一名软件工程专业的学生，这次课程设计是很有意义的。更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中
