《简易直流稳压电源(终极版)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简易直流稳压电源(终极版)（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1电工与电子技术基础电工与电子技术基础课程设计报告课程设计报告题 目 简易直流稳压电源 学院（部） 专 业 班 级 学生姓名 学 号 2简易直流稳压电源课程设计简易直流稳压电源课程设计前言前言在工农业生产和科学实验中，主要采用交流电，但在某些场例如电解、电镀、蓄电池的充电、直流电动机等，都需要用直流电源供电。此外在电子线路合自动控制装置中还需要用电压非常稳定的直流电源。为了得到直流电，除了用直流发电机外，目前广泛采用各种半导体直流电源。图 1 所示是半导体直流电源的原理方框图，它表示把交流电变为直流电的过程。交流 u1u2u3uiu。负 电源载1u2u3uIuoutt t t t图 1在如图所
2、示的直流稳压电源中，整流变压器将交流电源电压变换为符合整流需要的电压，整流电路用来将交流电压变换为单向脉动的直流电压，滤波器用来减小整流电压的脉动程度，以适合负载整流 变压 器整流 电 路滤波 器稳压 环 节3的需要，稳压电路的作用是在当输入交流电源电压的波动、负载和温度的变化时，维持输出直流电压的稳定。直流稳压电源具有体积小、重量轻、效率高、对电网电压及频率的变化适应性强、输出电压保持时间长、有利于计算机信息保护等优点，广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源。直流稳压电源是电源的基础技术，是最基本的稳压电路。此次课程设计 ，就是要根
3、据直流稳压电源的主要技术指标和要求，设计简易直流稳压电源。通过查阅大量的资料，在对比几种不同的设计方案后，我筛选出自己认为最优化的设计方案，最终把该的方案的相关参数计算出来，完成了对简易直流稳压电源的设计。4目录目录前言.2目录.4摘要.5设计要求.5第一章 系统概述 .6第二章 单元电路的设计与分析.11第三章 电路的安装与调试 .16第四章 结束语.18鸣谢.19元器件明细表.19参考文献.205摘要摘要本文介绍了直流稳压电源的工作原理及其设计，它是一种简易直流稳压电源，主要是采用一些简单的电子元件即可，它是采用由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个核心部分组成，整流电路是采用单相
4、桥式全波整流；滤波电路是以电容（1000uF）滤波；稳压电路是采用集成稳压器（W117 型号）。变压电路用变压器将交流电路变成所需的电压，整流电路用二极管对交流进行整流。滤波电路由电容器将脉动电流变成直流，稳压电路是把直流输出电压稳定化，本文在对不同方案对比后选出可行性较好的进行了最终的设计。关键词：关键词：变压器、整流、滤波、稳压、二极管、电容设计要求设计要求输出直流电压 UO 的调节范围为 3-12V，且连续可调；最大输出电流 ILM200mA；稳压系数 Sr10%;6具有过流保护作用。第一章第一章 系统概述系统概述1.1 设计思路设计思路直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路及
5、稳压电路组成，如图 2。（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，通过选用合适的整流原件设计出整流电路整流变成单项脉动直流电压，其整流原件 （晶体二极管、 电子二极管或晶闸管） 所以能整流是因为他们都具有单向导电的共性。（3）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。（4）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，能使输出的直流电压不受影响而维持稳定的输出。交流 u1u2u3uIuO
6、负 电源载整流 变压 器整流 电 路滤波 器稳压 环 节7图 21.2 不同设计方案对比不同设计方案对比实现直流稳压电源的设计可有不同的方案，根据设计要求，我们对以下两种设计方案作出可行性分析，并且筛选出我们认为最好设计方案，在此基础上完成了直流稳压电源的设计。方案一：稳压二极管稳压电路最简单的直流稳压电源是采用稳压二极管来稳定电压的，其工作原理图如图 3 所示，经过整流电路和滤波器得到直流电压再经过限流电阻和稳压二极管组成的稳压电路连接到负载电阻上，这样负载上得到的就是一个比较稳定的电压。但是此时输出电压还补课调，为了使输出电压可从 3V 调起还需要设计一个电位器，用来调节输出电压的大小。U
7、I Uo图 3方案二：串联型直流稳压电路串联型直流稳压电路的电路框图如图4所示，该电路中，输出电 压Uo经取样电路取样后得到取样电压，送到运算放大器的反相输入端，由 稳 稳压二极管电位器8压 二 极 管 和一个电阻组成的稳压电路提供一个稳定的基准电压，送到运算放大器的同相输入端作为调整和比较的标准。取样电压与基准电压进行比较得到误差电压，该误差电压对调整管的工作状态进行调整，从而使输出电压发生变化，该变化与供电电压UI发生变化引起的输出电压的变化正好相反，从而保证输出电压Uo为恒定值(稳压值)。因输出电压要求从3V起实现连续可调，因此要在基准电压处设计辅助电源，用于控制输出电压能够从3V开始调
8、节。调整管UI Uo误差放大取样辅助电源基准图 4方案三：三端稳压电源构成直流可调原理框图如图5所示。该方案需使用三端稳压芯片 W 1 1 7 作为稳压电路可调部分，其输出电压调整范围宽，但该稳压电路输出的基准电压是1.25V，而要求电压从3V起，因此还需设计电压补偿电路才可以实现。 输 出 3V 起 可 调 电 整流滤波电路三端稳压芯片W117补偿电压9图 51.3 方案论证与分析：方案论证与分析：方案一中的稳压二极管稳压电路是最简单的获得稳定电压的办法，结构简单，需要的元器件简单，便于制作，但是由于受稳压二极管最大稳定电流的限制，负载电流不能太大，并且负载电压的稳定性不够。方案二中的串联型
9、直流稳压电路，根据要求电压要从3V起实现连续可调，因此要在基准电压处设计辅助电源，用于控制输出电压能够从3V开始调节。 单纯的串联式直流稳压电源电路很简单， 但增加辅助电源后， 电路比较复杂，由于都采用分立元件，电路的可靠性难以保证。对于方案一，采用可调三端集成稳压电路，该芯片的基准电压为1.25V，再设计一个补偿电路来实现电压从3 V起连续可调。所用元件较少，结构简单，成本较低， 组装方便且可靠性较高， 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， 它能够很好的满足实际中大多数情况下的要求。综上所述，显然第三个方案较为合理。1.4总体设计方案原理框图如图6所示,总体线路图如图7
10、所示；变压 整流 滤波 稳压10交流 负电源 载u u u u uo t o t o t o t o 图 6图7电路如图7所示, 在输入端加上220V交流电压经过变压器变压之后得到合适的电压； 将降压后的交流电压通过整流电路变换为单向脉动电压。 其中的整流元件（晶体二极管）组合成单相桥式整流电路，经整流后的单向脉动电压再经滤波后减小了电压的脉动程度， 逐渐达到负载的需要； 经过滤波后的电压最后再由稳压电路稳压之后将会输出直流电U0。.而稳压环节是该方案的关键部分， 根据要求输出电压3-12V可变输出， 我们在稳压部分选用W117三端集成稳压器，通过调节Rp即可控制输出电压的值。11第二章第二章
11、 单元电路的设计与分析单元电路的设计与分析2 2. .1 1 变变压压电电路路电源变压器是将来自电网的220V交流电压变换为电路所需电压。变压电路如图8:变压器参数计算：设W317输入电压设为Ui则 Uomin=3V、U0max=12V、Ui-Uomax（Ui-Uo）min Ui-U0min（Ui-Ui）max其中：（Ui-Uo）min=3V，（Ui-Uo）max=40V。 所以15VUi43V，稳压器的压差不 图 8 宜过大，因此选择Ui=15V。则变压器二次侧电压U=Ui/1.2=12.5V ,取U=13V考虑到变压器上的绕组即管子上的压降等因素， 变压器二次侧电压大约要高出10，即 13*1.1=14.3V取15V。电 流 值I=200*1.1=220mA稳压器输入输出电流基本保持不变I I i200mA,则变压器二次侧的电流有效值 为I=200*1.1=220mA这样变压器的输出功率P=UI=15*0.22=3.3
