直流稳定电源的设计毕业论文设计

《直流稳定电源的设计毕业论文设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直流稳定电源的设计毕业论文设计（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 学 号： 0120810340913课 程 设 计题 目学 院专 业班 级姓 名指导教师2010年1月11日 -武汉理工大学模拟电子电路课程设计- 20 -课程设计任务书学生姓名： 专业班级：通信0804 指导教师： 工作单位：信息工程学院 题 目: 直流稳定电源的设计 初始条件：LM317三端稳压芯片要求完成的主要任务: 设计并制作交流变换为直流的稳定电源。基本要求：（1）稳压电源 在输入电压220V、50Hz、电压变化范围15%20%条件下：a输出电压可调范围为+9V+12Vb最大输出电流为1.5Ac电压调整率0.2%（输入电压220V变化范围15%20%下，空载到满载）d负载调整率1%

2、（最低输入电压下，满载）e纹波电压（峰-峰值）5mV（最低输入电压下，满载）f效率40%（输出电压9V、输入电压220V下，满载）g具有过流及短路保护功能（2）稳流电源 在输入电压固定为12V的条件下：a输出电流：420mA可调b负载调整率1%（输入电压12V、负载电阻由200300变化时，输出电流为20mA时的相对变化率）（3）DC-DC变换器 在输入电压为+9V+12V条件下：a输出电压为+100V，输出电流为10mAb电压调整率1%（输入电压变化范围+9V+12V）c负载调整率1%（输入电压+12V下，空载到满载）d纹波电压（峰-峰值）100mV （输入电压+9V下，满载）指导教师签名：

3、 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日摘 要随着科学技术飞速发展，对电源可靠性、容量/体积比要求越来越高，对电源的研究和开发已经成为新技术、新设备开发的重要环节，在推动科技发展中起着重要作用。本设计分别用LM317三端稳压芯片稳压电路，LM317三端稳压芯片稳流电路和反馈式逆变电路设计直流稳压电源，直流稳流电源和DC-DC变换器。通过相关知识计算出各电路中各个器件的参数，使电路性能达到设计要求中的电压调整率，电流调整率，负载调整率，纹波电压等各项指标。关键词：电源；LM317三端稳压芯片稳压电路；LM317三端稳压芯片稳流电路；反馈式逆变电路。AbstractWith the ra

4、pid development of science and technology, the power supply reliability, capacity / volume ratio increasingly high demand for the power of research and development has become the new technology, new equipment, development of an important part in promoting scientific and technological development pla

5、y an important effect. This design were used to LM317 three-terminal regulator chip voltage regulator circuit, LM317 three-terminal regulator chip steady flow circuit and the feedback inverter circuit design DC power supply, DC-stabilized power supply and DC-DC converter. Through the relevant knowle

6、dge to calculate the circuit parameters of each device, so that the circuit performance to meet the design requirements for voltage regulation, current regulation, load regulation, ripple voltage indicators. Keywords: power supply; LM317 three-terminal regulator chip voltage regulator circuit; LM317

7、 three-terminal regulator chip steady flow circuit; feedback inverter circuit 目 录课程设计任务书- 1 -摘 要- 3 -Abstract- 4 -1原理电路的设计- 6 -1.1 直流稳压电源电路设计- 6 -1.1.1 晶体管串联式直流稳压电路- 6 -1.1.2采用三端集成稳压器电路- 6 -1.1.3用单片机制作的可调直流稳压电源- 6 -1.2 最终决定的直流稳压电源电路设计方案- 7 -1.3 直流稳流电源电路设计- 8 -1.3.1 高精度恒压恒流直流稳压电源电路- 8 -1.3.2 LM317构成的

8、可调稳流源电路- 8 -1.4 最终决定的直流稳流电源电路设计方案- 8 -1.5 DC-DC转换器电路设计- 9 -1.5.1 Boost升压斩波电路- 9 -1.5.2 开关电容DC-DC变换器- 9 -1.5.3 PWM DC/DC变换器- 11 -1.5.4 DC-AC-DC转换升压电路- 12 -1.6 最终决定的DC-DC转换电路设计方案- 13 -1.7电路图与主要工作原理- 13 -1.7.1 稳压模块工作原理- 14 -1.7.2 稳流模块工作原理- 14 -1.7.3 DC-DC转换器模块工作原理- 14 -1.8主要参数的选择与计算- 14 -2电路仿真- 16 -2.1

9、 稳压模块的仿真- 16 -2.2 稳流模块的仿真- 16 -2.3 DC-DC转换器模块的仿真- 16 -3 实物安装与调试- 18 -4 数据整理及最终分析- 19 -4.1稳压模块的数据结果- 19 -4.2稳流模块的数据结果- 19 -4.3 DC-DC变换器的数据结果：- 19 -4.4 整体分析- 19 -5 心得体会- 20 -6 主要参考文献- 21 -附录-元件清单- 22 -1原理电路的设计1.1 直流稳压电源电路设计1.1.1 晶体管串联式直流稳压电路该电路中，输出电压UO经取样电路取样后得到取样电压，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

10、行调整，从而使输出电压发生变化，该变化与由于供电电压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0 V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0 V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。1.1.2采用三端集成稳压器电路该电路采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从0 V起连续可调，因要求电路具有很强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用

11、器件较少，成本低且组装方便、可靠性高。1.1.3用单片机制作的可调直流稳压电源该电路采用可控硅作为第一级调压元件，用稳压电源芯片LM317，LM337作为第二级调压元件，通过AT89CS51单片机控制继电器改变电阻网络的阻值，从而改变调压元件的外围参数，并加上软启动电路，获得024 V，0.1 V步长，驱动能力可达1 A，同时可以显示电源电压值和输出电流值的大小。其硬件电路主要包括变压器、整流滤波电路、压差控制电路、稳压及输出电压控制电路、电压电流采样电路、掉电前重要数据存储电路、单片机、键盘显示等几部分，硬件部分。正、负端压差控制电路的作用是减少LM317和LM337输入端和输出端的压差以降

12、低LM317和LM337的功耗。稳压电路由三端稳压芯片LM317(负压用LM337)及外围器件组成，输出电压控制电路采用继电器控制的电阻网络。电阻网络的每个电阻都需要精密匹配，电阻的精密程度直接影响输出电压的精度。电压电流采样电路由单片机控制实时对当前电压电流进行采样，以修正输出电压值。掉电前重要数据存储电路用以保存当前设置的电压值，可以方便用户在重新上电后不用设置，而且也不会因为电压值过高损坏用户设备。该电源稳定性好、精度高，并且能够输出24 V范围内的可调直流电压，且其性能优于传统的可调直流稳压电源，但是电路比较复杂，成本较高，使用于要求较高的场合。在实际中，如果对电路的要求不太高(这种情

13、况较多)，多采用第二种设计方案。1.2 最终决定的直流稳压电源电路设计方案最终，我决定采用第二种LM317三端集成稳压芯片设计直流稳压源，主要因为它的使用非常简单，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。LM117/LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常 LM117/LM317 不需要外接电容，除非输入滤波电容到 LM117/LM317 输入端的连线超过 6 英寸（约 15 厘米）。使用输出电容能改变瞬态响应。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。电路图如下：图1 LM317集成稳压电路317系列稳压器输出

14、连续可调的正电压，可调范围为1.237V，最大输出电流为1.5A。满足设计需要。图中R1，R2，电位器组成电压输出调节电路，电容C1为滤波电容，电容C2与电位器并联组成输出滤波电容，减小输出的纹波电压。二极管D6的作用是防止输出端与地短路时，电容C2上的电压损坏稳压器。1.3 直流稳流电源电路设计1.3.1 高精度恒压恒流直流稳压电源电路该电路可以实现稳流输出，但毫无疑问的是过于复杂，精度极高，超出题目要求及制作条件，故不予考虑。1.3.2 LM317构成的可调稳流源电路用12V供电，依靠317的2、3两端带隙电压恒定的特点，用R3与RS2的阻值控制输出电流的大小，达到输出稳定可调电流的目的。1.4 最终决定的直流稳流电源电路设计方案最终我决定采用第三种设计方案，用LM317制作这一电路简单易行，在性能上又能达到设计要求指标，是最合理和最理想的方案之一。图2 LM317集成稳流电路1.5 DC-DC转换器电路设计1.5.1 Boost升压斩波电路 图3 boost升压斩波电路