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1、University of South China 电力电子 课程设计说明书 设计题目： 集成直流稳压电源设计 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 08级 学 号： 姓 名： 指导教师： 2011 年 1 月 13 日目录第1章 引 言 4 1.1 集成稳压电源的发展 4 1.2 集成直流稳压电源概述 5第2章 电路总体设计 7 2.1 集成直流稳压电源的设计目的及其任务7 2.2 集成直流稳压电源的设计原理及其方案图 7第3章 单元电路设计 11 3.1电源变压器的确定 11 3.2整流电路的确定 11 3.3滤波电路的确定 13 3.4稳压电路的确定 15第4章 电路安装与指标测试 1
2、7 4.1安装整流滤波电路 17 4.2安装稳压电路部分 17 4.3总装及指标测试 17 4.4 制作原理图 17第5章 课程设计心得体会 18参考文献 19附 录 20原件列表 20南华大学电气工程学院电子技术课程设计任务书班级电力082学生姓名刘建博指导教师管金云课程设计题目集成直流稳压电源的设计主要设计内容本设计主要讨论的是把电网电压的交流电转换为直流电源的方法、实现的电路及直流电源的性能指标。并简单介绍开关型稳压电源的电路组成原理及分析方法。通过集成直流稳压电源的设计，安装和调试，学会选择变压器、整流二极管、滤波电容、集成稳压电源及相关元器件设计直流稳压电源，掌握直流稳压电路的调试及
3、主要技术指标的测试方法主要技术指标和设计要求集成稳压电源的主要技术指标 （1）输出电压15V，输出电流2A。（2）稳压系数小于51，输出内阻小于0.1欧。（3）纹波电压小于5mV。（4）加输出保护电路，最大输出电流不超过2A。 设计要求 （1）电源变压器只做理论要求。（2）合理选择集成稳压器及扩流三极管。（3）保护电路拟采用限流型。（4）完成全电路理论设计，安装调试，绘制电路图，自制印刷版。（5）撰写设计报告，调试总结报告及使用说明书。主要参考资料及文献1杨毅德主编.模拟电路.重庆:重庆大学出版社.2林红,周鑫霞主编.模拟电路基础.北京:清华大学出版社.3谢红主编.模拟电子技术基础.哈尔滨:哈
4、尔滨工程大学出版社.4康华光主编.电子技术基础.北京:高等教育出版社1引言1.1集成稳压电源的发展所谓集成稳压电源,就是用半导体工艺和薄膜工艺将稳压电路中的二极管、三极管、电阻、电容等元件制作在同一半导体或绝缘基片上,形成具有稳压功能的固体电路.集成稳压电源在近十多年内发展很快.按电路的结构方式分,有单片式集成稳压电源和组合式集成稳压电源.按电路的工作方式分,有线性集成稳压电源和开关式集成稳压电源.按管脚的连接方式分,有三端式集成稳压电源和多端式集成稳压电源.按制造工艺分,有半导体集成稳压电源,薄膜混合集成稳压电源和厚膜混合集成稳压电源.集成稳压电源是在半导体硅片上使用外延、氧化、光刻、扩散和
5、金属蒸发等工艺制作而成的稳压电路.这种集成稳压电源的各种元件在同一工序中制成.常用的集成稳压电源有下列几种.1 多端可调式集成稳压电源这种稳压器取样电阻和保护电路的元件需要外接,它的外接端比较多,便于适应不同的用法。它的输出电压可调，以满足不同输出电压的要求。目前国内生产的这类产品有WB712、WB724、WA705WA724、5G11、5G14、CW611、CW616、BG602、CW200系列。2 三端固定式集成稳压电源这类稳压器有输入、输出和公共端3个端子，输出电压固定不变，CW7800系列的输出电压为5，6，9，12，15，18，24V共7个档次，它们型号的后两位数字即表示输出的电压值
6、，比如CW78M00系列输出电流为0.5A；CW78L00系列，输出电流为0.1A。这类产品具有使用方便、性能稳定、价格低廉等优点，得到了广泛的应用。3.三端可调式集成稳压电源它有三个接线端：输入端、输出端、和调节端。在调节端外接两个电阻可对输出电压做连续的调解。在要求稳压精度较高，且输出电压须在一定范围内做任意调节的场合，可选用这种集成稳压电源。目前国内产品有CW117、CW217、CW317、CW137、CW237、CW337等系列。4.跟踪集成稳压电源有很多电路需要正负电源来组成，而用跟踪式集成稳压电源更为理想。跟踪稳压器能保证正负输出电压始终是平衡的，它的中点始终为地电位，并有自动跟踪
7、能力，这类稳压器有LMY10、MC1568、MC1468等。1.2集成直流稳压电源概述 小功率集成稳压电源的组成可以用图1. 1表示，它是由电源变压器、整流、滤波和稳压电路等四部分组成。整 流 电 路滤 波 电 路稳 压 电 路uiu2u3u4uo整 流 电 路滤 波 电 路稳 压 电 路 图1.1 直流稳压电路结构图及稳压过程 电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。但这样的电压还随电网电压波动（一般有10%左右的波动）、负载和温度的变化而变化
8、。因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压稳定。 当负载要求功率较大、效率高时，常采用开关稳压电源。 在电子设备中，所需的直流电能比较小，一般在千瓦以下，但要求电压的稳定性较高。通常对直流电源的要求是：输出电压稳定、纹波小、负载能力强等。直流电源的性能指标主要有如下几个参数： （1）输入电压U1。 电源所要求的（交流）输入电压，在我国一般是220V、 50Hz 的交流电。（2）额定输出电压U0 。电源输出的直流电压值，可变电源为某个范围值。 （3）最大输出电流Im 。电源在额定输出电压U0 ，所能提供的最大输出电流。有时也用最
9、大输出功率Pm 来表示。 （4）纹波系数S 。电源输出电压所含有的基波分量的峰值与输出直流电压之比，它反应了输出电压的稳定程度。 本设计主要讨论的是把电网电压的单相交流电转换为直流电源的方法、实现的电路及直流电源的性能指标。最后简单介绍开关型稳压电源的电路组成原理及分析方法。 本设计主要讨论的是把电网电压的交流电转换为直流电源的方法、实现的电路及直流电源的性能指标。并简单介绍开关型稳压电源的电路组成原理及分析方法。通过集成直流稳压电源的设计，安装和调试，学会选择变压器、整流二极管、滤波电容、集成稳压电源及相关元器件设计直流稳压电源，掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。 2电路总体设
10、计2.1集成直流稳压电源的设计目的及其任务2.1.1 设计目的 1、通过集成直流稳压电源的设计，安装和调试，学会选择变压器、整流二极管、滤波电容、集成稳压器及相关元器件设计直流稳压电源；2、掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。2.1.2 设计任务 集成稳压电源的主要技术指标 （1）输出电压15V，输出电流2A。（2）稳压系数小于51，输出内阻小于0.1欧。（3）纹波电压小于5mV。（4）加输出保护电路，最大输出电流不超过2A。 设计要求 （1）电源变压器只做理论要求。（2）合理选择集成稳压器及扩流三极管。（3）保护电路拟采用限流型。（4）完成全电路理论设计，安装调试，绘制电路图，自
11、制印刷版。（5）撰写设计报告，调试总结报告及使用说明书。2. 2 集成直流稳压电源的设计原理及其方案图 2.2.1 集成直流稳压电源的设计原理 直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图和基本应用电路如图2-1和图2-2所示。各部分电路的作用如下： 图2-1 集成直流稳压电源基本组成框图 （1）电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压ui 。变压器副边与原边的功率比为 P2/P1=式中为变压器的效率。一般小型变压器的效率如表2-3所示。 表2-2 小型变压器的效率通过上表可以算出变压器原边的功率P1 。（2）整流滤波电路整流电路
12、将交流电压ui 变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除纹波，输出直流电压UI 。常用的整流滤波电路有全波整流电路、桥式整流电路、倍压整流滤波电路如图2-4（a）、（b）及（c）所示。 图2-3 几种常见整流滤波电路 各滤波电容C满足： RL1C = (35)T/2 式中T为输出交流信号周期；RL1 为整流滤波电路的等效负载电阻。（3）三端集成稳压器常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器（均属电压串联型），下面分别介绍其典型应用。 固定式集成稳压器正压系列：78系列，该系列稳压块有过流、过热和调整管安全工作区保护，以防过载而损坏。一般不需要外接元件即可工作，有时为改善性能也加少量元件。78系列又分三个子系列，即78、78M和78L。其差别只在输出电流和外形，78输出电流为1.5A，78M输出电流为0.5A，78L输出电流为0.1A。 负压系列：79系列与78系列相比，除了输出电压极性、引脚定义不同外，其他特点都相同。 78系列和79系列的典型电路如图2-5（a）、（b）、（c）所示。 图2-4 固定三端稳压器的典型应用 可调式三端集成稳压器 正压系列：W317系列稳压块能在输出电压为1.25V37V的范围
