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1、实验项目名称集成稳压可调电源设计实验项目类型设计性时 间2006.12.5摘 要直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。 本设计主要采用LM317稳压芯片构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在0-30V可调。关键词：LM317；稳压；变压批 阅实验项目名称集成稳压可调电源设计实验项目类型设计性时 间2006.12.5引 言稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成，变压器把市电交流
2、电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。设计采用LM317芯片构成集成稳压电路，电路简洁，易懂，输出不仅可以在030V的范围内连续可调,而且它有良好的稳压性能,较高的调整灵敏度。可以作收音机、录音机、游戏机的外接电源,也可作液晶彩色电视机或小型黑白电视机的外接电源。批 阅实验项目名称集成稳压可调电源设计实验项目类型设计性时 间2006.12.5直流稳压电源设计任务书一、设计目的1、学习直流稳压电源的设计方法；2、研究直流稳压电源的设计方案；3、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法；二、设计要求和技术指标1、技术指标：
3、要求电源输出电压为0-30V，输入电压为交流220V，最大输出电流为0.1A，稳压系数为5X10-3 ，电网电压波动10%。2、设计要求 （1）设计一个能输出0-30V的直流稳压电源； （2）要求绘出原理图，并绘出印制版图； （3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数； （4）安装好电路； （5）测量直流稳压电源的稳压系数； （6）测量直流稳压电源的内阻； （7）拟定测试方案和设计步骤;（8）写出设计性报告。批 阅实验项目名称集成稳压可调电源设计实验项目类型设计性时 间2006.12.5直流稳压电源的设计性能指标直流稳压电源的技术性能指标分为两种：一种是特性指标，另一种是质量指标。
4、一、 特性指标1、 输入电压及其变化范围：输入电压在220V10%。 2、 输出电压和电流及输出电压调节范围：输出电压从030V可调，输出电流大于0.1A。二、 质量指标1、 输出纹波电压的范围：输出纹波电压小于5mV。2、 稳压系数的范围：稳压系数小于510-3。3、 输出内阻的范围：输出内阻小于0.1欧。批 阅实验项目名称集成稳压可调电源设计实验项目类型设计性时 间2006.12.5直流稳压电源的基本组成 -方案一的设计直流稳压电源一般由电源变压器路，整流滤波电及稳压电路所组成，各部分电路，各自完成自己的工作，将220V的交流电转换为稳定输出的直流电。基本工作电路如图3.1，图3.2所示：
5、图3.1 2.1 直流稳压电源的分离元件的设计直流稳压的设计电路图：图3.2批 阅实验项目名称集成稳压可调电源设计实验项目类型设计性时 间2006.12.52.1电源变压器 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=，式中是变压器的效率副边功率P/vA1010-3030-8080-200效率0.60.70.80.85表2.12.2 整流滤波电路 整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。本设计采用单相桥式
6、整流电路，图2.3是容性负载单相桥式整流电路。它的四臂是由四只二极管构成，当变压器B次级的1端为正、2端为负时，二极管D2和D4因承受正向电压而导通，D1和D3因承受反向电压而截止。此时，批 阅实验项目名称集成稳压可调电源设计实验项目类型设计性时 间2006.12.5电流由变压器1端通过D4经RL，再经D2返回2端。当1端为正时，二极管D1、D3导通，D2、D4截止，电流则由2端通过D3流经RL，再经D1返回1端。因此，与全波整流一样，在一个周期内的正负半周都有电流流过负载，而且始终是同一方向。图2.32.3 稳压电路 输出电压的变化量Usc 是很微弱的，它对调整管的控制作用也很弱，因此稳压效
7、果不够好，带有放大环节的稳压电源，就是在电路中增加一个直流放大器，把微弱的输出电压变化量先加以放大,再去控制调整管，从而提高对调整管的控制作用，使稳压电源的稳定性能得到改善。图5-22 是带有放大环节的稳压电源电路。图中，BG1 是调整管，BG2 是比较放大管。输出电田变化量Usc 的一部分与基准电压Uw 比较，并经BG2 放大后进到了BG1 的基极。Rc 是批 阅实验项目名称集成稳压可调电源设计实验项目类型设计性时 间2006.12.5BG2 的集电极电阻，又是BG1 的上偏置电阻。R1、R2是BG2 的上、下偏置电阻，组成分压电路，把Usc 的一部分作为输出电压的取样，送给BG2 的基极，
8、因此又叫取样电路 R2 上的电压Ub2：叫取样电压。DW和R3组，成稳压电路，提供基准电压。 从电路路中可以看出，当输出电压Usc 下降的时候，通过R1 、R2组成的分压电路的作用，BG2 的基极电位Ub2也下降了。由于基准电压UW 使BG2 的发射极电位保持不变，Ubc2 ：Ub2，一UW随之减小。于是BG2 集电极电流Ic：减小，Uc2增高，即BG1 的基极电位Ub1增高，使Icl增加，管压降Uce1减小，从而导致输出电压Usc 保持基本稳定。BG2 的放大倍数越大，调整作用就越强，输出电压就越稳定。直流稳压电源的电路设计-方案二的设计3.1集成稳压可调电源设计在实际的的电路设计中，稳压电
9、路可使用集成稳压电路。三端集批 阅实验项目名称集成稳压可调电源设计实验项目类型设计性时 间2006.12.5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。常用可调式正压集成稳压器有CW317（LM317）。它们的输出电压从1.25V37伏可调，最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流为1.5A。集成稳压器的输出电压Vo与稳压电源的输出电压相同。稳压器的最大允许电流IcmIomax,输入电压Vi的范围为： Vomax+(Vi-Vo)minVi50V，If=1A（2）C1,C2 构成滤波电路，取C1为4700UF，耐压值为
10、50V（3）稳压管LM317，应适当接散热片。2脚，3脚接一二极管构成反馈，型号IN4001（4）RP1和R1，构成电压调节电路，RP1选4.7K，R1选150欧，由Uo1.25（1R2/R1）能保证在0-30V可调。D4的的作用是防止输出端与地短路时，损坏稳压器。（5）变压器由T1两端接入，选择输出30V。3.3直流稳压电源的Pcb图批 阅实验项目名称集成稳压可调电源设计实验项目类型设计性时 间2006.12.5图3.2首先应在变压器的副边接入保险丝，以防止电路短路损坏变压器或其他器件，LM317要加适当的散热片。先装集成稳压电路，再装整流滤波电路，最后安装变压器，安装一级调试一级。对于稳压
11、电路主要测试集成稳压器是否能正常工作，调节RP1，输出电压能随之变化，则说明稳压器正常工作。整流滤波电路主要检查二极管是否接反。接入电源变压器，整流输出电压应为正。断开交流电源，将整流滤波电路与稳压电路相连接，再接通电源，输出电压Vo为规定值，说明各级电路均正批 阅实验项目名称集成稳压可调电源设计实验项目类型设计性时 间2006.12.5常工作。（电路装配如图3.2）直流稳压电源的仿真调试根据最优方案的选择，我对其第二种方案进行仿真调试。我先对直流稳压电源的特性指标进行仿真调试：为了进行直流稳压电源的特性仿真，我利用了proteus仿真软件。以下是我的仿真电路图：图4.1仿真图4.1是原理图上
12、加了一个电压为220V，频率为50HZ的交流电压和输出的电压的电压表。我现在对其变压器的输出的电压进行仿真测试：批 阅实验项目名称集成稳压可调电源设计实验项目类型设计性时 间2006.12.5图4.2仿真出来的结果基本上与我所设计的一样，从整流桥BR1输出的电压为30V。 市电的220V交流电压通过变压器得到了我所需要的输出电压。当这个条件满足后，后面对稳压后的电压的测试就基本上能进行。 下面我来测试稳压后的输出电压，此时，电位器的挡位打在了“5”下面是仿真的结果：测试的电压的值为22.9V。（图4.3）批 阅实验项目名称集成稳压可调电源设计实验项目类型设计性时 间2006.12.5图4.3
13、电位器的挡位打在了“0”下面是仿真的结果：测试的电压的值为28.8V，此时，与所设计的最大的输出的电压值有一定的差值这可能是由于参数的选取存在一定的问题。（图4.4）批 阅实验项目名称集成稳压可调电源设计实验项目类型设计性时 间2006.12.5图4.4 电位器的挡位打在了“10”下面是仿真的结果：测试的电压的值为1.54V，此时，与所设计的最小的输出的电压值有一定的差值这可能是由于参数的选取存在一定的问题。（图4.5） 批 阅实验项目名称集成稳压可调电源设计实验项目类型设计性时 间2006.12.5图4.5以下就是所测试的结果：挡位0510电压28.822.91.54V表4.1 现在测试直流电源输出的电流。在输出端加上一个电位器，可见图4.6的输出电流的结果：I=0.14A批 阅实验项目
