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1、多档可调直流稳压电源的设计一、设计目的1、了解电源设计的思路。2、理解电源设计方法。3、熟悉电源电路的设计特性及测试方法。二、设计要求设计一个输入220V交流，输出的多路直流稳压电源。三、设计方案概述：在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。小功率的稳压电源的组成如下图所示，它由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。（1）交流电压变换部分。一般的电子设备所需的直流电压较之交流电网提供的220V电压相差较大，为了得到输出电压的额定范围，就需要将电网电压转换到合适的数值。所以，电压变换部分的主要任务是将电网电压变为所需的交流电压，同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用。（2）
2、整流部分。整流电路的作用，是将变换后的交流电压转换为单方向的脉动电压。由于这种电压存在着很大的脉动成份（称为纹波），因此一般还不能直接用来给负载供电，否则，纹波的变化会严重影响负载电路的性能指标。（3）滤波部分。滤波部分的作用是对整流部分输出的脉动直流电进行平滑，使之成为含交变成份很小的直流电压。也就是说，滤波部分实际上是一个性能较好的低通滤波器，且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率。（4）稳压部分。尽管经过整流滤波后电压接近于直流电压，但是其电压值的稳定性很差，它受温度、负载、电网电压波动等因素的影响很大，因此，还必须有稳压电路，以维持输出直流电压的基本稳定。第一节 电源变压器电源变压
3、器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压， 并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。副边与原边的功率比为P2/ P1=，式中是变压器的效率第二节 小功率整流滤波电路一、单相整流电路 整流电路是小功率直流稳压电路电源的组成部分。其主要功能是利用二极管的单向导电性，将正弦交流电转变成单方向的脉动直流电。我们采用桥式整流电路，查阅相关资料，我们得到桥式整流电路图及相关参数计算。桥式整流电路如下： 桥式整流属于全波整流，它不是利用副边带有中心抽头的变压器,而是用四个二极管接成电桥形式，使在电压V2的正负半周均有电流流过负载，在负载形成单方向的全波脉动电压。主要参数
4、： 二、滤波电路 从上面的分析可以看出，整流电路输出波形中含有较多的纹波成分，与所要求的波形相去甚远。所以通常在整流电路后接滤波电路以滤去整流输出电压的纹波。滤波电路常有电容滤波，电感滤波和RC滤波等。电容滤波电路 图10.5分别是桥式整流电容滤波电路和它的部分波形。这里假设t0时，电容器C已经充电到交流电压V2的最大值（如波形图所示）。 结论1：由于电容的储能作用，使得输出波形比较平滑，脉动成分降低输出电压的平均值增大。 当RLC的值适当，且整流电路的内阻较小（几欧）时， 结论2：从图10.6可看出，滤波电路中二极管的导电角小于180o ,导电时间缩短。因此，在短暂的导电时间内流过二极管很大
5、的冲击电流，必须选择较大容量的二极管。 在纯电阻负载时： 有电容滤波时： 结论3：电容放电的时间=RLC越大,放电过程越慢，输出电压中脉动（纹波）成分越少，滤波效果越好。一般取（35）T/2，T为电源交流电压的周期。第三节 串联反馈式稳压电源三端集成稳压电路1、三端固定式集成稳压器的封装和引脚功能 以7800系列和7900系列为例,其封装形式和引脚功能如图所示。应用时必须注意引脚功能，不能接错,否则电路将不能正常工作，甚至损坏集成电路。 2、三端可调式集成稳压器的封装和引脚功能 电路结构、外接元件（以LM317为例）、外形封装和引脚功能如下图所示。应用时必须注意引脚功能，不能接错,否则电路将不
6、能正常工作，甚至损坏集成电路。 四、三端集成稳压器的应用1、三端固定式典型应用 典型应用电路如图10.18所示。图中C1、C2用于频率补偿，防止自激振荡和抑制高频干扰；C3采用电解电容， 以减少电源引入的低频干扰对输出电压的影响；D是保护二极管，当输入端短路时，给C3一个放电的通路，防止C3两端电压激穿调整管的发射结。 该电路要求：2、扩大输出电流的应用电路 需要大于0.1A的输出电流时， 可以采用其他型号的集成电路或使用如右图所示的扩流电路。该电路的输出电流I0=I01+I02 该电路具有过流保护功能， 正常工作时，T2、T3截止；当IO过流时，IO1增大， 限流电阻R3的压降增大使T3、T
7、2相继导通， T1的VBE降低，限制了T1的IC1，保护T1不致因过流而损坏。3、三端可调式集成稳压器的典型应用电路 这类稳压器是依靠外接电阻来调节输出电压的,为保证输出电压的精度和稳定性，要选择精度高的电阻,同时电阻要紧靠稳压器，防止输出电流在连线上产生误差电压。 图所示为三端可调式稳压器的典型应用电路，其输出电压为: LM317的VREF=1.2V，Iadj=50mA，由于IadjI1，所以 4、三端可调双电源稳压电路 图10.20是由LMl17和LM137组成的正、负输出电压可调的稳压器。电路中的VREF=V31(或V21)=1.2V，R1和R1=(120240),为保证空载情况下输出电
8、压稳定，R2和R2不宜高于240。 R2和R2的大小根据输出电压调节范围确定。该电路输入电压们分别为25V，则输出电压可调范围(1.2V20V)。5、并联扩流型稳压电源 图10.21为并联扩流的稳压电路，它是用两个可调式稳压器LM317组成 。输人电压VI=25V， 输出电流I0=IO1+IO2=3A， 输出电压可调范围为(1.2V22V )。 电路中的集成运放741是用来平衡两稳压器的输出电流的。如LM317-1输出电流Io1大于LM317-2输出电流IO2时，电阻R1上的电压降增加，运放的同相端电位VP(=VI-I1R1)降低，运放输出端电压VAO降低，通过调整端adj1使输出电压Vo下降
9、，输出电流IO1减小，恢复平衡 ；反之亦然。改变电阻R5可调节输出电压的数值。第四节 初步电路LM317输出电流为1.5A，输出电压可在1.25-37V之间连续调节，其输出电压由两只外接电阻R1、RP1决定，输出端和调整端之间的电压差为1.25V，这个电压将产生几毫安的电流，经R1、RP1到地，在RP1上分得的电压加到调整端，通过改变RP1就能改变输出电压。注意，为了得到稳定的输出电压，流经R1的电流小于3.5mA。LM317在不加散热器时最大功耗为2W，加上2002004mm3散热板时其最大功耗可达15W。VD1为保护二极管，防止稳压器输出端短路而损坏IC，VD2用于防止输入短路而损坏集成电路。方案分析：经过小组讨论认为该方案实施可行性较高，此方案电路简单，成本较低并且能有效的达到本实验需要的效果。当然，这个方案只是初步设计的方案，在操作过程中肯定会有新的灵感，我们会在整个实验过程中不断调整和优化预先设定好的方案，是最终效果达到理想状态。
