直流稳压电源的设计(申晓娜)下.doc

目录 1 方案设计与分析 2单元电路设计及工作原理 4 2.1系统概述 4 2.2 单元电路设计 4 2.2.1 电源变压器 5 2.2.2 整流电路 6 2.2.3 滤波电路 8 2.2.4 电源指示灯电路 9 2.2.5 稳压电路 9 2.3仿真效果 11 3 电路原理图 14 4 体会与感悟 15 参考文献 16  第一章 方案设计与分析 方案设计与分析 1.1设计方案 （1）直流稳压电源设计方案1 直流稳压电源一般思路是让输入电压先通过电压变压器，再通过整流网络，然后经过滤波网络最后经过稳压网络。以全波整流电路作为整流网络，以极性电容作为滤波网络，采用固定式三端集成稳压电路7805和317设计制作连续可调直流稳压4只整流二极管按桥式全波整流电路的形式连接并封装为一体构成大容量电容低频滤波作用，小容量电容高频滤波用输出5V直流电压的稳压电源电路输出5V直流电压的稳压电源电路输出端一般不要接过大容量电容，一般接几十微法的就可以了。如果电路需要，三端稳压器输入输出端跨接一保护二极管。反向浪涌电流对稳压IC的冲击三端稳压器 (1-1) 直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，其原理框图如图（1-1）所示。电网供给的交流电压（220V，50Hz）经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压，再用滤波器滤去其交流分量，就可以得到比较平直的直流电压。但这样的直流输出电压，还会随交流电网的波动或负载的变动而变换。在对直流供电要求高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。 直流稳压电源的原理图为三端可调式集成稳压电路。其整流部分为单相桥式整流电路；滤波部分为电容滤波电路；电源工作指示灯电路；稳压部分为集成电路组成的三端可调式稳压电路，它由防自激振荡电容C2,,稳压集成块LM317K,放电保护D2、D3，调幅部分由滑动变阻器R3,去高频电容C4组成。整个稳压电路的稳压过程为：当电网波动、温度变化时输入LM317K的电压在正常工作的范围内，LM317K的输出端电压是保持不变的，从而流过电阻R2、R4中的电流没有改变，导致最后的输出电压Vo没有变化；当调节滑动变阻器R3是可以调节输出电压Vo的输出值。 2.2、单元电路设计 直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。 2.2.1电源变压器 变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，是次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈由两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 变压器部分的电路图如下 由于选用的是可调式三端稳压器LM317K，其特性参数,,最小输入电压差,输出压差，所以选定的电源变压器的输出范围为： 所以输入的电压范围为 副边电压,取,副边电流,取,则变压器副边输出功率,由下表知取=0.7，则原边输入功率。为留有余量选取功率为30W的电源变压器。 变压器效率表： 副边功率P2/VA 10 效率 0.6 0.7 0.8 0.85 2.2.2整流电路 单相桥式整流电路由四只二极管组成，其构成原则就是保证在变压器副边电压u2的整个周期内，负载上的电压和电流方向始终不变。 整流电路原理图（a图） 图（b） 工作原理：设变压器副边电压u2=U2，U2为其有效值。 当u2为正半周期时，电流由A点流出，经D1、RL、D3流入B点，如图（a）中实箭头所示，因而负载电阻RL上的电压等于变压器副边电压，即u2，D2、和D4管承受的反向电压为-u2。当u2为负半周时，电流由B点流出，负载D2、RL、D4流入A点，如图（a）中的虚线箭头所示，负载电阻RL上的电压等于-u2，D1、承受的反向电压为u2。 由于D1、D2和D3、D4两对二极管交替导通，致使负载电阻RL上在u2的整个周期内都有电流导通过，而且方向不变，输出电压。单相桥式整流电路各部分的电压电流的波形如图（b）所示。 输出电压平均值UO(AV)和输出电流平均IO(AV) 根据图（a）中所示的波形可知，输出电压平均值 UO(AV)=U2即： UO(AV)=U2≈0.9U2=20V输出电流的平均值： 脉动系数为： UO1M为基波。 二极管的选择 因为每只二极管只在变压器副边电压的半周期通过电流，所以每只二极管的平均电流只有负载电阻上电流平均值的一半，即 由图（a）中的的波形可知，二极管承受的最大反向电压 考虑到电网电压的波动范围为10%，所以二极管的选择至少有10%的余量，因此选择最大整流电流和最高反向工作电压