可调直流稳压电源的设计说明.docx

可调直流稳压电源设计报告 任微明(学号： 20101106133 )(物理与电子信息学院 10 级科技班 ,内蒙古 呼和浩特 010022 )指导教师 : 高焕生 摘要： 主要采用变压器、整流、滤波、稳压的流程思路将输入 220V 交流电转换成 电压 3~12V 的直流电源。 其中， 稳压电路采用三端固定稳压器 LM317 达到稳压效果， 因 此系统可根据实际需要对其设计进行适当的修改。 本系统设计方便简单、 易学易改、 成本低 廉、功能实用。 关键字： 变压器；整流；滤波；稳压 1 设 计内容 及要 求 设计目的 1、学习小功率直流稳压电源的设计与调试方法。 2、掌握小功率直流稳压电源有关参数的测试方法。 3、通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试，要求学会： 选择变压器、整流二 极管 、滤波电容 及集成稳压器 来设 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。 通过电路的设计可以加深对该课程知识的理解以及对知识的综合运用。 设计内容 设 计 一 波 形 直 流 稳 压 电 源 ， 满 足 ： 当 输 入 电 压 在 220V ± 10%时 ， 输出直 流电压为 3~12V 1.3设计要求 电源变压器做理论设计； 合理选择集成稳压器； 完成全电路理论设计、计算机辅助分析与仿真、安装调试、绘制电路图， PCB 板; 撰写设计报告、调试总结报告。 2设计方法与步骤 2.1设计方法 单元电路设计、PCB板设计、电路的组装与调试。 2.2设计步骤 (1 )功能和性能指标分析：对题目的各项要求进行分析，整理出系统和具 体电路设计所需的更具体、更详细的功能要求和技术性指标数据，以求得设计的 原始依据。 (2 )画出总体电路图，要求按相关规定，布局合理，图面清晰，便于对图 的理解和阅读，为组装、调试和维修时做好准备。 (3)按总电路图安装电路，调试并改进。 3电路的设计 图3整体电路图 3.1电源变压器 过整流电路将交流变为脉动的直流电压。由于此脉动的直流压含 有较的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。 电源变压器的作用是将交流220V的电压变为所需的电压值，然后通过 的电压还随电网电压波动、负载何温度的变化而变化。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 载何温度变化时，维持输出直流电压稳定。 3.2整流电路 利用二极管的单向导电性，将交流电压变成单向脉动电压的电路，称为整流 电路。交流电分为三相交流电和单相交流电，在小功率电路中一般采用单相半波、 桥式整流电路。 简化分析，假定二极管是理想器件，即当二极管承受正向电压时，将其作为 短路处理；当承受反向电压时，将其作为开路处理。 （1） 输出电流电压U0 由桥式整流电路的可知，其输出电压及流过二极管的电流与全波整流的波 形相同： U0=0.9U2 （2） 整流二极管的选择 由桥式整流电路的可知，每只二极管截止时所承受的反向电压为变压器副边 电压峰值，因此，各二极管所承受的最大反向电压为 URM= 2 U2 3.3滤波电路 经过整流后，输出电压在正负方向上没有变化， 但输出电压波形仍然保持正 弦波的形状，起伏很大。为了能够得到平滑的直流电压波形，需要有滤波的措施。 在直流电源上多是利用电抗元件对交流信号的电抗性质， 将电容器或电感器与负 载电阻恰当连接而构成滤波电路。 3.3输出直流电压 在有滤波电容的整流电路中，要对其输出直流电压进行准确的计算是很困难 的，工程上一般按下列经验公式进行估算。当电容的容量足够大，满足 RLC (3 — 5) T/2 (T为电网电压的周期)时， 对于半波整流电容滤波： U0 - U2 (3 )滤波电容的选择 为了得到比较好的滤波效果，在实际工作中常根据下式选择滤波电容的容 量。 对于半波整流： RLC ( 3 — 5) T 整流二极管的选择 对于半波整流滤波电路：ID=IO ，URM=1.4U2 对于桥式整流电容滤波电路：ID=I0/2 ，桥式整流URM= 2 U2。 3.4稳压电路 常见的有固定式和可调式两类集成三端稳压器， 内部多以串联型稳压电源为 主，还有适当的过流、过热等保护电路。故本次设计采用 LM317稳压器。 3.5仿真电路 3.5.1 仿真电路电路图 在仿真软件中连接电路， 检查并进行仿真。并进行调整使其输出 3-12V。 02 2 1uF DIODE_VI RTU AL LH IL Mfl 1I7H 3.5.1仿真电路图 3.5.2仿真电路最大输出电压 反向T] *1*1时RlS.844J S-口 .oao 反向 T] *1*1 时Rl S.844J S- 口 .oao s W1S A 25. HAM 护 25,84q V □.□□a v T2 3