连续可调直流稳压电源毕业设计报告(2)

图1 串联型稳压电路

(2) 采用三端集成稳压器电路。

如图2所示，他采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器（CW317），输出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从 1.5 V起连续可调，因要求电路具有很强的带负载能力，该电路所用器件较少，成本低且组装方便、可靠性高。

图2 三端集成稳压器稳压电路

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(3) 用单片机制作的可调直流稳压电源。该电路采用可控硅作为第一级调压元件，用稳压电源芯片LM317，LM337作为第二级调压元件，通过AT89CS51 单片机控制继电器改变电阻网络的阻值，从而改变调压元件的外围参数，并加上软启动电路，获得1.5～6 V，0.1 V步长，驱动能力可达1 A，同时可以显示电源电压值和输出电流值的大小。

其硬件电路主要包括变压器、整流滤波电路、压差控制电路、稳压及输出电压控制电路、电压电流采样电路、掉电前重要数据存储电路、单片机、键盘显示等几部分，硬件部分原理图如图3所示。

正、 负端压差控制电路的作用是减少LM317和LM337输入端和输出端的压差以降低LM317和LM337的功耗。稳压电路由三端稳压芯片LM317(负压 用LM337)及外围器件组成，输出电压控制电路采用继电器控制的电阻网络。电阻网络的每个电阻都需要精密匹配，电阻的精密程度直接影响输出电压的精度。 电压电流采样电路由单片机控制实时对当前电压电流进行采样，以修正输出电压值。掉电前重要数据存储电路用以保存当前设置的电压值，可以方便用户在重新上电 后不用设置，而且也不会因为电压值过高损坏用户设备。

2.2 方案论证与比较

方案一：结构简单，可用常用分立元器件，容易实现，技术成熟，完全能够达到技术参数的要求，造价成本低，精确度不是太高；

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方案二：稳压部分需采用一块三端稳压器其他分立元器件，元器件先进，技术成熟，完全能达到题目要求，性能较方案一需优越一些，但成本较高；

方案三：电源稳定性好、精度高，并且能够输出±6V范围内的可调直流电压，且其性能于传统的可调直流稳压电源，但是电路比较复杂，成本很高，使用于要求较高的场合。在实际中，如果对电路的要求不太高(这种情况较多)，多采用第二种设计方案。

综合考虑，采用方案二来实现。

三、单元电路分析与设计

3.1 基本方案介绍

本设计电路分为降压电路、整流电路、滤波电路和稳压电路四大部分组成。 降压电路：本电路使用的降压电路是单相交流变压器，选用电压和功率依照后级电路的设计需求而定。

整流电路：整流电路的主要作用是把经过变压器降压后的交流电通过整流变成单个方向的直流电。但是这种直流电的幅值变化很大。它主要是通过二极管的截止和导通来实现的。常见的整流电路主要有全波整流电路、桥式整流电路、倍压整流电路。我们选取单相桥式整流电路实现设计中的整流功能。

滤波电路：采用电容滤波电路。由于电容在电路中也有储能的作用，并联的电容器在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑。由于本电路后级是稳压电路，因此可以使用电容滤波电路进行简单滤波。

稳压电路：因为要求输出电压可调，所以选择三端可调式集成稳压器。稳压内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。

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3.2 单元电路分析

3.2.1 降压电路

降压电路由电源变压器组成，变压器电路原理图及其波形变换如图4所示，变压器的功能是交流电压变换部分，作用将电网电压变为所需的交流电压，即将直流电源和交流电网隔离。

图4变压器及其波形变换

电源变压器实物图如图5，变压器工作原理电路示意框图见图6。

图5

图6

仿真一：电源变压器的基本特性

（1）要求：电源变压器： 10：1，200V 50Hz 负载电阻：100欧，示波器

（2）仿真电路：

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3.2.2 整流电路

整流部分主要依靠二极管的单向导电性来实现。其电路原理图及其波形变换如图7所示，整流部分的电路形式有半波整流、全波整流、桥式整流。

图7

3.2.2.1 半波整流电路

（1）电路图如图8所示，利用二极管的单向导电性，在负载Rl上得到单向脉动电压Vo。

（2

）电路特点：电路结构简单，输出电压波动较大、效率低。输出的直流电压值为：

（3）工作原理：U2为正半周:D管导通，有输出电压；U2为负半周：D管截止，无输

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出电压。

图8

仿真二：半波整流电路

1. 要求：二级管（理想）1只

2. 仿真电路：

（4）参数计算

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①输出的直流电压值为：

②流过负载平均电流：

IDO= UO /RL=0.45U2/ RL

③流过整流二极管的平均电流：

IF= IDO =0.45U2/ RL

④整流二极管的最大反向电压：

UDR=SQR（2）U2

⑤二极管的选择：

（1）D管的最大整流电流IF必须大于实际流过二极管的平均电流IDO：

IF > IDO =ULO/RL=0.45 U2/RL

（2）D管的最大反向工作电压UR必须大于二极管实际所承受的最大反向峰值

电压URM：

UR > URM =SQR（2）U2

3.2.2.2全波整流电路

（1）电路图：如图9所示，二极管D1,D2分别在V2的正、负半周导通，在RL上得到如图所示电压波形。

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（2）电路特点：是输出电压波动小，变压需中心抽头，绕制复杂，成本高，笨重。…… 此处隐藏：2531字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……