简易直流稳压电源 电工课程设计

长 安 大 学

子 技 术 课 程 设

简易直流稳压电源

专 业 ：车辆工程 班 级 ：22011002 姓 名 ：徐凡 指导教师 ：张姣

日 期 ：2012年6月1日计

电

引言

当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。直流稳压电源，能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。 直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。电源是各种电子、电气设备工作的动力，是自动化不可或缺的组成部分。在工农业生产中主要采用交流电，而在电子线路和自动化控制中还需要稳定的直流电。为了得到直流电除了直流发电机外多采用直流稳压电源，目前广泛采用各种半导体直流电源。 本文设计的是输出 0—12V连续可调的直流稳压

源，最大输出电流为 200mA，另外采用LM317 集成器件。集成稳压器具有体积小，外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点，因此在各种电子设备中应用十分普遍，基本上取代了由分立元件构成的稳压电路。集成稳压器的种类很多，应根据设备对直流电源的要求来进行选择。对于大多数电子仪器、设备和电子电路来说，通常是选用串联线性集成稳压器。而在这种类型的器件中，又以三端式稳压器应用最为广泛。

一、技术指标 质量指标：

（1）电压调整率SV

电压调整率是表征直流稳压电源稳压性能的优劣的重要指标，又称为稳压系数或稳定系数，它表征当输入电压VI变化时直流稳压电源输出电压VO稳定的程度，通常以单位输出电压下的输入和输出电压的相对变化的百分比表示。 （2）电流调整率SI

电流调整率是反映直流稳压电源负载能力的一项主要自指标，又称为电流稳定系数。它表征当输入电压不变时，直流稳压电源对由于负载电流（输出电流）变化而引起的输出电压的波动的抑制能力，在规定的

负载电流变化的条件下，通常以单位输出电压下的输出电压变化值的百分比来表示直流稳压电源的电流调整率。 （3）纹波抑制比SR

纹波抑制比反映了直流稳压电源对输入端引入的市电电压的抑制能力，当直流稳压电源输入和输出条 件保持不变时，纹波抑制比常以输入纹波电压峰－峰值与输出纹波电压峰－峰值之比表示，一般用分贝数表示，但是有时也可以用百分数表示，或直接用两者的比值表示。 （4）温度稳定性K

集成直流稳压电源的温度稳定性是以在所规定的直流稳压电源工作温度Ti最大变化范围内（Tmin≤Ti≤Tmax）直流稳压电源输出电压的相对变化的百分比值。

极限指标：

（1）最大输入电压

是保证直流稳压电源安全工作的最大输入电压。 （2）最大输出电流

是保证稳压器安全工作所允许的最大输出电流。

二、本设计报告主要技术指标与要求

（1）输出直流电压UO=12V，且连续可调，调节范围±2V； （2）最大输出电流ILM≤200mA； （3）稳压系数Sr<10%； （4）具有过流保护功能。 三、设计思路 1．1整体电路：

直流稳压电源一般由电源变压器、整流滤波电路、及稳压电路组成，其基本原理框图如下图（图1.1）所示。

（1）首先选用合适的电源变压器将电网电压降到所需要的交流电源。 （2）降压后的交流电压，通过整流电路整流变成单项脉动直流电压。直流脉动电压经过滤波电路变成平滑的、脉动小的直流电压，即滤除交流成分，保留直流成分，滤波电路一般有电容组成，其作用是把脉动直流电压中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压。 （3）稳压电路：稳压电路的作用适当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能是输出直流电压不受影响而维持稳定的输出。

图1.1直流稳压电源基本原理框图

1.2总体方案的设计

该系统总体方案设计主要在可调电压输出部分，其要求是输出电压从0V开始连续可调。由于时间、个人能力有限，固根据数字电子技术与模拟电子技术所学知识，设计出如下简单，方便，易懂的设计方案。首先将220V交流电压，通过变压器，降低电压值。然后交流电压经过整流滤波后,得到平滑的直流电压,作为稳压电路的输入电源从UI输入。由于平稳后的直流电压达不到所需12V直流电压，通过运用了比较放大电路,

将电压放大，通过计算，将其放大至所需值。它的核心是调整管,输出电压的稳定是管的压降相应改变,使输出电压保持稳定。

四、方案选择与论证

方案一: 三端稳压电源

采用可调三端稳压电源构成直流可调电源的电路如图1.1所示。怎样实现数控呢？我们把图1.1中的可变电阻RP用数字电位器来代替，就能实现数控了。但由于三端稳压芯

片LM317和LM337的输出电压不能从0V起调，输出公式：Vout=1.25×(1+R2/R1) (1.1)

所以，可以采用在输出的地方加两个二级管，利用PN节的固有电压来实现从0V起调，如图1.2所示。

图1-1

图1-2

优点：该方案结构简单，使用方便，干扰和噪音小

缺点：数字电位器误差较大，控制精度不够高，误差电压较大。同时更重要的是几乎所有

的数字电位器能够容忍的电流都在20mA以下。所以，这种方案就被否决了。

方案二：单相半波整流电路

+-Uo

（a）电路图

U2 U0 Ud

（b）滤波图

工作原理：在变压器次级电压u2为正的半个周期内（如图（a）中所示上正下负），二极管导通，在RL上得到一个极性为上正下负的电压；而在u2为负的半个周期内，二极管反向偏置，电流基本上等于0。所以在负载上的电压U的极性是单方向的（如图（b）所示）。正半周内Uo=U2，

2

Ud=0；负半周内Uo=0。Ud=U2。由此可见，由于二极管的单向导电作用，把变压器次级的交流电压变换为单向脉动电压，达到了整流的目的。其优点是结构简单，使用的元件少，但也有明显的缺点：输出电压脉动大，直流成分比较低；变压器有半个周期不导电，利用率低；变压器含有直流部分，容易饱和。只能用于输出功率较小，负载要求不高的场合。

1N1202C

Uo

-+

（a）电路图

U2 Io Uo

O

t O

t

(b)波形图

工作原理：全波是利用具有中心抽头的变压器与两个二极管配合，使两个二极管在正 …… 此处隐藏：5595字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……