多路输出直流稳压电源的设计仿真与实现(2)

稳压管稳压电路:

图1.4.7稳压管稳压电路 图1.4.8稳压管击穿

稳压原理很简单,利用稳压管的反向击穿性，将电压稳定在一定范围。

集成稳压电路:

图1.4.9集成稳压器

三端稳压集成电路也称三端稳压管，它的样子就像是普通的三极管，电子产品中常见到的三端稳压集成电路有正电压输出的78×× 系列和负电压输出的79×× 系列。顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路只有三条引脚输出，分别是输入端、输出端和接地端。将元件有标识的一面朝向自己，若是78系列，三条引脚分别为输入端、接地端和输出端；若是79系列，三条引脚分别为接地端、输入端和输出端。

用78/79系列三端稳压IC 来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠 、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V。有时在数字

78或79后面还有一个M或L，如78M12或79L24，这是用来区别输出电流和封装形式等， 其中78L系列最的大输出电流为100mA，78M系列最大输出电流为1A，78系列最大输出电流为1．5A。 它们的封装也有多种，根据元件的安置情况会有所不同。

在实际应用中， 应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器 （当然小功率的条件下不用）。当稳压管温度过高时，稳压性能将会变差，甚至损坏。 集成稳压具有体积小，总量轻，安装和调试方便，可靠性和稳定性高等优点。因此本次课程设计选择LM317集成稳压器。

2.5 +-5V、+-12V设计原理图

图1.5.1+-5V、+-12V

设计原理图

+3-+18V可调直流电源原理图

图1.5.2+-3V、+-18V设计原理图

本设计是把几个供电模块集成到一个供电电源上，能够同时提供固定输出+12 V、-12V（最大输出电流1 A） 和固定输出、+5V、+5V（最大输出电流1 A）的直流电输出。

（1）输出+/-12 V：核心器件选用稳压器7812 和7912，组合应用这两个稳压器件与一个硅整流桥相接，按下图连好电路就能输出+/-12 V 的电压。组合用7812 和7912时，公共输出接地端用的是变压器输出端口的+12 V 并分别接入7812 的接地引脚（GND）和7912的电压输入引脚（Vin）；硅整流桥的正、负输出端口则分别接入7812的电压输入端（Vin）和7912 的接地端；滤波电容用了两个1000 uF 首尾相接，连接处接公共输出接

（2）输出+5V：核心器件选用7805 三端集成稳压器，其输出电压为+5 V，额定电流1A。当变压器变压后输出6.3 V 交流电，经KBPC810 硅整流桥，整流后输出约6 V电压，滤波后由7805 三端集成稳压电源处理，输出+5V

电压，电流最大输出为1 A。

图1.5.3LM317稳压

图1.5.4LM7805稳压

（3）输出+5V/1A：核心器件选用7805 三端集成稳压器，其输出电压为3V，额定电流最大输出5A 。电容C组成滤波网络，以减小输出的纹波电压。 （4）输出可调3V-18V/1A可调直流电压 ：核心器件选用317 三端集成稳压器，其输出电压为V=1.25（1+RP/R），额定电流5mA -10mA。RP为精密可调电位器，电容C与RP并联组成滤波网络，以减小输出的纹波电压。二级管D的作用是防止输出端与地短接，损坏稳压器。

1.4 设计实验参数

① 输出电压Vo及最大输出电流Iomax;

I档Vo=±12 V对称输出，Iomax=100mA;

II档Vo=+5V, Iomax=300mA;

III档Vo=（+3~+18）V连续可调，Iomax=200mA

② 纹波电压：△Vop-p≤5mA;

③稳压系数：SV≤0.005 ；

二 实验原理

2.1电源变压器

电源变压器是将交流电网220V50HZ

的电压变为所需要的电压值，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。选择电源变压器 1）确定副边电压U2:

根据性能指标要求：Uomin=3V Uomax=9V

又 ∵ Ui-Uomax≥(Ui-Uo)min Ui-Uoin≤(Ui-Uo)max 其中：（Ui-Uoin）min=3V，(Ui-Uo)max=40V ∴ 12V≤Ui≤43V

此范围中可任选 ：Ui=14V=Uo1 根据 Uo1=(1.1～1.2)U2 可得变压的副边电压： 2）确定变压器副边电流I2 ∵ Io1=Io

又副边电流I2=(1.5～2)IO1 取IO=IOmax=800mA 则I2=1.5＊0.8A=1.2A 3）选择变压器的功率

变压器的输出功率：Po>I2U2=14.4W

图2.1.1电源变压器

3.2整流电路

整流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图2所示。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。

正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。电路的输出波形如图所示

图2.2.1整流桥

输出直流电压V1与交流电压有效值V2关系为V1=1.1V2 通过 每只二级管的平均电流0.45V2/R

在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半 。电路中的每只二极管承受的最大反向电压为 (U2是变压器副边电压有效值)。

3.3、滤波电路

滤波电路选用一个3300μF 的大容量电解电容C1 和一个0.33μF 的小容量涤纶CL11 型电容C2 并联滤波，如图3 所示。理论上，在同一频率下容量大的电容其容抗小，这样一大一小电容相并联后其容量小的电容C2 不起作用。但是，由于大容量的电容器存在感抗特性，等效为一个电容与一个电感串联。在高频情况下的阻抗反而大于低频时的阻抗，小电容的容量小，在制造时可以克服电感特性，几乎不存在电感。在大电容C1 上并联一个小电容C2 可以补偿其在高频下的不足。当电路的工作频率比较低时，小电容不工作（容抗大相当于开路）。大电容的容量越大滤波效果越好。当电路的工作频率比较高时（输入信号的高频干扰成分），大电容由于感抗大而处于开路状态。这时高频干扰成分通过小电容流到地线，滤除各种高频干扰成分。电路的输出波形如图所示。

3.4、稳压电路

1、稳压电路选用三端集成直流稳压器，其电路连接方式一般如下图 所示。

图2.4.1稳压集成器

性能上，常用的集成稳压器有三端固定式、三端可调式和开关式。以三端固定式

为例，其正输出为7800（后两位代表输出的额定稳压值，00 是统称）系列，负输出为7900 系列，常见的有05、06、08、09、12、15、18、24 八种。一般要求最小的输入、输出电压差（UI-U0）为2 V ~3 V；输出稳压的容差约为5%；最大输出电流IOmax有0.1 A （如78L12），0.3 A （如78M12）和1.5 A （如7812）等多种，部分器件的最大输出电流可达2.2 A；其最大输入电压UImax 一般是7818 档以下为35 V，7824 档为40 V；电压调整率SU 一般为0.01%/V；输出电阻R0小于0.1Ω；纹波抑制比SVP 一般为50dB；温度系数ST 一般为每度1mV ~2.4 mV。图4 中，引脚1 为电压变换的输入端，引脚2 为电压变换后的输出端，引脚3为接地端。电容Ci 作用是改善纹波和抑制输入的过电压，一般取值为0.33 μF。C0 作用是改善负载的顺态响应，一般可选取0.1μ F 的电容，当采用大容量的电解电容时效果更好。稳压电源的输入输出端要跨接一个二极管，以防止集成稳压器输出调整管损坏。 三 、仿真结果展示

3.1 +5V波形图

图3.1仿真结果图

图3.2仿 …… 此处隐藏：2650字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……