1、摘要本電源設(shè)計(jì)可將 220V220V (市電)經(jīng)過(guò)降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓之后，輸出-15-15+ 15V15V 的連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)定電壓。可以給單片機(jī)，及其組成，前者實(shí)現(xiàn)正向直流電壓的穩(wěn)定輸出，后者實(shí)現(xiàn)負(fù)向直流電壓的 穩(wěn)定輸出。具有輸出穩(wěn)定，簡(jiǎn)單易調(diào)的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：直流 穩(wěn)壓 可調(diào)、方案論證及比較1.基本原理直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成。一般由電源變 壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖如下：(1)電源變壓器：是降壓變壓器，它的作用是將220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui。變壓器的變比

2、由變壓器的副邊按確 定，變壓器副邊與原邊的功率比為P2/P仁n,式中n是變壓器的效率。整流電路：利用單向?qū)щ娫瑢?0HZ的正弦交流電變換成脈動(dòng)的直流電。(3)濾波電路： 可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分濾除。波電路濾除較大的波紋成分，輸出波紋較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。(4)穩(wěn)壓電路:穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路其工作原理是利用穩(wěn)壓管兩端的電壓稍有變化,會(huì)引起其電流有較大變化這一特點(diǎn),通過(guò)調(diào)節(jié)與穩(wěn)壓管串聯(lián)的限 流電阻上的壓降來(lái)達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。2.案設(shè)計(jì)與論證方案一：采用7805三端穩(wěn)壓器電源他供電電壓在該范圍的芯片進(jìn)行供電。其中穩(wěn)壓模塊由 LM3

3、17LM317 和 LM337LM337固定式三端穩(wěn)壓電源(7805)是由輸出腳V0,輸入腳VI和接地腳GND組成。它的穩(wěn)壓值為正5V,它屬于CW78X系列的穩(wěn)壓器，輸入端接電容 可以進(jìn)一步濾波。輸出端也要接電容可以改善負(fù)載的瞬時(shí)響應(yīng)。此電路的 穩(wěn)定性也較好。只是采用的電容要漏電流較小的膽電容，如果采用電解電 容，電容量要其他的數(shù)值增加十倍。而且不能調(diào)節(jié)輸出的直流電壓，所以 此方案不宜采用。方案二：采用LM317可調(diào)三端穩(wěn)壓電源LM317可調(diào)式三端穩(wěn)壓器電源能夠連續(xù)輸出可調(diào)的直流電壓，不過(guò)它只能輸出連續(xù)可調(diào)的正電壓，穩(wěn)壓器內(nèi)含有過(guò)流和過(guò)熱保護(hù)電路。由一個(gè) 電阻(R)和一個(gè)可變電位器(RP)組成

4、電壓輸出調(diào)節(jié)電路，輸出電壓為:Vo=(1+RP/R)。 由此可見(jiàn)此穩(wěn)壓器的性能和穩(wěn)壓穩(wěn)定都比上一個(gè)三端穩(wěn)壓 電源要好，所以此方案可選，此電源就選用了LM317三端穩(wěn)壓電源，也就是方案二。二、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算1.集成三端穩(wěn)壓器LM317內(nèi)置有過(guò)載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓高得多的紋波抑制比。 可調(diào)整輸出電壓低到， 保證1.5A輸出電流，典型線性調(diào)整率% 80dB紋波抑制比，輸出短路保護(hù),過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)，調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)，標(biāo)準(zhǔn)三極管封裝。LM317其特性參數(shù):可調(diào)范圍為最大輸出點(diǎn)流為1.5A輸入與輸出工作壓差為U= Ui-Uo:3V-40V輸出

5、表達(dá)式為：UO=（1+R1/R2）*UREF圖1 LM317封裝圖及原理圖其中，UREF是集成穩(wěn)壓器件的輸出電壓，為。如圖所示，改變R2的值，Uo的值即可改變。當(dāng)R2短路時(shí)，UO最小，為UREF即；當(dāng)R2大于零時(shí),Uo都大于UREF，最大可達(dá)37V,如上圖所示。2.選擇電源變壓器1）確定副邊電壓U2Uomax+(Ui-Uo)mi nWUiI2*U2=18W3.選擇整流電路中的二極管變壓器的伏變電壓U2=12V橋式整流電路中的二極管承受的最高反向電壓為：U2=17V。橋式整流電路中二極管承受的最高平均電流為：Io/2=2 =0.4A。查手冊(cè)選整流二極管IN4007,其參數(shù)為： 反向擊穿電UBR=

6、 1000V 17V，最大整流電流IF= 1 A0.4A。4.濾波電路中濾波電容的選擇1)求?Ui:根據(jù)穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓系數(shù)的定義：SvSv=(?Uo/Uo)/( ?Ui/Ui)設(shè)計(jì)要求：？Uov=50mVSvSv= Uo=+(-)3V+(-)9VUi=15V代入上式，則可求？Ui= (Ui*？ Uo)/(Uo*Sv)=(15*/(9*=4V2）求濾波電容C設(shè)定Io=Iomax=0.9A，t=。所以濾波電容C=Iomax*t/Ui= */4=2200uF。電路中濾波電容承受的最高電壓為：=17V,所以所選電容器的耐壓應(yīng)大于17V。三、總原理圖及元器件清單可調(diào)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)原理圖2.主要元器件清單元

7、件序號(hào)型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量備注TR1變壓器220V-雙12V 20W120WJ1KBP 210整流橋P RV:50-1000V Io:2.0A1C1、C2電解電容2200uF 50V2C3 C4瓷片電容2U1LM317輸入與輸出工作壓差3V40V1U2LM337輸入與輸出工作壓差3V40V1D1、D21N4007Iz=1A Uz=1000V2圖2C5 C6電解電容33uF 25V2R1、R2電阻220 ?2RV1 RV2電位器5k2C7 C8電解電容330uF 25VC9 C10瓷片電容表1 LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源主要元器件四、安裝與調(diào)試安裝時(shí)，先安裝比較小的原件，所以先安裝整流電路，在安裝穩(wěn)壓電

8、路，最后再裝上電路（電容）。安裝時(shí)要注意，二極管和電解電容的極性不要接反。檢查無(wú)誤后，才將電源變壓器與整流濾波電路連接，通電后,用萬(wàn)用表檢查整流后輸出LM317（LM337輸入端電壓Ui的極性，若Ui的極性為負(fù)（正），則說(shuō)明整流電路沒(méi)有接對(duì)，此時(shí)若接入穩(wěn)壓電路，就會(huì)損壞集成穩(wěn)壓器。然后接通電源，調(diào)節(jié)Rw的值，若輸出電壓滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，說(shuō)明穩(wěn)壓電源中各級(jí)電路都能正常工作，此時(shí)就可以進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試。五、性能測(cè)試與分析1.輸出電壓與最大輸出電流的測(cè)試測(cè)試電路如圖所示。一般情況下，穩(wěn)壓器正常工作時(shí)，其輸出電流Io要小于最大輸出電流lomax，取lo=0.9A，可算出R-=16?,工作時(shí)FL上消耗的功

9、率為PL=UoIo = 15* =。故R-取額定功率20W阻值為25?的電位器。測(cè)試時(shí)，先將FL=30 ?,交流輸入電壓為220V,用數(shù)字電壓測(cè)量的電壓指示Uo。然后慢慢調(diào)小R，直到Uo的值下降5%此時(shí)流經(jīng)R.的電流就是Iomax，記下Iomax后，要馬上調(diào)大R-的值，以減小穩(wěn)壓器的功耗。2.波紋電壓的測(cè)試用示波器觀察Uo的峰峰值，測(cè)量？U。P-P的值（約幾十mV。3.測(cè)試儀器1）萬(wàn)用表、25 ?負(fù)載電阻2）示波器設(shè)計(jì)要求測(cè)試性能誤差分析-15-15 + 15V15V-+電路自身電阻產(chǎn)生壓降lomax=1A810mA電路自身電阻?Uo p-p-100mA-100mA80mV信號(hào)干擾表2測(cè)試數(shù)據(jù)表格六、總結(jié)經(jīng)過(guò)一個(gè)階段的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，我們終于把我們的課程設(shè)計(jì)報(bào)告完成了。在此期間得到來(lái)自老師和同學(xué)的很多幫助。通過(guò)這一次的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，讓我們對(duì)模電知識(shí)更近一步的了解，對(duì)模電課程中直流穩(wěn)壓電源這一章所涉及的部分元件