1、學(xué)生姓名：王晟堯 學(xué)號： 專業(yè)班級： 通信152班實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證 綜合設(shè)計(jì)創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)成績：直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一直流穩(wěn)壓電源并進(jìn)行仿真。二、設(shè)計(jì)要求基本性能指標(biāo)：(A1)輸出直流電壓+ 5V,負(fù)載電流200mA(B1) +3V+9V,連續(xù)可調(diào)；(B2) I oma=200mA(B3)穩(wěn)壓系數(shù) S<5X 10-3 ； (B4) UOw5mV擴(kuò)展性能指標(biāo)：擴(kuò)展直流穩(wěn)壓電源的輸出電流使10mAC I o< 1.5A。三、設(shè)計(jì)方案直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)框圖和直流穩(wěn)壓電源基本電路分別如圖1和圖2所示：圖1直流穩(wěn)壓電源框圖圖2直流穩(wěn)壓電源基本電路主要原理是：電源變壓器將交流電網(wǎng)

2、220V的電壓降壓為所需的交流電壓，然后通過整流電路將交流 電壓變成單極性電壓，再通過濾波電路加以濾除，得到平滑的直流電壓。但這樣的電壓還隨 電網(wǎng)電壓波動(dòng)(一般有土 10%左右的波動(dòng))、負(fù)載和溫度的變化而變化。因而在整流、濾波電 路之后，還需接穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)、負(fù)載和溫度變化時(shí)，維持輸 出直流電壓穩(wěn)定。般情況下，選用降壓的電源變壓器整流電路主要有半波整流電路、 橋式整流電路和全波整流電路，一般情況下多用橋式整 流電路，橋式整流輸出脈動(dòng)電壓平均值為：通過每只二極管的平均電流為：每只二極管承受的最大反向電壓為：濾波電路亦可分為電容濾波、電感濾波、n型濾波等多種濾波電路，而在

3、小功率電源電路設(shè)計(jì)中多用電容濾波電路。當(dāng)在接上濾波電容后，uo會(huì)明顯增大，其大小與時(shí)間常數(shù) R-C有關(guān)，通常情況下，F(xiàn)LC- （35）T/2 （T為電網(wǎng)電壓周期）。穩(wěn)壓電路有二極管穩(wěn)壓電路、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路和集成穩(wěn)壓電路等， 可根據(jù)具體要求選擇 合適的電路形式（具體原理可查閱相關(guān)資料）。穩(wěn)壓電源的性能指標(biāo)：最大輸出電流I Oma：電源的輸出電壓UO應(yīng)不隨負(fù)載電流I OL而變化，隨著負(fù)載 R阻值的 減少，IOL增大，UO減小，當(dāng)UO的值下降5%寸，此時(shí)流經(jīng)負(fù)載的電流定義為I Omax （記下I Omax 后迅速增大FL，以減小穩(wěn)壓電源的功耗）。輸出電壓：指穩(wěn)壓電源的輸出電壓，也是穩(wěn)壓器的輸出電壓。

4、當(dāng)輸入電壓為額定值時(shí)， 可直接用電壓表測量。紋波電壓：指疊加在輸出電壓UO上的交流分量。可用示波器觀測其峰-峰值或者有效值。穩(wěn)壓系數(shù)：指在負(fù)載電流、環(huán)境溫度不變的情況下，輸入電壓的相對變化引起輸出電壓 的相對變化，即輸出電阻：穩(wěn)壓電路輸入電壓一定時(shí)，輸出電壓變化量厶UO與輸出電流變化量 Io之比， 即（UI為常數(shù)）四、電路仿真與分析1. 電路圖：濾波電容C可有紋波電壓 Vopp和穩(wěn)壓系數(shù)Sv來確定。已知：Vo=9V,V仁12V s<5x 10-3， UOW5mV則由S/ 旦/也|T。常數(shù)可得穩(wěn)壓器的輸入電壓變化量 Z廿-VoppV1r Uo Ui IT1VcSv而濾波電容由c七即可得到C

5、=1503F ,則實(shí)際選取電容C為150ZF。注意：因?yàn)榇?容量電解電容有一定的繞制電感分布電感，易引起自激振蕩，形成高頻干擾，所以穩(wěn)壓器的 輸入、輸出端常并入瓷介質(zhì)小容量電容用來抵消電感效應(yīng)，抑制高頻干擾。因?yàn)橐筝敵鲭妷嚎烧{(diào)，所以選擇三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器，可調(diào)式集成穩(wěn)壓器，常見主要有CW317 CW337 LM317 LM337 317系列穩(wěn)壓器輸出連續(xù)可調(diào)的正電壓，337系列穩(wěn)壓器輸出連可調(diào)的負(fù)電壓，可調(diào)范圍為 3V9V，最大輸出電流 為1.5A。穩(wěn)壓內(nèi)部含有過流、 過熱保護(hù)電路，具有安全可靠，性能優(yōu)良、不易損壞、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。其電壓調(diào)整率和電 流調(diào)整率均優(yōu)于固定式集成穩(wěn)壓構(gòu)成的可調(diào)電

6、壓穩(wěn)壓電源。集成穩(wěn)壓塊輸出端與調(diào)整端之間的固有參考電壓加于給定電阻兩端， 將產(chǎn)生一個(gè)恒定電流通過輸出電壓調(diào)節(jié)電位器，一般使用精密電位器，與其并聯(lián)的電容器 C可進(jìn)一步減小輸出電壓的紋波。查手冊選整流二極管IN4001，其參數(shù)為：反向擊穿電壓UBR=50V>17V最大整流電流IF=1A>0.4A。負(fù)載采用滑動(dòng)變阻器方便觀察。2. 測試參數(shù):要求:(1) I Oma=200mA(2) 輸出直流電壓+ 5V，負(fù)載電流200mA(3) +3V +9V，連續(xù)可調(diào)：(4) 穩(wěn)壓系數(shù)Sv測試過程是：先調(diào)節(jié)自耦變壓器是輸入電壓增加 10%即V仁242V測量這是對應(yīng)的輸出電 壓Vo1;再調(diào)節(jié)自耦變壓器是輸入電壓減少 10%即V1=198V測量這是對應(yīng)的輸出電壓 Vo2;然后測出 V仁220V是對應(yīng)的輸出電壓 Vo。最后穩(wěn)壓系數(shù)即為S _ V。/V。_ 220V°1 -V°2vVI /VI242 -198VO由仿真實(shí)驗(yàn)測量可知 Vo2=5.177V Vo=5.174V Vo1=5.173V最后有上式即可求出：Sr業(yè)/也|；°：常常數(shù)=3.8 X 10-3< 5X 10-3UO U I(5) 紋波電壓:輸出電壓3V輸出電壓6V輸出電壓9V波紋電壓30.207N39.717N65.762 N五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過這次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)掌握了有