1、可調的直流穩壓電源電路設計目錄一、設計目的2二、設計任務及要求2三、實驗設備及元器件2四、設計步驟31電路圖設計方法32、設計的電路圖3五、總體設計思路41直流穩壓電源設計思路42直流穩壓電源原理41、直流穩壓電源42、整流電路53、濾波電路電容濾波電路64、穩壓電路85、設計的電路原理圖93設計方法簡介9六、 課程設計報告總結111一、設計目的1、學習基本理論在實踐中綜合運用的初步經驗，掌握模擬電路設計的基本方法、設計步驟，培養綜合設計與調試能力。2、學會直流穩壓電源的設計方法和性能指標測試方法。3、培養實踐技能，提高分析和解決實際問題的能力。二、設計任務及要求1、設計一個連續可調的直流穩壓

2、電源，主要技術指標要求： 輸入（ AC ）：U=220V ， f=50HZ ； 輸出直流電壓：U0=9 12v ； 輸出電流： I0<=1A ； 紋波電壓： Up-p<30mV ；2、設計電路結構，選擇電路元件，計算確定元件參數，畫出實用原理電路圖。3、自擬實驗方法、步驟及數據表格，提出測試所需儀器及元器件的規格、數量。4、在實驗室MultiSIM8-8330軟件上畫出電路圖，并仿真和調試，并測試其主要性能參數。三、實驗設備及元器件1、 裝有 multisim 電路仿真軟件的PC2、三端可調的穩壓器LM317 一片3、電壓表、滑動變阻器、二極管、變壓器2四、設計步驟1電路圖設計方法

3、（ 1 ）確定目標：設計整個系統是由那些模塊組成，各個模塊之間的信號傳輸，并畫出直流穩壓電源方框圖。（ 2 ）系統分析：根據系統功能，選擇各模塊所用電路形式。（ 3 ）參數選擇：根據系統指標的要求，確定各模塊電路中元件的參數。（ 4 ）總電路圖：連接各模塊電路。（ 5 ）將各模塊電路連起來，整機調試，并測量該系統的各項指標。（ 6）采用三端集成穩壓器電路，用輸出電壓可調且內部有過載保護的三端集成穩壓器，輸出電壓調整范圍較寬，設計一電壓補償電路可實現輸出電壓從0 V起連續可調，因要求電路具有很強的帶負載能力，需設計一軟啟動電路以適應所帶負載的啟動性能。該電路所用器件較少，成本低且組裝方便、可靠性

4、高。2、設計的電路圖圖1可調的直流穩壓電源3五、總體設計思路1直流穩壓電源設計思路（ 1 ）電網供電電壓交流 220V( 有效值 )50Hz ，要獲得低壓直流輸出， 首先必須采用電源變壓器將電網電壓降低獲得所需要交流電壓。（2 ）降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動大）。（ 3 ）脈動大的直流電壓須經過濾波電路變成平滑，脈動小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。（ 4 ）濾波后的直流電壓，再通過穩壓電路穩壓，便可得到基本不受外界影響的穩定直流電壓輸出，供給電壓表。2直流穩壓電源原理1、直流穩壓電源直流穩壓電源是一種將 220V 工頻交流電轉換成穩壓輸出的

5、直流電壓的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩壓四個環節才能完成。直流穩壓電源方框圖圖 2 直流穩壓電源的方框圖其中：（ 1 ）電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網 220V 交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。4（ 2 ）整流電路：利用單向導電元件，把50Hz 的正弦交流電變換成脈動的直流電（ 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加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。（ 4 ）穩壓電路：穩壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩定，不隨交流電網電壓和負載的變化而變化。2、整流電路（1）直流電路常采用二極管單相全波整流電路，電路如圖3所示

6、。圖 3 單相橋式整流電路（ 2）工作原理設變壓器副邊電壓u2= 2U2sin t， U2 為有效值。在 u2的正半周內，二極管D1 、D2 導通， D3 、D4 截止； u2的負半周內， D3 、D4 導通，D1 、 D2 截止。正負半周內部都有電流流過的負載電阻RL ，且方向是一致的。如圖45圖 4 單相橋式整流電路簡易畫法及波形圖在橋式整流電路中，每個二極管都只在半個周期內導電，所以流過每個二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半，即電路中的每只二極管承受的最大反向電壓為(U2 是變壓器副邊電壓有效值)。3、濾波電路電容濾波電路采用濾波電路可濾除整流電路輸出電壓中的交流成分，使電壓波形

7、變得平滑。常見的濾波電路有電容濾波、電感濾波和復式濾波等。在整流電路的輸出端，即負載電阻RL 兩端并聯一個電容量較大的電解電容C，則構成了電容濾波電路，如圖5 所示電路，由于濾波電容與負載并聯，也稱為并聯濾波電路。6圖 5 單相橋式整流電容濾波電路從圖 4 可以看出，當u2 為正半周時 , 電源 u2 通過導通的二極管VD1 、VD3 向負載 RL供電，并同時向電容C 充電（將電能存儲在電容里，如t1t2），輸出電壓uo uc u2；uo 達峰值后u2 減小，當uo u2 時， VD1 、 VD3 提前截止，電容C 通過 RL 放電，輸出電壓緩慢下降（如t2 t3），由于放電時間常數較大，電容

8、放電速度很慢，當uC 下降不多時u2 已開始下一個上升周期，當u2uo 時，電源u2 又通過導通的VD2 、VD4 向負載 RL 供電，同時再給電容C 充電（如t3t4），如此周而復始。電路進入穩態工作后，負載上得到如圖中實線所示的近似鋸齒的電壓波形，與整流輸出的脈動直流（虛線）相比，濾波后輸出的電壓平滑多了。顯然，放電時間常數RLC 越大、輸出電壓越平滑。若負載開路（RL= ），電容無放電回路，輸出電壓將保持為u2 的峰值不變。（1）輸出電壓的估算顯然，電容濾波電路的輸出電壓與電容的放電時間常數 =RLC 有關， 應遠大于u2 的周期 T ，分析及實驗表明，當 =RLC （ 3 5）T /2

9、時，濾波電路的輸出電壓可按下式估算，即UO 1.2U2（ 2）整流二極管導通時間縮短了， 存在瞬間的浪涌電流， 要求二極管允許通過更大的電流，管子參數應滿足IFM 2IV=IO（ 3）在已知負載電阻RL 的情況下，根據式子選擇濾波電容C 的容量，即C（ 35） T/2RL7若容量偏小， 輸出電壓UO 將下降， 一般均選擇大容量的電解電容；電容的耐壓應大于u2 的峰值，同時要考慮電網電壓波動的因素，留有足夠的余量。電容濾波電路的負載能力較差，僅適用于負載電流較小的場合。4、穩壓電路在設計中，常利用電容器兩端的電壓不能突變和流過電感器的電流不能突變的特點，將電容器和負載電容并聯或電容器與負載電阻串

10、聯，以達到使輸出波形基本平滑的目的。選擇電容濾波電路后，直流輸出電壓：Uo1=(1.1 1.2)U2 ，直流輸出電流： （ I2是變壓器副邊電流的有效值） ，穩壓電路可選集成三端穩壓器電路。穩壓電路原理電路見圖6圖 6穩壓電路原理圖85、設計的電路原理圖圖 7可調（ 2.5V 36V ）的直流穩壓電源3設計方法簡介（1 ）根據設計所要求的性能指標，選擇集成三端穩壓器。因為要求輸出電壓可調，所以選擇三端可調式集成穩壓器，可調式集成穩壓器，常見主要有CW317 、 CW337 、 LM317 、 LM337 。 317 系列穩壓器輸出連續可調的正電壓，337 系列穩壓器輸出連可調的負電壓，可調范圍

11、為 2.5V36V ，最大輸出電流為 1.5A 。穩壓內部含有過流、過熱保護電路，具有安全可靠，性能優良、不易損壞、使用方便等優點。其電壓調整率和電流調整率均優于固定式集成穩壓構成的可調電壓穩壓電源。輸出電壓表達式為：式中， 1.25 是集成穩壓塊輸出端與調整端之間的固有參考電壓，此電壓加于給定電阻兩端，將產生一個恒定電流通過輸出電壓調節電位器， 一般使用精密電位器，與其并聯的電容器C 可進一步減小輸出電壓的紋波。9輸出電壓可調范圍：2.5V 36V輸出負載電流：1.5A能滿足設計要求,故選用 LM317 組成穩壓電路。（2 ）選擇電源變壓器1）確定副邊電壓U2:根據性能指標要求：Uomin=

12、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此范圍中可任選：Ui=14V=Uo1根據Uo1=(1.1 1.2)U2可得變壓的副邊電壓：2）確定變壓器副邊電流I2 Io1=Io又副邊電流I2=(1.5 2)IO1取 IO=IOmax=800mA則 I2=1.5*0.8A=1.2A3）選擇變壓器的功率變壓器的輸出功率：Po>I2U2=14.4W（3 ）選擇整流電路中的二極管查手冊選整流二極管IN4001 ，其參數為：反向擊穿電壓UBR=50

13、V>17V最大整流電流IF=1A>0.4A（ 4 ）濾波電路中濾波電容的選擇濾波電容的大小可用下式求得。1）求Ui:根據穩壓電路的的穩壓系數的定義：設計要求Uo 15mV，SV 0.003Uo=+3V +9V10Ui=14V代入上式，則可求得Ui2）濾波電容C設定 Io=Iomax=0.8A， t=0.01S則可求得 C 。電路中濾波電容承受的最高電壓為，所以所選電容器的耐壓應大于17V 。注意： 因為大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，所以穩壓器的輸入、輸出端常并入瓷介質小容量電容用來抵消電感效應，抑制高頻干擾。六、課程設計報告總結通過此次課程設

14、計，使我更加扎實的掌握了有關模擬電子技術方面的知識，在設計過程中雖然遇到了一些問題，但經過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經驗不足。實踐出真知， 通過親自動手操作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。過而能改，善莫大焉。在課程設計過程中，我們不斷發現錯誤，不斷改正，不斷領悟，不斷獲取。最終的檢測調試環節，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多問題，最后在老師的指導下，終于游逆而解。在今后社會的發展和學習實踐過程中，一定要不懈努力， 不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發現問題所在，

15、然后一一進行解決，只有這樣， 才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認可！課程設計誠然是一門專業課，給我很多專業知識以及專業技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時，設計讓我感觸很深。 使我對抽象的理論有了具體的認識。 通過這次課程設計， 我掌握了常用元件的識別和測試； 熟悉了常用儀器、儀表； 了解了電路的連線方法； 以及如何提高電路的性能等等，掌握了可調直流穩壓電源構造及原理。11我認為，在這學期的實驗中，不僅培養了獨立思考、動手操作的能力，

16、在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實驗課上， 我們學會了很多學習的方法。而這是日后最實用的， 真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰，只有不斷的學習、實踐，再學習、 再實踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦， 我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情， 發現其中珍貴的事情。 就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實驗結束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情。回顧起此課程設計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜， 但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的， 只有理論知識是遠遠不夠的