1、精選優質文檔-傾情為你奉上直流穩壓電源課程設計報告  一.課程設計目的（1）掌握直流穩壓電源的組成及原理（2)掌握三端可調穩壓器的使用方法（3)了解直流穩壓電源主要參數二.課程設計題目描述和要求(1)穩壓電源輸出電壓在6-18V之間連續可調，最大輸出電流為Iomax=1.0A(2)穩壓系數Su0.03%(3)輸出電阻Ro0.1(4）紋波電壓Uorm5mV三.課程設計報告內容直流穩壓電源的組成直流穩壓電源通常由電源電壓、整流電路、濾波器和穩壓電路等部分組成，其原理框圖如圖1.3.1所示      直流穩壓電源的各部分

2、作用1.電源變壓器：將電網220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓u2。變壓器副邊與原邊的功率比為：                     P2/P1=式中：為變壓器的效率。2整流電路：將交流電壓變換為單向脈動直流電壓。整流是利用二極管的單向導電性實現的。常用的整流電路有半波整流電路和橋式整流電路等。其電路圖如圖1.3.2所示。     在穩壓電路中一般用4個二極

3、管組成橋式整流電路，此時1與交流電壓u2的有效值2的關系為： 1=（1.11.2）2在整流電路中，每只二極管所承受的最大反向電壓為： rm=22流過每只二極管的平均電流為： ID=0.452/RL橋式整流電路與半波整流電路相比較，其輸出電壓提高，脈動成分減少了，所以在此選用橋式整流電路。3濾波電路：將脈動直流電壓中交流分量濾去，形成平滑的直流電壓。濾波電路可分為電容、電感和型濾波電路。其電路圖如下1.3.3所示。      圖中R為負載電阻，它為電容C提供放電通路，放電時間常數RC應滿足：RC>（35)T/2；式中T（=20ms

4、m）為50HZ交流電壓周期。一般小功率整流濾波電路通常采用橋式整流、電容濾波電路。4.穩壓電路：其作用是當交流電網電壓波動或負載變化時，保證輸出直流電壓的穩定。簡單的穩壓電路可采用穩壓管來實現，在穩壓性能要求較高的場合，可采用串聯反饋式穩壓電路（包括基準電壓、取樣電路、放大電路和調整管部分）。目前市場上通用的集成穩壓電路已非常普遍。集成穩壓電路與分立元件組成的穩壓電路相比，具有外接電路簡單，使用方便、體積小、工作可靠等優點。常用的集成穩壓器有三端固定集成穩壓器和三端可調集成穩壓器，它們都屬于電壓串聯反饋型。三端固定集成穩壓器三端固定集成穩壓器包含78XX和79XX兩大系列。78XX系列式三端固

5、定正電壓輸出穩壓器，79XX系列式三端固定負電壓輸出穩壓器。它們最大的特點是穩壓性能良好，外圍元件簡單，安裝調試方便，價格低廉，現已成為繼承穩壓器的主流產品。78XX系列和79XX系列其型號后的X X代表輸出電壓值，有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等。其額定電流以78或79后面的字母區分，其中L為0.1A，M為0.5A，無字母為1.5A。它們的引腳排列如圖1.3.4所示。       三端可調集成穩壓器三端可調集成穩壓器是指輸出電壓可以連續調節的穩壓器，包括輸出正電壓的CW317系列穩壓器、輸出負電壓的CW

6、337系列穩壓器。在三端可調穩壓器中，穩壓器的3個端是指輸入端、輸出端和調整端。穩壓器輸出電壓的可調范圍為Uo=1.237V，最大輸出電流有3種：0.1A、0.5A和1.5A，分別標有L、M和不標字母。輸入電壓和輸出電壓差的允許范圍為：UI-Uo=340V。三端可調集成穩壓器的引腳如圖1.3.5所示。     設計方法和相關的計算設計要求為穩壓電源輸出電壓在618V之間連續可調，最大輸出電流為1.0A。1.    選集成穩壓器選三端可調穩壓器CW317，其特性參數為：輸出電壓在1.237V之間可調，最大輸出電流1.5A。均滿

7、足性能指標要求。三端可調穩壓器，其典型電路如圖1.3.6所示。      其中電阻R1與電位器Rp組成輸出電壓調節電路，輸出電壓Uo為： Uo=1.25*（1+Rp/R1）式中：R1一般取值為120240，現選取R1為240。再根據Uo最大為18V，由上式可計算出Rp為3.0K，取Rp為4.7K的精密先繞可調電位器。2.    選電源變壓器通常根據變壓器的副邊輸出電壓U2、電流I2和原邊功率P1來選擇電源變壓器。    穩壓電路最低輸入直流電壓Umin Umin Uomax+(U1-Uo)min/0.9式中：（U1

8、-Uo）min為穩壓器的最小輸入、輸出電壓差，而CW317的允許輸入、輸出電壓差為340V，現取為3V；系數0.9是考慮電網電壓可能波動±10%。代入數據，計算得： Umin18+3/0.9=23.3V可取Umin=23V。確定電源副邊電壓、電流及原邊功率 U2 UImin/1.1=23/1.1=20.9V 可取U2=21V。 I2Iomax=1A 可取I2=1.2A。變壓器副邊功率P2>=U2I2=25.2w考慮變壓器的效率=0.7，則原邊功率P1>36。為留有余地，可以選擇副邊電壓為21V輸出電流為1.2A功率為40W的變壓器。3.選擇整流二極管和

9、濾波電容整流二極管的選擇流經二極管的平均電流為： ID=1/2Iomax=0.5A 二極管承受的最大反向電壓： URM=2U2=29.6V 因此，整流二極管可選1N4001，其最大整流為1A,，最大反向電壓50V。在橋式整流濾波電容中， RL1C>(35)T/2因此： C>(35)T/2RL1即  C>（35）TIImax/2UImin=(35)20*0.0003*1.2/2*23=15652609F 式中:IImax=I2=1.2A。 因此，取兩只2200F/40V的電容并聯做濾波電容。估算穩壓器功耗當輸入交流電壓增加10%時，穩壓器

10、駛入直流電壓最大，即  UImax=1.2*1.2*21=30,24V 所以穩壓器承受的最大壓差為：30.24-525V最大功耗為： P=UImaxIImax=25*1.2=30W 因此，應選散熱功率30W的散熱器。 四設計方案的圖表1.電路圖的設計根據上述確定的參數，可確定組成穩壓電源的電路圖如圖1.4.1所示。              2.確定其他電路元件參數在CW317輸入端與地之間接有一只0.33F的電容C

11、3，目的是抑制高頻干擾。接在調整端和地之間的電容C4，可用來旁路RP兩端的文波電壓，當C4為10F時，文波抑制比可提高20dB。另一方面，接入C4，此時一旦輸入端或輸出端發生短路，C4中儲存的電荷會通過穩壓器內部的調整管和基準放大管而損壞穩壓器。為了防止C4的放電電流通過穩壓器，在R1兩端并聯節二極管VD5。在正常工作時，VD5處于截止狀態。CW317集成穩壓器在沒有容性負載的情況下可穩定工作，但輸出端有5001000pF的容性負載時，會產生自激振蕩。為了抑制自激，在輸出端并一只47F的電容C5，C5還可以改善電源的瞬態響應，以及進一步減小輸出電壓中的文波電壓。接上電容C5后，集成穩壓器的輸入

12、端一旦短路，C5將對穩壓器的輸出端放電，器放電電流可能會損壞穩壓器。股災穩壓器的輸入端與輸出端之間，接一只保護二極管VD6；在正常工作時，VD6處于截止狀態。3.技術指標的測試對圖1.4.2所示穩壓電路技術指標進行測試，測試電路如圖1.4.2所示。           直流穩壓電源的輸入端接自耦變壓器，輸出端接滑線變阻器作為負載電阻。    測出輸出電壓可調范圍調自耦變壓器,使穩壓電源輸入電壓為220V，輸出負載開路，調節RP，用萬用表測量并記錄輸出電壓Uo的變化范圍。    測量穩壓系數Su直流穩壓電源輸入交流電壓220V，調節Rp和滑線變阻器， 穩壓電源輸出電壓Uo=18V，輸出電流Io=1A。再跳接自耦變壓器，使穩壓電源輸入交流電壓分別為242V和198V（即模擬電網電壓變化±10%），分別測出相應的Uo和U1（CW317輸入端電壓）。 計算出穩壓系數： Su=Uo/Uo/U1/U1     測量出電阻Ro直流