直流稳压电源课程设计word格式word格式.doc

课程设计报告
设计课题:直流稳压电源设计
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指导教师:
设计时间:
目录
一、设计任务与要求 1
二、方案与论证 1
: 1
: 2
: 2
: 3
3
三、单元电路设计与参数计算 3
: 3
: 3
3. 选择集成三端稳压器: 5
: 6
: 7
6滤波电容: 7
: 8
四、总原理图及元器件清单 8
五、安装与仿真 10
六、调式与性能分析: 11
七、结论与心得 11
八、参考文献 12
摘要:
直流稳压电源一般由电源变压器,整流滤波电路及稳压电路所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后,稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用输出直流稳压构成集成稳压电路,通过变压,整流,滤波,稳压过程将 220V 交流电,变为稳定的直流电,并实现电压可在+6+24V 可调。
关键词:直流;稳压;变压;LM317。
直流集成稳压电源设计
一、设计任务与要求
设计一集成直流稳压电源,性能指标要求:Uo=+6~+24V ,输出电流Imax=1A,纹波电压≤5mV,电压调整率:Ku≤3%,电流调整率:Ki≤1 。
二、方案与论证
直流集成稳压电源设计思路:
(1)供电电压交流220V(有效值)50Hz,要获得低压直流输出,首先必须采用电源变压器将电压降低获得所需要交流电压。
(2)降压后的交流电压,通过整流电路变成单向直流,但其幅度变化大(即脉动大)。
(3)脉动大的直流电压经过滤波电路变成平滑,脉动小的直流电。
(4)滤波后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出。
:
电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路
稳压电源组成如图:

+ 电源+ 整流+ 滤波+ 稳压+
u1 u2 u3 uI U0
_ 变压器_ 电路_ 电路_ 电路_
稳压电源整流与稳压过程如图:
U1 U2 U3 U4
0 t 0 t 0 t 0 t
:
单相桥式整流电路:
使用的整流器件较全波整流时多一倍,整流电压脉动与全波整流相同,每个器件所承受的反向电压为电源电压峰值,变压器利用率较全波整流电路高。电路如图所示:


:
电容滤波电路:
电容滤波电路的输出电压在负载变化时波动较大,它的负载能力比较差,只是用于负载较轻且变化不大的场合。电路图如图:
:
因为设计要求可调式直流稳压器,所以应用可调式稳压芯片设计电路。

采用二极管防止电路短路,损坏原件。
三、单元电路设计与参数计算
:
电源变压器是将交流220V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。
:
整流电路常采用二极管的单相全波整流电路。在u2的正半周内,二极管D1、D2导通,D3,D4截止;在u2的负半周内,二极管D3,D4导通,D1,D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载,且方向是一致的。电路的输出波形如图:
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,即
。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)。
在设计中,常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点,将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联,以达到使输出波形基本平滑的目的。选择电容滤波电路后,直流输出电压:Uo1=(~)U2,直流输出电流: (I2是变压器副边电流的有效值。),稳压电路可选集成三端稳压器电路。
总体原理电路见图:
3. 选择集成三端稳压器:
因为要求输出电压可调,所以选择三端可调式集成稳压器。
我选用LW317。
LM317其特性参数:
输出电压可调范围:~37V
输出负载电流:
输入与输出工作压差ΔU=Ui-Uo:3~40V
能满足设计要求,故选用LM317组成稳压电路。
:
电源变压器的作用是将220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η,式中η是变压器的效率。
一般小型变压器的效率如表1所示:
表1 小型变压器的效率
副边功率
效率




因此,当算出了副边