毕业论文【直流稳压电源的设计】

1、湖南信息科学职业技术学院毕 业 论 文题目：直流稳压电源的设计作者：龚勇学 号：08110433学院(系：电子信息系专业：应用电子技术班 级：应电四班指导教师：吴振江评阅人：二一一年四月十五日目 录1、直流稳压电源的定义 ·······························

2、83;·····22、直流稳压电源执行标准 ····································2三、直流稳压电源的作用及用途 ···

3、83;······························2四、直流稳压电源的基本功能和要求 ················

4、83;···············2五、直流稳压电源的设计步骤 ································

5、···3 六、直流稳压电源的总体设计思路 ·································3 6.1 直流稳压电源设计思路 ········&

6、#183;························36.2 直流稳压电源的基本结构及原理 ······················

7、;·······36.3 设计方法简介 ·····································5 6.4 注意事项 ··

8、·····································5七、参考网站 ···········

9、3;······························9直流稳压电源的设计1、直流稳压电源的定义能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。 直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高

10、可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。二、直流稳压电源执行标准国际电工委员会（iec）已经制定了一些有关电源的标准，如直流稳压电源源标准：iec478.11974直流输出稳定电源术语；iec478.21986直流输出稳定电源额定值和性能；iec478.31989直流输出稳定电源传导电磁干扰的基准电平和测量；iec478.41976直流输出稳定电源除射频干扰外的试验方法；iec478.51993直流输出稳定电源电抗性近场磁场分量的测量。这一套标准颁布实施的时间较早，我国相应的国家标准尚未颁布。而有关直流稳定电源的电子行业标准sj2811.187通用直流稳定电源术语及定义、性能与额

11、定值、sj2811.287通用直流稳定电源测试方法已发布实施13年了。长期以来，这两份标准对我国直流稳定电源的科研生产起到了很大的作用。 三、直流稳压电源的作用及用途直流稳压电源是做电子实验的必备仪器。电子电路要能完成所具备的功能，都必须有直流电源为其提供能量。直流稳压电源为电子电路提供电压连续可调的直流电压，同时还应具备电压电流显示、报警、过流保护等功能。直流稳压电源引可广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、直流电机、充电设备等。（1可用于各种电子设备老化，如PCB板老化，家电老化，各类IT产品老化，CCFL老化，灯管老化(2适用于需要自动定时通、断电，自动记周期数的

12、电子元件的老化、测试(3电解电容器脉冲老练(4电阻器，继电器，马达等测试老练(5整机老练；电子元器件性能测试，例行试验四、直流稳压电源的基本功能和要求1、输出电压值能够在额定输出电压值以下任意设定和正常工作。 2、输出电流的稳流值能在额定输出电流值以下任意设定和正常工作。 3、直流稳压电源的稳压与稳流状态能够自动转换并有相应的状态指示。 4、对于输出的电压值和电流值要求精确的显示和识别。 5、对于输出电压值和电流值有精准要求的直流稳压电源，一般要用多圈电位器和电压电流微调电位器，或者直接数字输入。 6、要有完善的保护电路。直流稳压电源在输出端发生短路及异常工作状态时不应损坏，在异常情况消除后能

13、立即正常工作。五、直流稳压电源设计的工具和步骤 1实验设备及元器件 1.万用表 2.示波器3.交流毫伏表 4.三端可调的稳压器 LM317一片2电路图设计（1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。（2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。（3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。（4）总电路图：连接各模块电路。3电路安装、调试（1）设计印刷电路板，并焊接。（2）在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。（3）重点测试稳压电路的稳压系数。（4）将各模块电路连起来，整机

14、调试，并测量该系统的各项指标。六、直流稳压电源的总体设计思路 1直流稳压电源设计思路（1）电网供电电压交流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网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电，但其幅度变化大（即脉动大）。（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。（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，供给负载RL。2直流稳压电源的基本结构及原理直流稳压电源一般按其电路结构分有串联型直流稳压电源和开关型直流稳压电源两种。串联型直

15、流稳压电源结构简单，稳压效果好，纹波电压小，所以一般实验室的直流稳压电源以串联型为主。开关型直流稳压电源效率高，体积小，但电路结构复杂且波纹电压大，一般应用在仪器设备或电器中。它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，见图1。图1 直流稳压电源方框图其中：（1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。（2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。常见的整流电路有半波、全波、桥式整流电路。（3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流

16、电压。（4）稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。整流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图2所示。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。电路的输出波形如图3所示。图2整流电路图3输出波形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

17、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=(1.11.2U2，直流输出电流： （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4。图4 稳压电路原理图3设计方法简介假设需要设计并制作一个连续可调直流稳压电源，主要技术指标要求： 输出电压可调：=+3V+9V 最大输出电流：=800mA 输出电压变化量：15mV 稳压系数：0.003（1）根据设计所要求的性能指标，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。可调式集成稳压器，常见主要有CW31

18、7、CW337、LM317、LM337。317系列稳压器输出连续可调的正电压，337系列稳压器输出连可调的负电压，可调范围为1.2V37V，最大输出电流 为1.5A。稳压内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。LM317系列和lM337系列的引脚功能相同，管脚图和典型电路如图5和图6.图5 管脚图 图6 典型电路输出电压表达式为: =1.251+式中，1.251是集成稳压块输出端与调整端之间的固有参考电压 ，此电压加于给定电阻 两端，将产生一个恒定电流通过输出电压调节电位器 ，电阻 常取值 ， 一般使用精密电位器，与其并联的电容器C可进一步减小输出电压的纹波。图中加入了二极管D，用于防止输出端短路时10µF大电容放电倒灌入三端稳压器而被损坏。LM317其特性参数：输出电压可调范围：1.2V37V输出负载电流：1.5A输入与输出工作压差：340V能满足设计要求,故选用LM317组成稳压电路。（2）选择电源变压器1）确定副边电压U2:根据性能指标要求：=3V =9V又