多路输出直流稳压电源设计书

1、多路输出直流稳压电源设计书1 绪论人类社会已经进入信息化时代，信息社会的发展离不开电子产品的发展。而现代电子产品又离不开电源、如果没有一个好的直流电源，我们的大多数的电子产品将无法使用，现在在实际的电路中，需要的大多数是大于等于3V和小于18V的直流电，我们不可能去买干电池去满足这一要求，为此我们的电子产品一定需要一个能把市电转变成我们所需要的直流电的稳压电源。由于不同的电子产品可能需要不同的电源，做可调电源就会使需不同电源的电子产品得到与它匹配的电源，从而使得它能正常工作，使它的工作效率达到最高。电源的优劣将会决定电子产品的使用寿命，因此， 我们需要的是高质量的直流电源。2 设计的技术指标及

2、要求2.1 设计的任务及要求2.1.1 设计的任务根据技术要求和已知条件，完成对多路输出直流稳压电源的设计、装配与调试。2.1.2 设计要求 要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50Hz交流电转换为多路直流稳压电源输出：± 12V/1A, ±5V/1A, 一组可调正电压 +3+18V/1A 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。（选做：用PSPIC© EW歆件完成仿真） 安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。2.2 设计思想本次设计首先根据变压器能把220V交流电变成所需要的电压和

3、二极管的单向导电性，就可以设计出把交流电变成直流电的电路，再根据电容的滤波作用，输出了纹波较小的直流电，最后通过稳压块的稳压作用，就可以得到输出稳定的直流电。3 选定方案的论证及整体电路的工作原理3.1 选定方案的论证3.1.1 选定变压器的论证根据设计要求，输出的最大电源为+18V/1A， 因此的输出的最大功率为18W，为了输出正负电压，所以最好应该选择 20W/± 20V的变压器。3.1.2 选定整流桥的论证因为选择了三端输出的变压器，所以整流桥可以选择单桥整流和双桥整流，选择双桥整流的电路较选择单桥整流的电路复杂和所需的经费要高，而电路的效果一样，从电路的结构和经济两方面出发，

4、选择了单桥整流较好。3.1.3 选定集成稳压块的论证由设计要求知要输出± 5V, ±12V, +3+18V的多路输出，如果选择78系列和 79 系列的稳压块，需要多块，这会使电路的复杂性加大和更多的资金。因此，选才？ LM317和LM337较好，通过电阻和开关的作用，不仅可以很好的输出±5V,±12V,而且可以达到输出+3+18V的要求。3.2 整体电路的工作原理根据交流电变成直流电的原理，该设计问题按先后顺序可分为变压电路、 整 流电路、滤波电路、稳压电路，其流程图如图所示。4单元电路的设计计算、元器件选择及电路图4.1 电阻的计算为保证空载情况下输出

5、电源稳定，R1 , R2不宜高于240Q。取R1=185.6Q, R2 =197.2 Q,由 LM317W LM337勺性质可得 U0 1.25(1 RPl/Rl)，当输出为土 5V, ± 12V和+318V可调时，经计算得 R3 =556.8 Q , R4 =1596.16 Q , R5 =259.84 Q , Rmax =2487.04 Q,故取 R6为 2.2kQ, R7 =591.6 Q , R8 =1699.36 Q 但在实际不 可能达到这一要求，选择与计算值相近的值即可，所以选择R3=553Q , R4=1600Q, R5=260Q , Rmax=2460Q , R6=2

6、.236kQ , R7 =590Q , R8=1700Q ,这些阻值可以通过串联或并联得到，如图4.1所示正输入端U2LM317HLINEVREGVOLTAGECOMMONR1185.6 QD37K 1N4007正输出端C12 2mF1R3>556 Q50%S1 QC3* 1uF:5JR8 1.7k Q10,4- C2 2.2mFKey = Space负输入I端R2 197.2 QVOLTAGEVREGLINED2 1N4007C4 1uF负输出U1LM337H图4.14.2 选择电源变压器的计算通常根据变压器的副边输出功率来选购变压器。因为LM317的输入电压的围为Uomax+ (Ui

7、 Uo) min < Ui < Uo min (Ui Uo) max18V+3VC Ui < 3V+40V21" Ui 0 43VU2 > Ui min/1.2=17.5V取I=1A,变压器副边输出功率P2>12 U2=17.5WZ变压器的效率4=0.7 ,则原边输入功率P>> P2/4=25W由上分析，副边输出电压为20V,输出电流为1A,因此，至少应该选择功率 为25W的变压器。4.3 选择整流二极管及滤波电容的计算整流二极管选择1N4007,其极限参数为Urm > 1000V,而20 U2=59.4V,则Urm满足要求，当单端输出

8、时， *=1A, Iomax=1A,则能满足要求。因为Sv U0 Ui式中，当Uo=18V,Ui =20V,3Uopp=10mV Sv =3 10则Ui UoppUi =3.70VUoSv所以滤波电容为CJ_CL= Iomaxt =2703 . fUi Ui当 U0=12V, Ui=21V,Uopp=10mV Sv=3 10 3则Ui UoppUi =5.83VUoSv所以滤波电容为CJ_CL= Iomaxt =1715 . FUi Ui电容C的耐压值应大于V2U2=25.45Vo由于在要求中对纹波没有太大的要求, 故可以选取2200仙F/50V的电容，如图4.1所示。5测试结果并与理论指标进

9、行对比分析5.1 测试结果与理论指标的对比测试结果与理论指标（表5.1 ）理论值（V）+5+12+3+18-5-12测试值（V）+4.97+11.98+3.05+18.01-5.02-12.04表5.15.2 测试结果与理论指标分析在实际电路中，电阻并不是理想电阻、导线中和其它的元器件都不是理想的 电子器件。在实际连接电路是，虽是用万用表测着元器件和用并联电阻使其尽量 接近计算值，但使用的测量仪器有一定的测量误差， 同时，在测量最后的输出结 果时，测量结果也有一定的误差，所以，最后的测试值与理论指标之间有一定的差异。误差分析入表5.2所示理论值（V）+5+12+3+18-5-12测试值（V）4

10、.9711.98+3.0514.96+18.01-5.02-12.04误差值（V）0.030.020.050.040.010.020.04误差值理论值100%0.6%0.167%1.67%0.27%0.06%0.4%0.33%表5.2由表5.1可得最大误差不超过0.1V,在误差围之，所以测试值符合理论值,所以设计达到要求6整体电路图、元件及器件明细6.1 整体电路图电路如图6.1所示C2- 2.2mFU2LM317HLINE VREG VOLTAGECOMMONR1 185.6D3 1N400714Q50%Q遇0Q4A正输出端* C3士 1uF 0,地C4 1uFRR2D2 D2COMMON&

11、gt; dQ7 9 <4 1N4007VoLTae VOLTAGE ?.负输出端 .轴，< Vreg line,JJ -U1LM337H6.2 元件及器件明细元件及器件明细如表6.2所示元件器件明细变压器 20V/20W1个二极管 1N40076个LM3371个LM3171个散热片2个电解电容2200uF2个电解电容10uF2个电解电容1uF2个开关2个电位器（2236Q）1个（或用电阻与电位器并联而得）电阻(185.6 Q, 197.2 Q, 553 Q , 1600Q, 260Q , 590Q , 1700Q)各1个（或用其它电阻用并联而得）表6.27成果的评价、本设计的特点和

12、存在的问题并改进意义7.1 成果的评价在电路的设计和制作中，使我无形中加深了对模拟电子技术基础的理解和 运用能力，对课本及以前学过的知识有了一个更好的总结。 在电路的实物连接中 出现了一些问题，需要不断的解决，所以这一周下来，我对问题的排查能力有了 很大的提高；再次，通过此次课程设计，我对设计所用到的集成块有了更加深刻 地了解，这对我们以后的工作和学习的帮助都很有用处。在这次的电源设计中，所测试的结果达到设计要求的结果。因此，这次设 计是成功的一次。7.2 本设计的特点本设计的特点是采用LM317和LM337的可调特点，用两个开关控制输出电压的选择及用一个电位器调节输出电压的大小，用最少的元器件完成了多电压输出，这是本设计的特点。7.3 存在的问题和改进的意义当输出的电压较高时，纹波比较大，影响了电源的质量。使得一些用电器不能达到理想的工作状态，比如功放，使用时可能杂音较大。