正负15伏直流稳压电源

1、1总体方案1.1稳压电源的设计方案1）根据稳压电源的输出电压 Uo最大输出电流lomax，确定稳压器的型号及电路形式。2）根据稳压器的输入电压Ui，确定电源变压器副边电压的有效值 U2 ；根据稳压源的最大输出电流lOmax,确定流过电源变压器副边的电流12和电源变压器副边的功率p2;根据p2，查出变压器的效率n，从而确定电源变压器原边的功率 p1。然后根据所确定的参数，选择电源变压器。3）确定整流二极管的正向平均电流|D、整流二极管的最大反向电压Urm和滤波电容的电容值和耐压值。根据所确定的参数，选择整流二极管和滤波电容1.2原理框图稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组

2、成。 如图1所示。（a）稳压电源的组成框图+u1Ui6 I（b ）整流与稳压过程图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程2设计原理分析2.1 电源变压器2.1.1电源变压器图电路设计U50Hz图2.1.2变压器波形图图2.1.1变压器电路电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。电源变压器的效率为:其中:P2是变压器副边功率，P1是变压器原边功率。因此,当算出了副边功率P2后，就可以根据上表算出原边功率 P1。2.1.2电源变压器参数计算集成稳压器的输入电压虽然受到最大输入电压的限制，但为了使稳压器工作在最佳状态及获得理想的稳压指标，该输入电压也有最小

3、值的要求。输入电压UI的确定，应考虑如下因素：稳压器输出电压 Uo；稳压器输入和输出之间的最小压差(Ui Uo)min；稳压器输入电压的纹波电压URIP,取Uo (Ui Uo)min之和的15%电网电压的波动引起的输入电压的变化 妙，取UO (UI UO)min URIP之和的15%对于集成三端稳压器,(Ui -UO22-5V具有较好的稳压输出特性。输出为15V的集成稳压器，其最小输出电压U|为:Uimin 岂0 +(Ui 70)min+UR ip +也=15+2+(15+2) ©5%+(15+2)绚5%“1+15%)肚 218(V)取Ul =23V;(2.1.2)(2.1.3)U(

4、1.1 1.2)U2U2=Ui/1.1 上 20.9V(2.1.4)取U 2 =22v ,此时U2在输入电压840V之间,符合稳压器条件。变压器副边电流I 2> I omax 80mA(2.1.5)取IzrO/A,由12 , U2得变压器副边输出功率P2 = l2 xU2 止2.2VA(2.1.6)副边功率B<10VA1030VA30 - 80VA80 - 200VA效率"0.60.70.80.85根据表1小型变压器的效率得n =0.6 ,变压器原边输入功率R % 3'67(2.1.7)2.1.3电源变压器器件选择选用P1=4WA 3.67W的变压器2.2整流电路

5、2.2.1整流电路图设计D0BV220V 50HZ l图221单相桥式整流电路2.2.2整流参数计算a直流电压UoUob直流电源IoIoc.波动系数lO3兀F CJ/ /2兀O叫）屮心4图2.2.2单相桥式整流电路波形图2UO.9U2RlS 晋 2672.2.3整流参数器件选择D1-D4选用IN4001型号二极管(221 )(222 )(223)b.放电时间常数范围RlC 织3-5)2(2.3.22.3 滤波电路2.3.1滤波电路图设计图2.2.3 滤波电路232滤波电路参数的计算(2.3.1a.耐压电流(2.3.3d.波动系数S=61mURlC(2.3.4c.输入输出关系Uo "2

6、U22.3.3 滤波电路器件选择电容放电的时间常数 T =rlc愈大，放电过程愈慢，则输出电压愈高，同时脉动成分也愈少，即滤波效果愈好。故应该选择一个。2.4稳压电路2.4.1稳压电路图设计UL+3图2.4.1正、负双稳压输出电路集成稳压器的类型很多，在小功率稳压电源中，普遍使用的是三端稳压器。按输出电压类型可分为固定式和可调式，此外又可分为正电压输出或负电压输出两种类型。(1)固定电压输出稳压器常见的有 CW78X ( LM783 )系列三端固定式正电压输出集成稳压器;CW79X(LM79T系列三端固定式负电压输出集成稳压器。三端是指稳压电路只有输入、输出和接地三个接地端子。型号中最后两位数

7、字表示输出电压的稳定值，有5V、6V、9V、15V、18V和24V。稳压器使用时，要求输入电压 UI与输出电压Uo的电压差UI - Uo >2V。稳压器的静态电流Io = 8mA当Uo = 518V时，UI的最大值Ulmax=35V;当Uo=1824V时，UI的最大值Ulmax = 40V。(2)可调式三端集成稳压器可调式三端集成稳压器是指输出电压可以连续调节的稳压器，有输出正电压的CW317系列(LM317三端稳压器；有输出负电压的 CW337系列(LM337三端稳压器。在可调式三端集成稳压器中，稳压器的三个端是指输入端、输出端和调节端。稳压器输出电压的可调范围为Uo=1.237V,最

8、大输出电流lomax =1.5A。输入电压与输出电压差的允许范围为:UI -Uo = 340V。三端可调式集成稳压器的引脚及其应用电路可见参考书。根据设计要求:有+15V和-15V两路输出，误差不超过± 0.5V。输出电流在080mA范围内变化时，均可正常稳压在保证正常稳压的前提下，尽量减小功耗。具有过流保护功能2.4.2 稳压电路参数计算+15V和-15V两路输出，误差不超过± 0.5V;输出电流在080mA范围内2.4.3 集成三端稳压选择集成稳压器选用+15V输出的LM7815和-15V输出的LM7915固定电压输出的集成三端 稳压器，二者的输出电压误差为±

9、 0.5V，输出最大电流Iomax为100mA在工作环境温内和功耗范围内有过温和过流保护。1. LM7815引脚图、参数及典型应用电路(b) LM7815典型应用电路GiND外壳接地k Input输入2. GN'D接地(a) LM7815引脚图 图2423, Output 输岀P arameter 参数Symbol 符号Conditions 条件MC781I5LM7815单位墨小典型最大Output Voltage 输出电 压VOTJ *就14411515 6VS.OrriA < 10 < 1 .OA, PO <15W VI =17.5V to 30V14.25151

10、5.75Line Regulation 线性 调整率(Notel)ReglineTJ +25VVil =117 5V to30V11300mVVI =207 to 2GV-3150Load! Regulation 贯裁 调整率(Notell)RegloadTJ =+25CIO =5nnA to1 5A12300mVIO =250mA to750mA一4150Quiescent Current 静 态电流IQTJ =+25T528 0mAQuiescent CurrentChange静态电流变化AI：Q10 =5rnA to 11 .OA0.5mAV'l 117 5V to 30V一一1

11、 0LM7815 引脚图及典型应用电路 表1 LM7815参数Electrical Characteristics 电气特性MC7815)LM7ei5(掺照测试电踣 ec < TJ < 12宁C, 10 -500mA W =23V. CI=0 33jF, CO=0.1iF.除菲另有说明)2. LM7915 引脚图、参数及典型应用电路GND1. GNID接地2 LM79152. Input 输人3. Output 输出LM7915典型应用电路LM7915引脚图图243 LM7915弓I脚图及典型应用电路表2 LM7915参数Electrical Characteristics 电气特

12、性(LIM79'15)(VI = -23V, 10 = SOOmA Ot <TJ < +1i25t. Cl =2 2疔 CO hpF. unless otheRVise specified.Parameter#Symbol 符号Conditions 条件巖小.«型.覆大.单位Output Voltage 输出电压VOTJ=+25t-14.4-15-15 6V= -1l8VtO-3DV-114.25-15-115.75Line Regulation 线性调整 率(HotelAVOTJ+25rVI = -1l7.5VtD-30V12300mVVI = -20V to

13、-26 V-G1150Load Regulation 负载调 整率(Notel) (Notel)AVOTJ=+25°C IO5naAt0l 5A-12300mVTJ =+25r IO = 250rTiAlo750inA4150Quiescent Current 静态电 流IQTJ =+25"C-36mAQuiescent CurrentChange静态电流变化AIQIO = 5 mA to 1A-D.050.5mAVI = -18.5V to -30V-0.11第二早实验设计3.1实验设计电路图LJflTSLE3.2实验设计设备及器件(1)multisim模拟仿真电子实验软

14、件(2)变压器 输入交流电，幅度220V,频率50Hz(3)整流堆输入电压范围0V-25V(4)(5)(6)双通道示波器电容470uF电容两个，0.1F电容2个，0.33F电容两个,300欧姆电阻两个三端集成稳压器 LM7815, LM7915各一块连接导线若干3.3 仿真图3.3.2± 15v直流稳压电源仿真图课程设计心得体会为期一周的课程设计已经结束了，虽然期间有很多波折和失败，但最终还是圆满的完 成了课程设计要求，这一期间，我收获良多。我们组分到的题目是设计正负15V输出的直流稳压电源，老师为我们的题目进行详细 的要求。刚接到这个题目我心中一阵窃喜，直流稳压电源最后一节课我们粗

15、略讲过，对各 个知识点的记忆还很清晰，而且上课老师告诉我们两个很好用、现在用的很多也实用的集 成稳压器LM7815和LM7915这更是大大降低器件选择，参数计算和电路搭接的难度。首先我把课本上关于直流稳压源那一张的内容仔细浏览了一遍，理出了设计直流稳压电源四个主要部分的功能，器件参数要求和电路搭接。然后上网大致搜索了一下直流稳压 源的设计电路经过自己的努力和网上查找最终我画出了初步的电路图，开始在电脑上搭接 电路，真正的考验开始了。我以为这个是个很简单的电路，各个部分结构都很清晰，而且我非常自信的认为我的电 路很正确。可最终的结果在 mlutisim 上仿了好几次都是错的，最后通过请教了我们模电 老师一点一点地解决了问题原因在于我把变压器和整流桥给弄错了。经过修正和调试终于 将电路完整的、正确的准确无误的在示波器上将近似正负 15伏电压的波形输出。通过这次课程设计懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够 的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正提高自己的 实际动手能力和独立思考的能力，我体会最深刻的三点是：第一、要敢于去动手操作和实 践，从失败中总结经验，然后应用到下次的实践当中，不断地失败不断地重新开始，直至 成功。第二、不能盲目自信， 很多事不能想当然， 遇事都要进过谨慎周