直流稳压电源 毕业设计论文

河南城建学院本科毕业设计（论文）河南城建学院本科毕业设计（论文）1设计任务与要求PAGEPAGE2 1设计任务与要求1.1直流稳压电源的种类及选用直流稳定电源按习惯可分为化学电源，线性稳定电源和开关型稳定电源，它们又分别具有各种不同类型：（1）化学电源平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类，各有其优缺点。随着科学技术的发展，又产生了智能化电池；在充电电池材料方面，美国研制员发现锰的一种碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、放电时间，多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。（2）线性稳压电源 线性稳压电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区，靠调整管之间的电压降来稳定输出电压。由于调整管静态损耗大，需要安装一个很大的散热器给它散热。而且由于变压器工作在工频（50Hz)上,所以重量较大。线性稳压电源又分为串联型稳压电源和交流型稳压电源。该类电源优点是稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路输出连续可调的成品。缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。这类稳定电源又有很多种，从输出性质可分为稳压电源和稳流电源及集稳压、稳流于一身的稳压稳流（双稳）电源。从输出值来看可分为定点输出电源、波段开关调整式和电位器连续可调式几种。从输出指示上可分为指针指示型和数字显示式型等等。（3）开关型直流稳压电源与线性稳压电源不同的一类稳压电源就是开关型直流稳压电源，它的电路型式主要有单端反激式，单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹。功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态，开关电源也因此而得名。开关电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠；缺点相对于线性电源来说纹波较大。它的功率可自几瓦－几千瓦均有产品。1.2稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求（1）稳定性好当输入电压Usr（整流、滤波的输出电压）在规定范围内变动时，输出电压Usc的变化应该很小一般要求。由于输入电压变化而引起输出电压变化的程度，称为稳定度指标，常用稳压系数S来表示：S的大小，反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。在同样的输入电压变化条件下，S越小，输出电压的变化越小，电源的稳定度越高。通常S约为10-2~10-4。（2）输出电阻小负载变化时（从空载到满载），输出电压Usc，应基本保持不变。稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。输出电阻（又叫等效内阻）用rn表示，它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比。rn反映负载变动时，输出电压维持恒定的能力，rn越小，则频率变化时输出电压的变化也越小。性能优良的稳压电源，输出电阻可小到1欧，甚至0.01欧。（3）电压温度系数小当环境温度变化时，会引起输出电压的漂移。良好的稳压电源，应在环境温度变化时，有效地抑制输出电压的漂移，保持输出电压稳定，输出电压的漂移用温度系数KT来表示。（4）输出电压纹波小所谓纹波电压，是指输出电压中50Hz或100Hz的交流分量，通常用有效值或峰值表示。经过稳压作用，可以使整流滤波后的纹波电压大大降低，降低的倍数反比于稳压系数S。1.3串联型直流稳压电源的设计要求设计指标：输出直流电压，1—12V连续可调；最大输出电流：800mA；交流电电源电压220V；放大管具有恒流源负载；有过流保护电路；河南城建学院本科毕业设计（论文）河南城建学院本科毕业设计（论文）第2章电路原理分析与方案设计－PAGE1－河南城建学院本科毕业设计（论文）河南城建学院本科毕业设计（论文）2电路原理分析与方案设计PAGE62电路原理分析与方案设计2.1电路设计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成。如图2.1所示。电源变压器电源变压器整流电路滤波电路稳压电路输出电压图2.1稳压电源的组成框图符合上述要求的电源电路的设计方法有很多种，比较简单的有3种：晶体管串联式直流稳压电路。电路框图如图2.2所示的串联式直流稳压电路,由取样电路、基准电路、比较放大和调整电路等部分组成。其中R1、R2和RP组成取样电路，R1、R2和RP称为取样电阻；R3和V2组成基准电路，R3是Vz的限流电阻，Vz给V2发射极提供一个基准电压；V2为比较放大管，作用是将稳压电路输出电压的变化量先放大，然后再送到调整管基极；V1是调整管，起调整作用。稳压过程如下：当输出电压U0发生变化时，通过取样电路把U0的变化量取样加到放大管V2的基极。而由R3和Vz组成的基准电路为V2的发射极提供基准电压Uz。由V2和R4组成的放大电路把取样电压和基准电压进行比较放大后，输出调整信号送到调整V1的基极，控制V1进行调整，以维持U0基本不变。图2.2串联型稳压电路（2）采用三端集成稳压器电路。如图2.3所示，它采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器（CW317），输出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从1.0V起连续可调，因要求电路具有很强的带负载能力，该电路所用器件较少，成本低且组装方便、可靠性高。图2.3三端集成稳压器稳压电路用单片机制作的可调直流稳压电源。该电路采用可控硅作为第一级调压元件，用稳压电源芯片LM317，LM337作为第二级调压元件，通过AT89S51单片机控制继电器改变电阻网络的阻值，从而改变调压元件的外围参数，并加上软启动电路，获得1.0～12V，0.1V步长，驱动能力可达1A，同时可以显示电源电压值和输出电流值的大小。其硬件电路主要包括变压器、整流滤波电路、压差控制电路、稳压及输出电压控制电路、电压电流采样电路、掉电前重要数据存储电路、单片机、键盘显示等几部分，硬件部分原理图如图2.4所示。变压器变压器整流滤波稳压输出整流滤波稳压输出电压电流采样正端压差控制负端压差控制滤波取样电阻取样电阻单片机键盘显示数据存储输出电压控制LM317LM317软启动电路图2.4用单片机制作的直流稳压可调电源正、负端压差控制电路的作用是减少LM317和LM337输入端和输出端的压差以降低LM317和LM337的功耗。稳压电路由三端稳压芯片LM317及外围器件组成，输出电压控制电路采用继电器控制的电阻网络。电阻网络的每个电阻都需要精密匹配，电阻的精密程度直接影响输出电压的精度。电压电流采样电路由单片机控制实时对当前电压电流进行采样，以修正输出电压值。掉电前重要数据存储电路用以保存当前设置的电压值，可以方便用户在重新上电后不用设置，而且也不会因为电压值过高损坏用户设备。2.2方案论证与比较方案一：结构简单，可用常用分立元器件，容易实现，技术成熟，完全能够达到技术参数的要求，造价成本低，精确度不是太高；方案二：稳压部分需采用一块三端稳压器其他分立元器件，元器件先进，技术成熟，完全能达到题目要求，性能较方案一需优越一些，精确度高，但成本也相对较高；方案三：电源稳定性好、精度高，并且能够输出±12V范围内的可调直流电压，且其性能于传统的可调直流稳压电源，但是电路比较复杂，成本很高，使用于要求较高的场合。在实际中，如果对电路的要求不太高(这种情况较多)，多采用第二种设计方案。综合考虑，本设计适合采用方案二来实现。河南城建学院本科毕业设计（论文）河南城建学院本科毕业设计（论文）3单元电路分析与设计PAGE283单元电路分析与设计3.1基本方案介绍本设计电路分为降压电路、整流电路、滤波电路和稳压电路四大部分组成，下面分别对每个部分进行简单的介绍。降压电路：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来确定。整流电路：整流电路的主要作用是把经过变压器降压后的交流电通过整流变成单个方向的直流电。但是这种直流电的幅值变化很大。它主要是通过二极管的截止和导通来实现的。常见的整流电路主要有单相桥式整流电路、单相半波可控整流电路、全波整流电路、桥式整流电路、倍压整流电路。我们选取单相桥式整流电路实现设计中的整流功能。滤波电路：主要有电容滤波电路、电感滤波电路、复式滤波电路。在此设计中，采用电容滤波电路。这是由于电容在电路中也有储能的作用，并联的电容器在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑。由于本电路后级是稳压电路，因此可以使用电容滤波电路进行简单滤波。稳压电路：最简单的直流稳压电路是由稳压二极管和限流电阻组成的。由于设计中要求输出电压为四个电压，即可调型的，所以选择三端可调式集成稳压器。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。3.2单元电路分析3.2.1降压电路降压电路由电源变压器组成，常用的电源变压器按相数分：可分为单相电源变压器和三相电源变压器，单相用于单相负荷和三相电源变压器组，三相用于三相系统的升、降压。按冷却方式分为：干式电源变压器和油浸式电源变压器，干式是依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量电源变压器，油浸式是依靠油作为冷却介质。电源变压器的功能是功率传送，电压变换和绝缘隔离，作为一种主要的软磁电磁元件，在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。变压器电路原理图及其波形变换如图3.1所示，图3.1变压器及其波形变换电源变压器实物图如图3.2，变压器工作原理电路示意框图见图3.3。图3.2变压器实物图图3.3变压器原理图及变比仿真一：电源变压器的基本特性(1)要求：eq\o\ac(○,1)电源变压器：220：15，220V50Hzeq\o\ac(○,2)负载电阻：100欧，示波器(2)仿真电路：图3.4变压器仿真电路图图3.5变压器仿真电路波形图3.2.2整流电路整流电路主要是由整流二极管组成的。整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电流转换成单向脉动性直流电，这就是交流电整流的过程。其电路原理图及其波形变换如图3.6所示，整流部分的电路形式有半波整流、全波整流、桥式整流三种。图3.6整流电路原理图及波形图（1）半波整流电路1）电路图如图3.7所示，利用二极管的单向导电性，在负载R1上得到单向脉动电压Vo。2）电路特点：电路结构简单，输出电压波动较大、效率低。输出的直流电压为：（3-1）3）工作原理：U2为正半周：D1管导通，有输出电压；U2为负半周：D1管截止，无输出电压。图3.7半波整流电路图4）波形图图3.8半波整流波形图5）适用性由于单相半波整流电路简单易行，所用二极管数量少，但是由于它只利用了交流电压的半个周期，所以输出电压低，交流分量大（即脉动大），效率低。因此，这种电路仅适用于整流电流较小，对脉动要求不高的场合。所以，单相半波整流电路不适合用在这次的设计中。（2）全波整流电路1）电路图：如图3.9所示，二极管D1,D2分别在V2的正、负半周导通，在RL上得到如图所示电压波形。2）电路特点：是输出电压波动小，变压需中心抽头，绕制复杂，成本高，笨重。3）工作原理：在U2正半周：D1导通、D2管截止，负载中有电流流过；在U2负半周：D1截止、D2管导通，负载中有电流流过。图3.9全波整流电路4）波形图图3.10全波整流波形图5）适用性由于单向全波整流电路中只用2个晶闸管，比单相全控桥式整流电路少2个，相应地，晶闸管的门极驱动电路也少2个，但是在单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大电压是单相全控桥式整流电路的2倍。综上所述，单相全波电路适用于在低输出电压的场合应用。（3）桥式整流电路1）电路图：如图3.11所示，二极管D1、D2、D3、D4四只二极管接成电桥的形式，名称由此而来。图3.11桥式整流电路2）工作原理：如图3.12所示。在V2的正半周，D1、D3导通，D2、D4截止，通过D1、D3给RL提供电流，方向由上向下（图中虚线)；在V2的负半周，D2、D4导通，D1、D3截止，通过D2、D4给RL提供电流，方向仍然是由上向下（图中虚线）由此得到图示的整流波形。图3.12工作原理图3）波形图图3.13桥式整流波形图仿真二：桥式整流电路1、要求：整流桥（理想）1只。2、仿真电路：图3.14桥式整流电路仿真图图3.15桥式整流电路仿真波形图4）参数计算①输出的直流电压值为：（3-2）②流过负载平均电流：（3-3）③流过整流二极管的平均电流：（3-4）④整流二极管的最大反向电压：（3-5）⑤二极管的选择：（1）在单相桥式整流电路中，因为每只二极管只在变压器副边电压的半个周期通过电流，所以每只二极管的平均电流只有负载电阻上电流平均值的一半，即（3-6）（2）考虑到电网电压的波动范围为10%，实际选用的二极管时，应至少有10%的余量，选择最高反向工作电压为>（3-7）5）适用性单相桥式整流电路与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压作用下，对二极管的参数要求是一样的，它在变压器副边电压有效值相同的情况下，输出电压的平均值是半波整流电路的两倍，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此得到相当广泛的应用。综合考虑，本设计选择桥式整流电路较为合适。3.2.3滤波电路整流电路的输出电压虽然是单一方向的，但是含有较大的交流成分，不能适应大多数电子电路及设备的需要，因此，一般在整流后，还需要利用滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。滤波电路的作用是对整流电路输出的脉动直流进行平滑，使之成为含交变成份很小的直流电压。滤波电路实际上是一个低通滤波器，截止频率低于整流输出电压的基波频率，与用于信号处理的滤波电路相比，直流电源中滤波电路的显著特点是：均采用无源滤波电路，在理想情况下，滤去所有的交流成分，而只保留直流的成分，能够输出较大的电流，而且，因为整流管工作在非线性状态（即导通或截止），故而滤波特性的分析方法也是不尽相同的。常见的滤波电路电路形式有电容滤波、电感滤波、复式滤波电路。其中复式滤波电路包括L型滤波电路和型滤波电路。（1）电容滤波电路尽管整流后的电压为直流电压，但波动较大，仍然不能直接作为电源使用，还需进一步滤波，将其中的交流成份滤掉。滤波通常是采用电容或电感的能量存储作用来实现的常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波、L型滤波、型滤波等几种。在小功率整流滤波电路中，电容滤波是最常用的一种，其特点是结构简单，效果较好。1）电路组成： eq\o\ac(○,1)电容滤波电路如图3.16所示，波形如图3.17所示。图3.16电容滤波电路图3.17电容滤波波形图eq\o\ac(○,2)电容滤波的原理：电容是一个能储存电荷的元件。有了电荷，两极板之间就有电压UC=Q/C。在电容量不变时，要改变两端电压就必须改变两端电荷，而电荷改变的速度，取决于充放电时间常数。时间常数越大，电荷改变得越慢，则电压变化也越慢，即交流分量越小，也就“滤除”了交流分量。滤波电容容量较大，因而一般均采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正、负极。2）工作原理如图3.18所示。eq\o\ac(○,1)负载未接入时：设电容两端初始电压为零，接入交流电源后，当U2为正半周时，U2通过D1、D3向电容C充电；U2为负半周时，经D2、D4向电容C充电。充电时间常数为：C=RintC。其中Rint包括变压器副绕组的直流电阻和二极管的正向电阻。由于Rint一般很小，电容器很快就充电到交流电压U2的最大值U2，由于电容无放电回路，故输出电压（电容C两端的电压)保持在U2不变。eq\o\ac(○,2)接入负载RL时：设变压器副边电压U2从0开始上升时接入RL，由于电容已到U2，故刚接入负载时，U2＜UC，二极管在反向电压作用下而截止，电容C经RL放电，放电时间常数为：d=RLC。因d一般较大，故电容两端电压Uc(即Uo)按指数规律慢下降（图中a,b段）。eq\o\ac(○,3)当U2升至U2＞UC时，二极管D1、D3在正向电压作用下而导通，此时U2经D1、D3一方面向RL提供电流，一方面向C充电（接入RL后充电时间常数变为C=RL//RintC≈RintC）。VC将如图中b、c段所示。eq\o\ac(○,4)当V2又降至V2＜VC时，二极管又截止，电容C又向RL放电，如图中c、d段所示。电容如此周而复始充放电，就得到了一个如图所示的锯齿波电压Vo=VC，由此可见输出电压的波动大大减小。eq\o\ac(○,5)为了得到平滑的负载电压，一般取d=RLC≥(3—5)T/2(T为交流电周期20ms)此时：Vo=(1.1—1.2)V2。图3.18电容滤波电路工作原理图仿真三：电容滤波1、要求：电容1000µF1只2、仿真电路：图3.19电容滤波仿真电路图图3.20仿真波形图③电容滤波的特点1、RLC越大，电容放电速度越慢，负载电压中的纹波成份越小，负载平均电压越高。为了得到平滑的输出电压，一般取：RLC≧（3—5）T/2(T——交流电源电压周期)2、RL越小，输出电压越小。（1）当C一定时，RL→∞时，即空载：UL0=1.4U2（2）当C=0时，即无电容时：UL0=0.9U2 （3）一般情况下，ULO=（1.1——1.2)U23、电容滤波适用于负载电压较高、负载变化不大的场合。（2）电感滤波电路①电路图如图3.21所示：图3.21电感滤波电路图②电感滤波的原理：电感滤波是利用电感的储能来减小输出电压纹波的。当电感中电流增大时，自电感电动势的方向与原电流方向相反，自感电动势阻碍电位增加的同时，也将能量储存起来，使电流的变化减小；反之，当电感中电流减少时，自感电动势的作用阻碍电流的减少，同时释放能量，使电流变化减小。因此，电流的变化小，电压的纹波得到抑制。③电感滤波电路的几点说明：1、L越大、RL越小，输出电压纹波越小；2、忽略电感内阻，ULO=0.9U2（理论值）；3、电感滤波适用于低电压，大电流的场合。（3）L型滤波电路图3.22L型滤波电路图（4）π型滤波电路图3.23π型滤波电路图因整流部分选择了桥式整流电路，滤波部分选择电容滤波与桥式整流结合使用，即可达到设计要求。3.2.4稳压部分（1）利用稳压二极管稳压稳压管稳压原理：利用稳压管在反向击穿时电流可在较大范围内变动但击穿电压却基本不变的特点而实现的。（2）三端集成稳压器稳压1）集成稳压器的特点：随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器。2）集成稳压器是将调整电路、取样电路、基准电路、启动电路及保护电路集成在一块硅片上构成的芯片。它完整的功能体系、健全的保护电路、安全可靠的工作性能，给稳压电源的制作带来了极大的方便。集成电路稳压器的型号很多，按单片的引出端子分类，有三端固定式、三端可调式、和多端可调式等。eq\o\ac(○,1)三端固定式集成稳压器A、三端固定式集成稳压器外形及管脚排列三端固定式集成电路稳压器的外形和管脚排如图3.24所示。图3.24三端固定式集成稳压器外形及管脚排列B、三端固定式稳压器的型号组成及其意义三端固定式集成稳压器的型号组成及其意义如图3.25所示。国产三端固定式集成稳压器有CW78XX系列（正电压输出）和CW79XX系列（负电压输出），其输出电压有5V、6V、8V、9V、12V、15V、18V、24V，最大输出电流有0.1A、0.5A、1A、1.5A、2.0A等。图3.25三端固定式集成稳压器型号组成及意义C、三端固定式集成稳压器的应用a、固定输出稳压器在实际上工作中，可根据不同的需要，可选取符合要求的CW78XX、CW79XX系列产品。电路组成如图3.26所示。图中C1可以防止由于输入引线较长时产生的电感而引起的自激。C2用来减小由于负载电流瞬时变化而引起的高频干扰。C3是容量较大的电解电容，主要用来进一步减小输出脉动和低频干扰。图3.26三端集成稳压器的典型接法b、扩压、扩流和可调电路如果需要输出电压高于三端稳压器输出电压时，可采用图3.27所示电路。图3.27提高输出电压接线图输出电压为：（3-8）通过调整R2可得所需电压,但它的可调范围小。当负载电流大于三端稳压器输出电流时，可采用图3.28所示电路。图3.28提高输出电流接线图（3-9）由于；且很小，可忽略不计，所以（其中）（3-10）式中R为V提供偏置电压，UBE由三极管决定，锗管为0.3V，硅管为0.7V。要得到可调的输出电压，可采用所示的电路图3.28。其输出电压表达式如式（1）所示。c、具有正、负电压输出的稳压电源图3.29具有正、负电压输出的稳压电源电路图由图可知，电源变压器带有中心抽头并接地，输出端得到大小相等、极性相反的电压。eq\o\ac(○,2).三端可调式集成稳压器三端可调式集成稳压器，按输出电压分为正电压输出CW317（CW117、CW217）和负电压输出CW337（CW137、CW237）两大类。按输出电流大小，每个系列又分为L型和M型等。三端可调集成稳压器克服了固定三端稳压器输出电压不可调的缺点，继承了三端固定式集成稳压器的诸多优点。三端可调集成稳压器CW317和CW337是一种悬浮式串联调整稳压器，它们的外形如图3.30所示。图3.30CW317和CW337外形典型应用电路如图3.31所示。图3.31CW317和CW337典型应用电路为了使电路正常工作，一般输出电流不小于5mA。输入电压范围在2～40V之间，输出电压可在1.25～37V之间调整。负载电流可达1.5A，由于调整端的输出电流非常小（50μA）且恒定，故可将其忽略，那么输出电压可用下式表示：（3-11）式中，1.25V是集成稳压器输出端与调整端之间的固定参考电压UREF；R1取值120～240Ω（此值保证稳压器在空载时也能正常工作），调节RP可改变输出电压的大小（RP取值视RL和输出电压的大小而确定）。综合比较而言稳压电路部分选择具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉，稳压内部含有过流、过热保护电路等优点三端集成稳压（CW317）电路。3.3元件电路参数计算（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，常见的主要有CW317、CW337、LM317、LM337。317系列稳压器输出连续可调的正电压，337系列稳压器输出连续可调的负电压。可调范围为1.2V—37V，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。选集成稳压器，确定电路形式选可调式三端稳压器CW317，其特性参数V0=1.2V—37V，最大输出电流Iomax=1.5A，最小输入、输出压差(V1-V0)min=3V，最大输入、输出压差(Vi-V0)max=40V。组成的稳压电源电路如图3.32所示。图3.32稳压电路图（2）选电源变压器电源变压器的效率为：（3-12）其中：是变压器副边的功率，是变压器原边的功率。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0.60.70.80.85因此，当算出了副边功率后，就可以根据上表算出原边功率。由于CM317的输入电压与输出电压差的最小值，输入电压与输出电压差的最大值，故CM317的输入电压范围为：即，取变压器副边电流：，取，则变压器复变输出功率由于变压器的效率，所以变压器原边输入功率，为留有余地，选用功率为20W的变压器。选整流二极管及滤波电容eq\o\ac(○,1)根据整流二极管耐压公式，可得，。IN4001的反向击穿电压，额定工作电流，故整流二极管选用IN4001。eq\o\ac(○,2)滤波电容.根据，和公式，可求得：所以，滤波电容：为了留有余地，故滤波电容C的容量为4700。（4）保护管VD1,VD2集成稳压器如果离滤波电容C1较远,应在靠近317输入端接100纳法旁路电容C3。接在调整端和地之间的电容C4用来旁路电位器两端的纹波电压。当C4容量为10微法时，纹波抑制比可提高20DB，减小到原来的十分之一。另一方面，由于C4的接入，一旦输入或输出端发生短路，C4中储存的电荷会通过稳压器内部的调整管和基准放大管而损坏稳压器。故在R4两端并接二极管VD1。在没有容性负载的情况下，稳压器可以稳定地工作，但当输出端有500-5000PF的容性负载时，容易发生自激。为抑制自激，在输出端接一只1微法的钽电容或25微法的铝电解电容C5，它还可以发送电源的瞬态响应。但当输入端发生短路时，C5中储存的电荷将对稳压器输出端放电，放电电流可能损坏稳压器。故在稳压器两端并接保护二极管VD2。VD1和VD2都选用IN4001额定电流1A，最大反向电压100V。河南城建学院本科毕业设计（论文）河南城建学院本科毕业设计（论文）4总原理仿真图、波形及元器件清单PAGE29河南城建学院本科毕业设计（论文）河南城建学院本科毕业设计（论文）4总原理仿真图、波形及元器件清单PAGE324总原理仿真图、波形及元器件清单4.1总电路仿真图：图4.1直流稳压电源仿真图图4.2输出电压幅值图可调电阻取最小时，=1.861V图4.3输出电压幅值图可调电阻取最大时，=12.009V4.2波形图图4.4直流电压输出波形图4.3元器件清单：编号名称型号数量R1电阻1KΩ1R5可调电阻10KΩ1C1电解电容4.7mF/50V1C2电解电容4.7mF1C3电解电容100nF/50v1C4电解电容10uF/50V1C5电解电容1μF1VD1、VD2整流二极管IN40012D1整流全桥MAD25011U2可调三端稳压LW1171V1电源变压器TDA20261河南城建学院本科毕业设计（论文）河南城建学院本科毕业设计（论文）5安装与调试河南城建学院本科毕业设计（论文）河南城建学院本科毕业设计（论文）5安装与调试PAGE295安装与调试安装时，先安装比较小的元件，所以先安装整流电路，再安装稳压电路，最后再装上电容滤波电路。安装时要注意，二极管和电解电容的极性不要接反。经检查无误后，才将电源变压器与整流、滤波电路连接。通电后，调节R5的阻值，若输出电压满足设计指标，说明稳压电源中各级电路都能正常工作，此时就可以进行各项指标的测试，因在multisim中没有CM317元件，故用同一系列的LM117代替。（1）根据图5-1所示电路绘制出装配电路图，标清楚各元件的位置。图5-1可调输出三端集成稳压器应用电路（2）根据图5-1所示电路列出元件清单，备好元件，检查各元件的是否适用。（3）正确识读LW117的引脚，根据装配图完成可调输出的三端集成稳压器组成的稳压电源安装。（4）接线时要对各个功能模块电路进行单个测试，需要设计一些临时电路用于调试。（5）测试电路时，必须要保证接线正确。（6）按照原理图接线时必须要保证可靠接地。（7）调节电位器R5，测量输出电压的变化范围是否在1.0V～12V之间。河南城建学院本科毕业设计（论文）河南城建学院本科毕业设计（论文）6性能测试与分析PAGE346性能测试与分析6.1测试要求（1）测试并记录电路中各环节的输出波形。（2）测量稳压电源输出电压的调整范围及最大输出电流。（3）测量输出电阻Ro。（4）测量稳压系数。用改变输入交流电压的方法，模拟U1的变化，测出对应的输出直流电压的变化，则可算出稳压系数S。（注意：用调压器使220V交流改变±10％，即ΔUi=41V）（5）用毫伏表可测量输出直流电压中的交流纹波电压大小，并用示波器观察、记录其波形。（6）分析测量结果，并讨论提出改进意见。6.2此电路的误差分析综合分析可以知道在测试电路的过程中可能带来的误差因素有:（1）测得输出电流时接触点之间的微小电阻造成的误差。（2）电流表内阻串入回路造成的误差。（3）测得纹波电压时示波器造成的误差。（4）示波器,万用表本身的准确度而造成的系统误差。6.3改进方法（1）减小接触点的微小电阻。（2）根据电流表的内阻对测量结果可以进行修正。（3）测得纹波时示波器采用手动同步。（4）采用更高精确度的仪器去检测。河南城建学院本科毕业设计（论文）河南城建学院本科毕业设计（论文）结论PAGE34河南城建学院本科毕业设计（论文）河南城建学院本科毕业设计（论文）结论PAGE35结论经过自己独立自主的设计电路，自己翻阅查找各种资料，我不仅学到了关于集成流稳压电源有关的知识，更加了解了三端稳压器，而且增强了自己运用学习工具Multisim的能力和实践动手能力，使自己对模拟电路充满了兴趣，增加了我对模拟电路学习的热情。在自学过程中有很多不懂的问题，通过与任课老师的沟通和向同学们的虚心请教，终于完成了课程设计的要求的电路图部分和仿真部分。在设计的时间上由于与复习考试的时间有些冲突，在设计的时候有些地方很可能还不够完善，但是我非常高兴学校可以给我们同学们这次自己设计报告的机会，这个看似简单的设计报告却真的花了我们不少的时间和心血。刚开始抱怨的同学们看着自己花了很大代价做出来的报告都十分激动，成功的喜悦掩盖了奋斗的汗水。通过自己预先设计的电路，然后再参考一些书籍上的电路并经过修改和创造，设计成了最终符合要求的电路原理图，并进一步了解和学习了整个电路的各个部分的具体工作原理，达到了理想的要求。最后我用Multisim软件对电路图进行了部分仿真。经过对前面部分电路的仿真我掌握了仿真的具体方法。总的来说我对仿真的结果还是比较满意。这次的设计实验我不仅进一步学习了稳压电路的原理和设计，以及对电路的更深一步的了解，特别是掌握了仿真的方法，学会了仿真软件的应用，获益匪浅。经过这次的课程设计我收获了很多，也学习到了很多有关专业方面的知识！在这次的实验设计过程中，我初步掌握了直流稳压电源的调试方法，学会了直流稳压电源电路的安装及使用，同时也熟悉了电子技术设计的一些基本方法和技巧，收获颇大。希望以后能将自己设计的直流稳压电源运用到实际应用中去。在刚接到该次设计任务时，心里还没有一点准备，不知如何下手。不过这个巨大的挑战激起了我钻研的决心，我将《模拟电子技术》这本书里关于各个集成放大器和稳压电源的知识一一回顾了一遍，大概拟订了该次设计任务的草案。各项原理及单元电路的作用。了解了稳压直流电源的组成部分和各部分的具体的作用，并且通过专研和实际的调试，测试，掌握了各级输出级的电压值以及各电压的输出波形的具体测量方法和误差分析。学会了电路各部分元件参数的计算和确定，以及通过对实验参数指标的要求和各部分电路各个元件之间的关系来准确的确定具体的电路和元件的实际参数。通过对电路的理论分析从而在一定程度上大致分析所得的试验结果进行分析和确定正确与否，也通过实际的操作和对各元件的实际参数与理论值之间的差别了解了各影响因素对电路和试验结果的影响。以及采取怎样的措施来有效的减小以致消除外界不稳定因素对试验参数的影响，从而使测量的结果尽量准确，尽量与理论值之间的差别缩小到最小。虽然在这次的实验设计和参数的确定以及试验结果的测试的过程当中也遇到了一些困难和迷惑，但是通过查阅相关的资料和书籍，并且跟同学互相探讨和研究，基本上解决了所遇到的问题。但是由于对专业知识具备的不足，所以在设计好的电路中难免会存在一定的差错，而且由于对很多电子器件的实际性能和型号的不了解会在选择器件的时候选不到最好的器件使电路工作在最佳状态，所以试验结果可能与理论值相差较大，但是经过我的调试尽量使实验结果与理论值间的差别减小到最小，从而达到了试验的基本要求。综上所述，在本次的毕业设计中，遇到了一些困难，使自己一度想放弃，但是，经过自己的刻苦查阅，我克服了以上的困难，也学习到了很多与专业相关的知识，虽然自己的专业知识仍然有所欠缺，设计的电路图可能会有一些不确切的地方，但是通过这次设计我新学道了很多，我觉得很值得。因为这是第一次单独设计，难免会出现错误和不足，但在整体上我还是比较满意的，因为这是我自己的劳动成果。河南城建学院本科毕业设计（论文）河南城建学院本科毕业设计（论文）参考文献－PAGE2－河南城建学院本科毕业设计（论文）河南城建学院本科毕业设计（论文）致谢PAGE34河南城建学院本科毕业设计（论文）河南城建学院本科毕业设计（论文）致谢PAGE37致谢经过