串联型连续可调直流稳压正电源电路分析与设计说明书

/串联型连续可调直流稳压正电源电路分析与设计设计人：王章雄〔10043125合作人：周益〔100431122012年4月4日目录一、前言摘要……………二、设计任务……………三、实验原理……………四、系统组成……………五、设计思路……………六、设计调试……………七、调试中遇到的问题…八、解决方案……………九、设计结论……………十、心得体会……………前言摘要随着生活的各式各样,我们生活所需要的产品的品种也越来越多,其中绝大多数产品为电子产品,不同的产品工作时所需要的电源电压也不同,因而对电源的性能和参数要求也不同。目前,各种直流电源产品充斥着市场,电源技术已经比较成熟。然而,基于成本的考虑,对于电源性能要求不是很高的场合,可采用带有过流保护的集成稳压电路,同样能满足产品的要求。本次设计的题目为串联型连续可调直流稳压负电源：先是家用电源经过变压器得到一个大约十五伏的电压U1,然后U1经过一个桥堆进行整流,再采用可调阻值的滑动变阻器进行分压,在桥堆的输出端加一电容C进行滤波,滤波后再通过LM317〔具体参数参照手册输出一个负电压,在LM317的输出端加一个电阻R1,调整端加一个固定电阻R2和R3,这样输出的电压就可以在某一范围内可调。因为电源的设计中要求输出电流可以扩展,在LM317的输出端加一个晶体管。经过一系列的分析、准备、设计、焊接、调试…除了在布局与焊接美观方面之外,设计的电路基本符合设计要求。设计任务和要求输出直流电压1.5—10可调；输出电流Iom=300mA;<有电流扩展功能>稳压系数Sr≤0.05；具有过流保护功能。实验原理基本方案介绍本电路包括四部分：变压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路。变压电路：本电路使用的降压电路是单向交流变压电路,家用交流电源先经过变压器得到一个副边电压U1,然后U1经过桥式整流和滤波电路得到UI,UI再经过一个来自比较的放大电路进行限流保护电路,把U2通过限流保护电路和一个基准电压电路及取样电路来输出一个稳压电压整流电路中利用二极管的单向导电性将电源变压器副边交流电压变换成脉动的直流电压,整流电路有半波整流电路和全波整流电路之分。滤波电路将整流电路输出的单向脉动电压中的交流成分滤掉,输出表较平滑的直流电压UI。采样电路由电阻R3、R4组成,R3变化反应输出电压U0的变化量,并将这种变化输入到放大电路的反相输入端。放大电路的同相输入端接稳压管的稳定电压Uz,提供基准电压,基本不变。取样电压U2与Uz比较放大,放大电路的输出电压与U2反相。当UI升高或Io减小二导致输出电压Uo升高,则U2升高,从而使放大电路的输出电位〔即调整管的基极电位降低；输出电压Uo必将随之减小,而调整管的管压降必将随之增大,使Uo必将随之减小,而调整管的管压降必将随之增大,使Uo保持基本不变。系统组成本实验的主器件有LM317一个,桥堆一个,电阻五个〔其中滑动变阻器阻值1K欧姆,固定阻值电阻240欧姆,3欧姆,5100欧姆,33欧姆,电容两个〔10pF和10pF,晶体管2N1711一个,变压线圈一个〔匝数比为10:1导线若干。设计思路可调式稳压三端稳压器的选取：因为本设计要求输出稳压负电源,并且在一定范围内可调,根据设计的要求,LM317符合这一设计,对于LM317来说,输出电压U0随输出端与调整端之间的总电阻R4与调整端与地的总电阻R3的改变而改变,设输出端的电势为U〔相对地,在一定范围内,调整端的电势U0满足U1=[<R3／R4>+1]由于U0几乎不变,〔不同的规格其值略有不同。根据设计的要求：可选取R3为5.1K欧,R4为240欧一个可调电位器R1为1k来达到设计要求,还有其他一些设计细节在实物电路图中有添入〔比如滤波、限流保护。调试中遇到的问题及解决方案在焊好电路后,先在输入端接入可调直流稳压电源检查桥堆是否焊好,结果发现接入15v直流电源时,用万用表测输出电压发现为0v。立刻断开电源,检查桥堆中二极管阴极阳极是否接对〔将万用表调到蜂鸣检查没有发现问题。接着检查电路连线及焊点是否焊好,发现线路连线出了问题,电容被短路,三极管管脚接错。将怀疑被烧坏的电容及稳压器换掉,将三极管重新接过。再次接到直流电源,用万用测输出电压,发现当直流电压为12v左右时,输出电压达到1.5-10v。满足设计要求。设计结论本实验通过LM317的特性,在对LM317输出于调整端的电压与调整端与地之间电阻进行适当的选取后能设计出相应的设计。在误差允许范围内,本设计符合设计符合设计要求,即设计的要求。心得体会本实验核心是采用三端稳压器,虽然从理论上也可以用多个三极管等效代替,但从仿真效果来看,后者显然存在明显的不足,其主要体现在不能方便的得出预期的效果,也就是不能真正的设计出来。后来采用三端稳压器替代,果然得到了所需要的数据结果。其过程主要是根据教科书所提供的电路原型与资料所进行的对比有机的结合起来,过程充满了不可预知性,但终于也把仿真实际的做了出来。接着根据仿真的实验器材进行实际的焊接电路,但有许多器材校方并没有提供,只有自己到电子市场去寻购,〔从这个方面,倒也有一种工作人员的刺激,此是题外话,只为笑谈。把所有必需的电子器材寻购完毕后才真正的进入根据仿真图进行实际的电路焊接,这个过程主要是由我的另一位组员完成,我也算是在这方面小小的偷了下懒！所以真正的焊接体会也就不是很多。唯一有的就是焊接速度与美观方面必然自己有严重的不足。焊接完毕后下一步自然是检测调试,虽然开始第一次检测并没有成功,也查出来是变压器器件的问题,接着就是进行换实验器材,也就是变压器,终于能够在小方面达到实验目标,但具体不足还是与实验实际要求有着一定的差距,例如：并不能真正的达到电压可调在要求范围之中。所幸,最终完成了设计性的课程实验。本次课设对已经学过的模电通过实际操作有了更为