双路输出直流稳压电源

模拟电子技术课程设计任务书（14）系（部）：电子与通信工程系 专业：电子信息工程 指导教师:课题名称双路输出直流稳压电源设计内容及要求1、 设计一个双路输出的集成稳压电源，其中一路为固定输出5V、1A；另一路为可调输出9〜15V、1A；2、 输出纹波电压小于5mV,稳压系数小于0.5%，输出内阻小于0.15Q设计工作量1、 系统整体设计；2、 系统设计及仿真；3、 在Multisim或同类型电路设计软件中进行仿真并进行演示；4、 提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、仿真分析、调试过程，参考文献、设计总结等。进度安排起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注第一天课题介绍，答疑，收集材料第二天设计方案论证第三天进行具体设计第四天进行具体设计第五天编写设计说明书指导老师意见年月日教研室意见年月日目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"引言 3\o"CurrentDocument"系统方案的设计 3\o"CurrentDocument"设计要求及目的 3\o"CurrentDocument"实验器材 3\o"CurrentDocument"电路的工作原理 3\o"CurrentDocument"电源变压电路 4\o"CurrentDocument"整流滤波电路 4\o"CurrentDocument"稳压电路 6\o"CurrentDocument"稳压电源的性能指标及测试方法 7\o"CurrentDocument"最大输出电流 7\o"CurrentDocument"输出电压 7\o"CurrentDocument"纹波电压 7\o"CurrentDocument"稳压系数 8\o"CurrentDocument"运行结果图示分析 8六.参考文献 13主编：谢自美.电子线路设计第三版.华中科技大学出版社 13主编：康华光.电子技术基础模拟部分（第五版）.高等教育出版社 13引言稳压电源能为负载提供稳定交流电源或直流电源的电子装置。包括交流稳压电源和直流稳压电源两大类。直流稳压电源又称直流稳压器。它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，稳压器的直接输出电压都能保持稳定。稳压器的参数有电压稳定度、纹波系数和响应速度等系统方案的设计设计要求及目的设计一个双路输出的集成稳压电源，其中一路为固定输出5V、1A；另一路为可调输出9〜15V、1A；输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于0.5%，输出内阻小于0.15Q实验器材器件名称型号数量电源220v，50Hz1变压器10:11桥式整流器3N2471电容4700uF2电容0.1uF2电容10uF1电阻250欧姆1电阻1500欧姆1变阻器1.2K欧姆1稳压器LM317,LM7805各1万用表1导线若干电路的工作原理直流稳压电源组成：单向交流电流经电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路，转换成了正稳定的直流电压。因此，本次课程设计中，电源电路主要由降压部分，整流部分，滤波部分和稳压部分组成。

电源变压器的作用是将220V电源的交流电压转换成电路所需要的电压，称为降压部分，经过降压的交流电通过整流电路被转换成脉动的直流电压。在经过滤波电路后，脉动直流电压被滤除波纹，变成波纹小的直流电压。稳压电路的作用就是将不稳定的直流电压转换成稳定的直流电压Uo.本次为双端输出直流稳压电源，故可在滤波部分引出两条线路，一条为9~15v可调直流稳压输出，另一条输出为+5v。电路原理图* 01caU1LM31?M1M4USD22MOi2oaa* 01caU1LM31?M1M4USD22MOi2oaaU2LMTaOBKCI,ini； ™31 C61叩士图1电源变压电路电源变压器的作用是将电源220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压，故在此选用10:1的电源变压器，将电压降为22v的低压交流电。整流滤波电路整流电路的工作原理如下：e2为正半周时，对D1、D3和方向电压，Dl，D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。电路中构成e2、Dl、Rfz、D3通电回路，在Rfz，上形成上正下负的半波整洗电压，e2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截

止。电路中构成e2、D2Rfz、D4通电回路，同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。图2整流二极管D1〜D4组成单相桥式整流电路，将交流电压2.V变成脉动的直流电压，再经滤波电容C滤除纹波，输出直流电压Vi。Vi与交流电压V2的有效值V2的关系为：Vi=(1.1〜1.2)V2每只整流二极管承受的最大反向电压：Vrm=1.414V2滤波部分主要由几个电容并联组成，本次实验采用了2个4700uF的大电容和0.1uF的小电容，大电容的作用是过滤低频的交流电，小电容是为了过滤高频的交流电，经过滤波部分后的交流电信号如图：V1V1图4稳压电路稳压电路的作用为稳定电压，根据实验要求双端输出直流电压，一端为可调9v到15v的可调直流电压，另一端输出为稳定的+5v电压。因此，我将稳压部分为两个部分，如图1所示第一部分为可调直流电压，而可调稳压器有LM317和LM337两种，LM317输出为正电压，而LM337输出为负电压，故本次设计选用LM317为负电压，故本次设计选用LM317作为第一部分的稳压器。电路连接如图所示:图5图5中，稳压器LM317输出端连接一250欧姆的电阻R4，再串联一个电阻R5和一个1200欧姆的变阻器。左边并上一个10uF的电容目的是形成滤波电路，减小输出的波纹电压，由于要求为9到15v

可调，又有输出电压可调，又有输出电压V0=1.25（1+R总/R4）R4为250欧姆，R总为R5与变阻器阻值之和。由此可计算出R5选用1530欧姆的电阻，可变电阻最大阻值为1200欧姆，当可变电阻最大时，输出为9v，当可变电阻为0时，输出为最大15v，由此实现了输出电压的可调性。第二部分为输出稳定+5v电压，此处选用型号LM7805的稳压器。电路连接较之第一部分更为简单，第二部分可从第一部分输入端连出，第二部分电路如图6所示 U2 LIA7805KCLIME-•LIME-•VREGCOHR25flCOHR25flC7:：1：0pE±::::±。・1代::图中并联上两个电容以稳定波纹电压，电容分别选用了10uF和0.1uF，并上一个5欧姆的负载，Uo=+5V。稳压电源的性能指标及测试方法最大输出电流稳压电源正常工作时能输出的最大电流，用lomax表示，一般情况下，Io<Iomax。稳压电路内部应有保护电路，以防止Io>Iomax时损坏稳压器。输出电压稳压电源的输出电压，用V。表示。输出端接负载R，输入端接220V的交流电，数字电压表的测量值为Vo；使日逐渐减小，知道Vo的只下降5%，此时流经负载R的电流几位Iomax。纹波电压叠加在输出电压Vo上的交流分量，一般为mV级的。可将其放大后，用示波器观测其峰-峰Vopp;也可以用交流电压表测量其有效值Vo，由于纹波电压不是正弦波，所以用有效值测量存在一定误差。稳压系数在负载电流Io、环境温度T不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化，即稳压系数Vo/VoS= Io=常数Vi/Vi『常数测试过程：先调节自耦变压器使输入电压增加10%，即Vi=242V，测量此时对应的输出电压Vol；在调节自耦变压器使输入电压减少10%,即Vi=198V，测量这时的输出电压Vo2再测Vi=220V时对应的输出电压Vo,则稳压系数220 Vo1-Vo2S= 242-198 Vo运行结果图示分析1.220V电压经过变压器后降压，其电压波形如图7Oscflloseepe-XSCI2,电压经过桥式整流器后，未滤波时的电压波形如图8：OsciIloscope-XSC1图83.经过滤波电路后的电压波形如图9所示，O-^erilo&ctJpe-XSC"1□1.333-msB51,3*9-3-me0.000STime*□1.333-msB51,3*9-3-me0.000STime*Channe-I_A

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图11分析纹波就是一个直流电压中的交流成分。直流电压本来应该是一个固定的值，但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得来的，由于滤波不彻底，就会有剩余的交流成分，即使采用电池供电也会因负载的波动而产生波纹。事实上，即便是最好的基准电压源器件，其输出电压也是有波纹的。纹波的害处：1、 容易在用设备中产生不期望的谐波，而谐波会产生较多的危害;2、 降低了电源的效率；3、 较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生，导致烧毁用电设备;4、 会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作；5、 会带来噪音干扰，使图像设备、音响设备不能正常工作。结束语经过了几天的努力终于完成了本次的课程设计，由于是第一次作课程设计，如果没有老师的指导和查阅了大量相关资料，根本无法完成这次的课程设计，在此，我想向各位老师表示感谢。通过这学期的课程设计，我受益匪浅，认识到了自己的许多不足和缺点。