直流稳压电源设计报0

模拟电路课程设计报告（温馨提示：实验报告内容部分数据需要修改自己仔细查看修改，下面指出不全可能没看到处没指出到）。。。。。。。设计课题：专业班级:学生姓名:指导教师:设计时间:实训目的 设计任务与要求 2・1•需用仪器、仪表 方案选择与论证3.1课题分析3.2稳压电路方案选择3.3分立元件串联型稳压电路3.4集成稳压块稳压电路单元电路设计与参数计算4.1桥式整流电路4.2滤波电路4.3稳压电路5•总原理图及元器件清单5.1总原理图（含元件标号与型号）5.2元件清单6.安装与调试6.1仪器、材料的准备6.2单元电路安装与检测6.2.1变压器的检测安装6.2.2整流电路的安装与检测6.2.3滤波电路的安装与检测6.2.4稳压电路的安装与检测7•性能测试与分析7.1主要技术指标的测试8•器件清单结论与心得参考文献直流稳压电源设计报1实训目的研究单相桥式整流、电容滤波电路的原理、特性和设计方法；掌握串联稳压电路的原理、特性和设计方法掌握电子元器件选择、参数计算方法； 2•设计要求(温馨提示：下面相关数据需要修改)设计并制作一个带过流保护的串联式稳压电源。主要技术指标为：输入交流电压U=220V,f=50Hz.；输出直流电压Uo=9~12V；额定输出电流I°m=0.5A；稳压系数Sr<0.1；电源内阻rO<0.5Q；纹波电压v10mV；具有工作指示。2.1需用仪器、仪表: 3•方案选择与论证3.1课题分析根据设计指标要求，该稳压电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和指示电路等组成。原理方框如下图3-1所示。电网电源整流电_滤波稳压负电压变压器路 '电路电路载图3-1直流稳压电源的结构方框图变压器：变压器的功能是将220V的交流电变换成整流电路所需要的低压交流电。整流电路：整流电路是利用二极管的单向导电特性，将变压器的次级电压变换成单向脉动直流。滤波电路：滤波电路的作用是平波，将脉动直流变换成比较平滑的直流。稳压电路：滤波电路的输出电压还是有一定的波动，对要求较高的电子设备,还要稳压电路，通过稳压电路的输出电压几乎就是恒定电压。3.2稳压电路方案选择串联型稳压电源有两种方案可供选择：分立元件串联调整稳压电路和集成稳压块稳压电路。3.3分立元件串联型稳压电路典型的串联型稳压电路见下图3-2所示。是由调整环节，比较放大环节，基准环节和取样环节所组成的电压负反馈闭环系统。它将输出电压U0的变化取回一取样环节：由Rl、R2和Rp组成的分压电路。部分UF它将输出电压U0的变化取回一图3-2分立元件稳压电路基准环节：由限流电阻R3和稳压管DZ组成，为比较放大器T2的发射极提供一个稳定的基准电压uz。图3-2分立元件稳压电路比较放大环节：由T2、R4组成，R4为T2的集电极负载电阻。比较放大器对取样电压uf和基准电压UZ的差值进行放大，去控制T1的基极。调整环节：由基极偏置电阻14及调整管组成。实际它是一个射极输出器调整管T1起电压调节作用,其C，E极间的管压降UCE1受比较放大器误差电压的控制，由于起电压调节作用的调整管T1与负载是串联的，故称为串联型稳压电路。3.4集成稳压块稳压电路集成稳压器多采用串联型稳压电路，组成框图如图3-3所示。除基本稳压电路外，常接有各种保护电路，当集成稳压器过载时，使其免于损坏。4•单元电路的设计4.1桥式整流电路整流电路的结构原理整流电路的功能是把交流电变换成直流电，它的基本原理是利用了晶体二极管的单向导电特性。桥式整流电路及信号的输入、输出波形如下图4-1所示。输出直流电压为：2U2U■om■im二0.9U2U2U■om■im二0.9UIoU1IoU1图4-1桥式整流电路及输出波形主要元件选取与参娄计算桥式整流电路主要参数计算公式：变压器选取(温馨提示：下面相关数据需要修改)根据设计指标，稳压电源的最高输出电压为12V，贝U滤波电路最小输出电压为15V。而Uo=1.2U2则U2的最小值为12.5V。又额定输出电流为300mA，则变压器的输出功率为3.75W。考虑到电源电压的允许变化范围为±10%，为了在最低电压时U2=12.5V，并留有一定的电压和功率余量，变压器可取220V/15V/5W。整流二极的选取在滤波电路中，二极管中的最大整流平均电流IF通常选择大于负载电流的2〜3倍。T=3x300mA=900mA，二极管的最高反压U=1.414x15V=21.21V。考虑到留F BR有一定的余量，可选电流为1.5A，耐压为50V的整流二极管，如IN4007等。4.2滤波电路滤波电路的形式虽然整流电路的输出电压包含一定的直流成分，但脉动较大，须经过滤波才能得到较平滑的直流电压。常用滤波器有C型、兀型、厂型。本任务只研究C型与(RC)兀型滤波器。图4-2为桥式整流C型滤波电路及其输出电压的波形。

图4-2桥式整流C型滤波电路及其输出电压的波形滤波电路的输出电压与滤波电容有关，一般取：UO=(0.9〜1.4)Ui滤波电容的选取(温馨提示：下面相关数据需要修改) 1为了获得较好的滤波效果，应使滤波电容满足RlC=(3〜5)T/2的条件。此时Uo=1.2U2。由于滤波电路的最小输出电压为15V，负载额定电流为300mA，所以Rl=15/0.3A=50Q。取C1=4xT/2Rt=(4x0.02s)/(2x50Q)=800uF,取标称值C=1000uF。1 L4.3稳压电路电路形式通过滤波电路输出的直流电压比较平滑，但还是会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供点要求比较高的场合，还需要使用稳压电路，保证输出直流电压更加稳定。本设计采用输出电压可调的317系列。由LM317构成的直流稳压电源原理如下图4-3所示。其输出电压为： UO=VreF1+容)，其中：VRef=1.2V1采样电路图3-3三端集成稳压器电路框图由于集成稳压电路性能优越，安装调试方便，应用广泛，满足本设计指标要求,故本设计采用可调集成稳压电路LM317。（要改为真确的5.1总原理图TR1R1占V 占L220-240VACOUTCLF;EFC；TR1R1占V 占L220-240VACOUTCLF;EFC；IN・7CMP.Z1LM723ID1ZQ10-30V/2A可调电源http://hi.baidu.com/diydz5.2元件清单R1=1K2Cl=4700uF/63VIC1=LM723V1=R2=680RC2=100nF63VMKTQl=2N3055TR1R3=0.33R/5WC3=4.7nF63VMKTB1=100V5A桥堆S1=R4=15KC4=220uF/63VFl=0.5A快速熔断保险R5=3K9P1=4K7F2=2A慢速熔断保险6•安装与调试6.1仪器、材料的准备准备以下仪器和工具：可调工频电源、双踪示波器、交流毫伏表、直流电压表、直流毫安表、万用电表、电烙铁、吸锡器、PCB板、滑线变阻器200Q/1A等。仪器检查：检查和校正交注毫伏表、示波器、万用表、直流电压表的直流毫安表。元器件检测：在将元器件插装到印制电路板上之前，应对所装配的元器件进行检测，保留合格品，更换不合格品。检测方法参看《电子工艺实训教程》/殷志坚。将所有的元器件刮腿、上锡处理，电路板焊接孔处涂上松香水。6.2单元电路安装与检测6.2.1变压器的检测安装（1） 用万用表判断变压器原、副边有无短路和开路。（2） 用万表检测变压器输出电压是否正常。将变压器220V端接入220V交流插座，用万用表交流档测变压器副边电压，观察是否与标称值一致。（3） 变压器的安装变压器检测正常后就可以安装了。安装前先在电路板的适当位置钻两个固定孔,孔的大小与安装的罗丝一致。将变压器放到安装孔处，用罗丝罗帽固定就可以了。6.2.2整流电路的安装与检测（1） 二极管的检测借助资料读懂二极管的型号与极性；用万用表简易测出二极管的极性与质量好坏。主要元件：二极管1N4001四个。（2） 二极管的安装a） .将二极管的管脚刮净上锡，按PCB板要求将管脚湾折合适长度。b） •按正确的方向插入PCB板孔中，用焊锡焊好，用钭口钳剪去多余管脚。（3） 用万用表检测整流电路输出电压，并作记录，分析工作是否正常。也可以用示波器观测整流电路输出波形，并分析。6.2.3滤波电路的安装与检测（1） 滤波电容的检测借助资料读懂电容的型号与极性；用万用表简易测出电容的极性与质量好坏。主要元件：C1/470uF、C2/0.1uF、C3/10uF、C2/220uF各一个。（2） 电容的安装a） .将电容的管脚刮净上锡，按PCB板要求将管脚湾折合适长度。b） .按正确的方向插入PCB板孔中，用焊锡焊好，用钭口钳剪去多余管脚。（3） 用万用表检测滤波电路的输出电压，并作记录，分析工作是否正常。也可以用示波器观测滤波电路输出波形，并分析。6.2.4稳压电路的安装与检测（1）集成稳压块及附属元件的识别与检测借助资料读懂集成稳压块的型号与各引脚功能，如下图6-1；用万用表检测R1、R2及RW的阻值是否符合要求；测出开关二极管、指示二极管的极性与质量好坏。主要元件:LM317一块、Rl/200Q、R2/5.1KQ、RW/4.7KQ各一个、开关二极管IN4148两个、发光二极LED1个。T后皱塑料封装外壳221AD2T后綴毎料封装外血936(D2PAK)管脚排列：1、调节；鸟输岀｛汶输您散热器表面连接到引脚g图6-1LM317的封装与引脚(2)稳压电路的安装.将LM317的管脚刮净上锡，按正确的方向(千万不可接反)插入PCB板孔中，用焊锡焊好，用钭口钳剪去多余管脚，用罗丝将散热片固定好。•将电位器RW的管脚刮净上锡，按正确的方向插入PCB板孔中，用焊锡焊好，用钭口钳剪去多余管脚。.将电阻R1、开关二极管D5、D6的管脚刮净上锡，按PCB板要求将管脚湾折合适长度。按正确的方向插入PCB板孔中，用焊锡焊好，用钭口钳剪去多余管脚。用万用表检测稳压电路的输出电压，调节电位器RW,记录输出电压的变化范围。7.1主要技术指标的测试(1)输出电压可调范围按下图6-2(a)所示接线。负载电阻输入端接220V交流电压，输出端接万用表或数字万用表，调节电路中RW的大小，使其值为最大和最小，测出对应的输出电压Uomin和Uomax。则该稳压电源输出电压的可调范围为Uomin〜Uomax。(2)最大输出电流指稳压电源正常工作的情况下能输出的最大电流，用IO表示。一般情况下的Omax工作电流I°Vl°max。按下图6-2(a)接线。稳压电源的输入端接220V的交流电压，将稳压电源的输出电压调到10V,然后在稳压电源的输出端接滑线变阻器Rwl，如下图6-2(b)所示。RWL的值应调到lkQ以上。用万用表或数字万用表测出对应的UO。然后逐渐减小WL ORwt的值，直到UO的值下降5%，此时流经负载Rwt的电流就是IO。记下IOWL O WL Omax Omax后应迅速增大rwt的值，以减小稳压电源的功耗。WLR图6-2测试电压、电流接线图(3)输出电阻ROAU OAIOAui=0稳压电源的输出电阻R。用来表明负载电流I。变化时，引起输出电压UO变化的程度。当输入电压不变时，由于负载电流变化AIAU OAIOAui=0显然，RO越小负载变化时对输出电压的影响就越小。说明该稳压电源的性能越好。按上图(b)接线。在不接负载电阻Rl时测得开路电压U。］,这时I°i=O,接上负载电阻Rl时，测得UO2和I。?，则U一uU一UTOC\o"1-5"\h\zR=-O1 O2=O1 O2\o"CurrentDocument"OI一I IO1 O2 O2纹波因数丫的测量直流稳压电源中不可避免地含有一定的交流成份，用来描述稳压电源直流电压输出中交流成份的比重，常用纹波因数Y来表示。即：=交流电压分量的总有值

丫 直流电压分量Y越小，输出脉动越小，表示整流电源的性能越好。方法是：用晶体管毫伏表(或示波器)测量电源输出端的交流电压分量的有效值，用万用表(或数字万用表)的直流档测量电源输出端的直流电压分量，按上式就可算出电源的纹波因数。8•器件清单(温馨提示：下表内容不对按我们实际情况填)名称