模拟电路课程设计-直流稳压电源电路设计

模拟电路课程设计报告设计课题：直流稳压电源电路设计班级：11自动化学号： 姓名：

工A刖言设计3V~9V可调集成直流稳压电源，输出电压可调：Uo=+3V〜+9V。学习掌握选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源，直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。二方案设计直流稳压电源的基本原理直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下:IU U»IU U»直流稳压电源的原理椎图和波形变换其中，电源变压器：是降压变压器，它的作用是将220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。变压器的变比由变压器的副边按确定，变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n，式中n是变压器的效率。整流电路：利用单向导电元件，将50HZ的正弦交流电变换成脉动的直流电。

滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分滤除。滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。稳压电路:稳压管稳压电路其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。2方案设计我们采用LM317可调式三端稳压器电源，LM317可调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压.不过它只能连续可调的正电压，稳压器内部含有过流，过热保护电路;由一个电阻(R)和一个可变电位器(RP)组成电压输出调节电路，输出电压为:Vo=1.25(1+RP/R).由此可见此稳压器的性能和稳压稳定都比上一个三端稳压电源要好，所以选用LM317三端稳压电源。三单元模块设计1.集成三端稳压器LM317内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压高得多的纹波抑制比。可调整输出电压低到1.2V，保证1.5A输出电流，典型线性调整率0.01%，80dB纹波抑制比，输出短路保护，过流、过热保护，调整管安全工作区保护，标准三极管封装。LM317其特性参数：可调范围为1.25V-7V最大输出点流为1.5A输入与输出工作压差为史=Ui-Uo:3V-40V。输出表达式为：Uo=(1+皇)*UR1REF其中，UREF是集成稳压器件的输出电压，为1.25V。如图所示，改变R2的值，Uo的值即可改变。当R2短路时，Uo最小，为Uref即1.25V；当R2大于零时，Uo都大于Uref，最大可达37V，如右图所示。选择电源变压器确定副边电压U2：根据性能指标要求：Uomin=3V Uomax=9V又,/Ui-Uomax>(Ui-Uo)minUi-Uomin<(Ui-Uo)max其中：(Ui-Uomax)min=3V,(Ui-Uomin)max=40V12V<Ui<43V此范围可任选：Ui=14V=Uo1根据 Uo1=(1.1~1.2)U2可得变压的副边电压：U2=Uo1=12V1.15确定副边电流12: Io1=Io又副边电流12=(1.5~2)Io1取Io=Iomax=800mA则12=1.5*0.8A=1.2A选择变压器的功率变压器的输出功率：Po>12U2=14.4W选择整流电路中的二极管•变压器的伏变电压U2=12V桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为：*1U2=17V

桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为：也=08=0.4A2 2查手册选整流二极管IN4007，其参数为：反向击穿电Urr=1000V>>17V

最大整流电流I=1A>0.4A

F滤波电路中滤波电容的选择1)求AUi:根据稳压电路的稳压系数的定义：S=竺!业VUo：：Ui设计要求国。<5mVSv<0.003Uo=+3V〜+9VUi=14V代入上式，则可求得KUi=UiAUaUo*Sv=(4*0.005)(9*0.003)=3.3V；2)求滤波电容C设定Io=Iomax=0.8A,t=0.01S所以滤波电容：C=IomaX*t=°.8*0.01=2424"F。AUi3.3电路中滤波电容承受的最高电压为巨U2=17V，所以所选电容器的耐压应大于17V.四仿真图■■ua Z5JZ7:1---D3----04-j^-1IU9C7j^1N40fl7LM347LW0五实际电路

Z5JZ7:1---D3----04-j^-1IU9C7j^1N40fl7LM347LW0五实际电路六安装与调试六安装与调试按PCB图所示，制作好电路板。安装时，先安装比较小的原件，所以先安装整流电路，在安装稳压电路，最后再装上电路（电容）。安装时要注意，二极管和电解电容的极性不要接反。检查无误后，才将电源变压器与整流滤波电路连接，通电后，用万用表检查整流后输出LM317输入端电压Ui的极性，若Ui的极性为负，则说明整流电路没有接对，此时若接入稳压电路，就会损坏集成稳压器。然后接通电源，调节Rw的值，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。匕C3CH匕C3CH电位器RV1取最大时，Uo=9.087VD5.QJ.... …•i-1N4007^：1N4bbT..xrci斗:珈］证斗:如证也....Q.luF:::同5修…D5.QJ.... …•i-1N4007^：1N4bbT..xrci斗:珈］证斗:如证也....Q.luF:::同5修…X1N4UB3^.927:1 M-呵；:::""二："""二：""：j^N«Q?5^1N4D07tkQ:，:R：1电位器RV1滑到最小时，Uo=2.972V电位器在0到1K之间，输出电压连续可调：约为3V~9V七总结经过一个的学习与实践，我还是把我的课程设计报告完成了。通过这一次的学习与实践，让我对模电知识更近一步的了解，对模电课程中直流稳压电源这一章所涉及的部分元件有了一定的认识;掌握了选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源，学会了用Pretues仿真软件对直流稳压电源进行调试及各部件主要技术指标的测试。从选题到画图这个过程并没有发费我太多的时间，但是画PCB板关系到之后的印版，所以画PCB板的时候我特意向在行的同学寻求帮助，问他们哪些地方需要改进的。但任存在不足的是，容值较大的电容与稳压管的距离靠得太近，导致散热片不能正常接上去，影响了稳压管的散热。硬件的制作按流程操作并不是很难，我只用了一个下午的时间，由于仿真软件本身的原因也可能造成误差，所以在完成硬件之后，我用万用表测得的输出电压范围是4.5V~9.06V，与要求的输出电压值有较大的误差，我又将与变压器串联的电阻换成更小阻值的，之后测得的输出电压为2.972V~9.08V，减少了误差。整个事件过程中最难