[论文精品] 直流稳压电源设计论文.doc

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1、课程设计/实习实训报告设计课题： 直流稳压电源设计 专业班级：电子信息工程0901班 学生姓名： 学号： 指导教师： 直 流 稳 压 电 源 设 计一、设计任务与要求1输出电压可调：Uo=0V+20V2输出电流：00.5A或0 1A3输出电压变化量：Vop_p5mV4. 稳压系数：SV0.05二、方案设计与论证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1所示。 + 电 源 + 整 流 + 滤 波 + 稳 压 + u1 u2 u3 uI U0 _ 变压器 _ 电 路 _ 电 路 _ 电 路 _（a） u1 u2 稳压电源的组成框图 u3 uI U0 0 t 0 t 0

2、t 0 t 0 t （b）整流与稳压过程图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程方案一：单相半波整流电路：单相半波整流简单，使用器件少，它只对交流电的一半波形整流，只要横轴上面的半波或者只要下面的半波。但由于只利用了交流电的一半波形，所以整流效率不高，而且整流电压的脉动较大，无滤波电路时，整流电压的直流分量较小，Vo=0.45Vi，变压器的利用率低。 方案二：单相全波整流电路：使用的整流器件较半波整流时多一倍，整流电压脉动较小，比半波整流小一半。无滤波电路时的输出电压Vo=0.9Vi，变压器的利用率比半波整流时高。变压器二次绕组需中心抽头。整流器件所承受的反向电压较高。 方案三：单相桥式整流电路

3、：使用的整流器件较全波整流时多一倍，整流电压脉动与全波整流相同，每个器件所承受的反向电压为电源电压峰值，变压器利用率较全波整流电路高。综合3种方案的优缺点:决定选用方案三。三、单元电路设计与参数计算整流电路采用桥式整流电路，电路如图2所示。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。电路的输出波形如图3所示。图2整流电路图3输出波形图在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即 。电路中的每只二极管承受的最大反向电压

4、为(U2是变压器副边电压有效值)。在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联，以达到使输出波形基本平滑的目的。选择电容滤波电路后，直流输出电压：Uo1=(1.11.2)U2，直流输出电流： （I2是变压器副边电流的有效值。），稳压电路可选集成三端稳压器电路。总体原理电路见图4。图4 稳压电路原理图31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系列稳压器输出连可调的负电压，可

5、调范围为1.2V37V，最大输出电流Iomax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。LM317系列和lM337系列的引脚功能相同，管脚图和典型电路如图4和图5.图4管 脚图 图5典型电路输出电压表达式为:式中，1.25是集成稳压块输出端与调整端之间的固有参考电压Vref，此电压加于给定电阻两端，将产生一个恒定电流通过输出电压调节电位器。我们一般使用精密电位器，与其并联的电容器C可进一步减小输出电压的纹波。图中加入了二极管D，用于防止输出端短路时10F大电容放电倒灌入三端稳

6、压器而被损坏。LM317其特性参数：输出电压可调范围：1.2V37V输出负载电流：1.5A输入与输出工作压差U=Ui-Uo：340V能满足设计要求,故选用LM317组成稳压电路。32选用整流二极管由于：，。IN4001的反向击穿电压，额定工作电流，故整流二极管选用IN4001。33滤波电容根据 ，和公式可求得： 所以，滤波电容： 电容的耐压要大于，故滤波电容C取容量为，耐压为的电解电容。四、总原理图及元器件清单1总原理图1 元件清单元件序列型号元件参数值数量D1 D2 D3 D4 D5 D6二极管1N4001待添加的隐藏文字内容2，1A6D7发光二极管1C1 C6电解电容6000uF/50V2

7、C2 C5电解电容01uF1C4电解电容10uf1SW开关1R3电阻1K1R4电阻5001R1电位器10K1R2电阻1001R5电阻 5001U三稳压器LM317可调范围1.2V37V1五、安装与调试(使用multisim 调试) 电位器R2最大值时，U=20.59V R=0.2A电位器R2最小值时，U=0V R=5mA 稳压系数的测量 按图所示连接电路， 在时，测出稳压电源的输出电压Uo。然后调节自耦变压器使输入电压，测出稳压电源对应的输出电压Uo1 ；再调节自耦变压器使输入电压，测出稳压电源的输出电压Uo2。则稳压系数为： :U1=30V, Ui=6.505VU1=35V, Ui=6.55

8、VU1=25V, Ui=6.5V 所以，稳压系数：设计要求测试结果Uo=0V+20V0V 20.59V I =0 0.5A5mA 0.2ASV0.050.023在允许的误差范围内，本设计已达到要求。七、结论与心得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

9、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。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

10、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。本次的课程设计，培养了我们综合应用课本理论解决实际问题的能力；我觉得课程设计对我们的帮助是很大的，它需要我们将学过的理论知识与实际系统地联系起来，加强我们对学过的知识的实际应用能力！在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，同学们共同协作，解决了许多个人无法解决的问题；在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。但是由于水平有限，我们的课程设计难免会有一些错误和误差，还望老师批评指正。