直流稳压电源的设计实习报告.docx
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直流稳压电源的设计实习报告
直流稳压电源的设计
实习报告
学院:
电气与控制工程学
院
专业:
测控技术与仪器
班级:
姓名:
学号:
一.前言
二.设计目的
三.设计任务及要求
四.实验设备及元器件
五.实验原理
六.各个电路模块
1、整流电路
2、滤波电路
3、稳压电路
七.电路的安装与调试
八.心得体会
九.参考文献
前言
随着电子技术的发展,尤其是数字技术的发展,直流稳压电源变得越来越
重要,而且贴近我们的实际生活。
直流稳压电源已成为人们日常生活中必不可
少的必需品,它不需要庞大的空间,体积小,安全性能高;已广泛应用于各种
各样的电子设备中,给人们的生活、带来极大的方便。
直流稳压电源由于具有效率高、体积小、重量轻的特点,近年来获得了飞
速发展。
直流稳压电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并
使直流稳压电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动
了高新技术产品的小型化、轻便化。
此课程设计是做一个集成稳压可调电源,通常,很多参考书上都有类似的
电路设计图,在我们需要用时常常面临一个选择困难的问题,而且在选择完成
之后,具体的制作过程中总是有很多问题,而参考书上又没有具体的解决办法。
另外,大多电路图所给的实物结果都是理想情况下的,和实际运用中总会有所
不同,为了给具体设计制作做出一个参考,特作此课程设计,以期在运用会有
所帮助。
集成稳压可调电源的运用非常广泛,不可能逐一列举。
本次课程设计
把重点放在电路的设计、制作和调试上。
大家都知道,在电路运用日趋广泛的
情况下,独立运用一个集成电路中的某一部分的元件运用逐渐减少,因此本设
计的主要在于桥式整流电路、滤波电路、稳压电路的运用和选择上,再设计和
运用的过程中有着一定的局限性。
本课程设计中为了能够使所用的元件参数有
根有据,有相应的计算公式代入进行理想计算。
本课程实际的目的是给具体的
设计制作调试提供一个参考,共同进行讨论。
所用方法并不是唯一的,一起讨
论一起实践,以期赢得共同进步。
元器件名称
数量
类型
面包板
1 个
6*8cm
变压器
1 个
25W
二极管
2 个
IN4003
电位器
1 个
4.1k
稳压芯片
1 个
Lm317L
电解电容 C1
1 个
2200μF
电解电容 C2
1 个
10μF
电解电容 C3
1 个
100μF
等桥电路二极管 BR1
1 个
2W005G
电阻 R1
1 个
7.5 千欧
电阻 R2
1 个
200 欧
发光二极管
1 个
红色
设计目的
1.初步学习模拟电路设计的基本方法、培养综合设计与调试能力。
学习基本理
论在实践中综合运用的初步经验。
2.学会小功率直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
3.培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。
设计任务及要求
设计一种输出电压连续可调的集成稳压电源,输出电压在 1.25V-37V 范围
之间连续可调,输出最大电流 1.5A。
要求制作产品并调试。
注意事项:
原件的方向、极性是否正确。
仔细检查是否有短路和虚焊。
元件有
没有焊错。
要求每个模块焊接完后,检测无误后在继续焊接下一个模块。
实验设备及元器件
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
成单向直流。
滤波电路:
滤波电路的作用是平波,将波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。
元件选择:
电阻器1 个200Ω
实验原理
整体电路设计图
D2
U1
LM317L
TR1
220V 50Hz28V 50Hz
+220
+27.5
BR1
3
R1
7.5k
VI
VO 2
R2
200
D3
AC Volts
AC Volts
2W005G
C1
D1
RV4
C2
C3 +5.00
100uF Volts
TRAN-2P2S
2200uF
10uF
5.1k
小功率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,如图所示。
稳压电源的组成框图及整流与稳压过程
+电源+整 流+滤 波 +稳 压+
u1u2u3uIU0
_变压器_电 路_电 路_电 路_
(a)稳压电源的组成框图
u1u2u3uIU0
0t0t0t 0t 0t
(b)整流与稳压过程
(1)电源变压器:
是降压变压器,它将电网 220V 交流电压变换成符合需要的
交流电压,并送给整流电路,变压器的变比由变压器的副边电压确定。
(2)整流电路:
利用单向导电元件,把 50Hz 的正弦交流电变换成脉动的直流
电
(3)滤波电路:
可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而
得到比较平滑的直流电压。
(4)稳压电路:
稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压
和负载的变化而变化。
整流电路常采用二极管单相全波整流电路,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。
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。
各个电路模块
1.整流电路
(1)直流电路常采用二极管单相全波整流电路,电路如图所示。
单相桥式整流电路
(2)工作原理
设变压器副边电压 u2=√2U2sinωt,U2 为有效值。
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。
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
最大反向电压为 (U2 是变压器副边电压有效值)。
2、滤波电路
采用滤波电路可滤除整流电路输出电压中的交流成分,使电压波形变得平滑。
常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等。
在整流电路的输出端,即负载电阻 RL 两端并联一个电容量较大的电解电容
C,则构成了电容滤波电路,如图所示电路,由于滤波电容与负载并联,也称
为并联滤波电路。
单相桥式整流电容滤波电路
4、稳压电路
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,直流输出电压电流。
三端可调稳压器:
三端可调稳压器因具有稳定度高、适应性强、使用方便的优点,得到广泛应
用。
最大输出电流 1.5A 以下三端可调稳压器,正电压输出的国产型号为
CW117、CW217、CW317,他们的输出电压均为 1.2~37V,最大输出电流 IoM 用后缀
加以区别,标 L 为 0.1A,M 为 0.5A,不标字母为 1.5A。
本设计采用 LM317 是可调节的三端正电源稳压器,在输出电压 1.25V~37V
能够提供 1.5A 的电流稳压器易于使用。
电路的安装与调试
1.整流滤波电路的安装
首先应在变压器的副边电压接入保险丝 FU,以防电源输出端短路损坏变压
器或其他元件,整流滤波电路主要检查整流二极管是否接反,否则会损坏变压
器。
检查无误后,通电测试(可用调压器逐渐将输入交流电压升到 220V),用
滑线变阻器作等效负载,用示波器观察输出是否正常。
2.稳压部分的安装
集成稳压器要安装适当的散热器,根据散热器的安装的位置决定是否需要
集成稳压器与散热器之间绝缘,输入端加直流电压(可用直流电源作输入,也
可用调试好的整流滤波电路作输入),滑线变阻器作等效负载,调节电位器,输
出电压随之变化,说明稳压电路正常工作。
注意检查在额定负载电流下的稳压
器的发热情况。
3.组装及指标测试
将整流滤波电路和稳压电路相连接并接上等效负载,测量下列各值是否满
足设计要求:
Ui 为最高值,Uo 为最小值,测稳压器输入、输出端压差是否小于额定值,并
检查散热器的温升是否满足要求(此时应使输出电流为最大负载电流)。
Ui 为最小值,Uo 为最大值,测稳压器输入、输出端压差是否大于 3V,并检查
输出稳压情况。
如果上述结果符合设计要求,便可以进行质量指标测试。
心得体会
通过两个星期的课程设计,我对电子工艺的理论有了更深的了解。
其中包
括焊普通元件与电路元件的技巧、稳压电源的工作原理等等。
这些知识不仅在
课堂上有效,在日常生活中更是有着现实意义,也对自己的动手能力是个很大
的锻炼。
在实习中,我锻炼了自己动手能力,提高了自己解决问题的能力。
回
顾起此次实训,至今我仍感慨颇多,从理论到实践,在这段日子里,可以说得
是苦多于甜,但是可以学到很多很多的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过
的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次实训使我懂
得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学
的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从
而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题,可
以说得是困难重重,但可喜的是最终都得到了解决。
通过本次实践也培养了我理论联系实际的能力,提高了我分析问题和解决
问题的能力,增强了独立工作的能力。
在这次设计中,我也遇到了不少的问题,
幸运的是,最终一一解决了遇到的问题。
在我们遇到不懂的问题时,利用网上
和图书馆的资源,搜索查找得到需要的信息及和队友之间相互讨论显得尤其重
要了,我明白了团队合作的重要性。
这次的制作也让我们感受到,我们在电子
方面学到的只是很小的一部分知识,我们需要更多的时间来自主学习相关知识。
参考文献
1. 陈梓城.《实用电子电路设计与调试》.中国电力出版社
2.康华光.《电子技术基础》模拟部分.华中工学院出版社
3.陈金松.《模拟集成电路》.中国科大出版社
4.沈任元 吴勇.《常用电子元器件简明手册》.机械工业出版社