直流稳压电源设计报030v调节答案Word文档下载推荐.docx

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（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

9.结论与心得

10.参考文献

直流稳压电源设计报

1．实训目的

（1）研究单相桥式整流、电容滤波电路的原理、特性和设计方法；

（2）掌握串联稳压电路的原理、特性和设计方法

（3）掌握电子元器件选择、参数计算方法；

（4）.........................................................................

（5）...................................................................

（6）..................................................

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：

（1）输入交流电压U=220V，f=50Hz.；

（2）输出直流电压Uo=9~12V；

（3）额定输出电流IOM=0.5A；

（4）稳压系数Sr≤0.1；

（5）电源内阻rO≤0.5Ω；

（6）纹波电压<

10mV；

（7）具有工作指示。

2.1需用仪器、仪表:

....................................................................

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。

图3-1直流稳压电源的结构方框图

①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。

②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。

③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。

④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。

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。

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。

图3-2分立元件稳压电路

取样环节：

由R1、R2和RP组成的分压电路。

它将输出电压U0的变化取回一部分UF（称取样电压）送刀比较放大器的基极。

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。

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R4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。

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

（1）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：

图4-1桥式整流电路及输出波形

（2）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：

①变压器选取（温馨提示：

根据设计指标，稳压电源的最高输出电压为12V，则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。

②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。

IF=3×

300mA=900mA，二极管的最高反压UBR=1.414×

15V=21.21V。

考虑到留有一定的余量，可选电流为1.5A，耐压为50V的整流二极管，如IN4007等。

（1）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、π型、Γ型。

本任务只研究C型与（RC）π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

（2）滤波电容的选取（温馨提示：

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=50Ω。

取C1=4×

T/2RL=（4×

0.02s）/（2×

50Ω）=800uF，取标称值C=1000uF。

（1）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。

图4-3LM317直流稳压电路

其输出电压为：

，其中：

VREF=1.2V

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）

R1=1K2

C1=4700uF/63V

IC1=LM723

V1=0-30VDC

R2=680R

C2=100nF63VMKT

Q1=2N3055

TR1=220VAC/27V4A

R3=0.33R/5W

C3=4.7nF63VMKT

B1=100V5A桥堆

S1=2×

10A开关

R4=15K

C4=220uF/63V

F1=0.5A快速熔断保险

R5=3K9

P1=4K7

F2=2A慢速熔断保险

6．安装与调试

①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200Ω/1A等。

②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。

③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。

④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。

（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。

XX文库-让每个人平等地提升自我XX文库-让每个人平等地提升自我（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。

（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。

（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。

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。

（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。

（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。

LM317一块、R1/200Ω、R2/5.1KΩ、RW/4.7KΩ各一个、开关二极管IN4148两个、发光二极LED1个。

图6-1LM317的封装与引脚

（2）稳压电路的安装

a）.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。

b）.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。

c）.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。

（3）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。

（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IOmax表示。

一般情况下的工作电流IO<

IOmax。

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1kΩ以上。

用万用表或数字万用表测出对应的UO。

然后逐渐减小RWL的值，直到UO的值下降5%，此时流经负载RWL的电流就是IOmax。

记下IOmax后应迅速增大RWL的值，以减小稳压电源的功耗。

图6-2测试电压、电流接线图

（3）输出电阻RO

稳压电源的输出电阻RO用来表明负载电流IO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∆IO，而引起输出电压变化∆UO，则：

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UO1，这时IO1＝0，接上负载电阻RL时，测得UO2和IO2，则

（4）纹波因数γ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γ来表示。

即：

γ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

变压器

电源线

保险线

二极管

电容

型号

220/12V

带插头

有盒0.5A

IN4001

IN4148

470uF、0.1uF、10uF、220uF

数目

1个

2米

4个

2个

各1个

变压器固定罗丝

PCB板或万能板

集成块

发光二极管

电位器

电阻

LM317

红色

4.7KΩ

200Ω、5.1KΩ

1块

9．收获、体会和心得

.........................................................................................

.............................................................................................

...............................................................................................

8．参考文献

[1]《电工与电子实训教程》/华东科大出版社/殷志坚。

[2]《电子工艺实训教程》北京大学出版社/殷志坚。

[3]《电子技术设计实训操作手册》曾旺辉

[4]《电子设计技术》电子科技大学出版社97年5月陆坤奚大顺李之权

[5]模拟电路等