电子课程设计集成直流稳压电源设计.docx
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电子课程设计集成直流稳压电源设计
UniversityofSouthChina
电子电工课程设计说明书
设计题目：
集成直流稳压电源设计
专业：
机械设计制造及其自动化
年级：
本2007级机械01班
学号：
136
姓名：
张常连
指导教师：
管金云
2009年6月22日
引言
说道稳压问题，历史悠长。
目前，线性集成稳压器已进展到几百个品种。
按结构分为串联式和并联式集成稳压器；按输出电压类型可分为固定式和可调式集成稳压器；按脚管的引线数量可分为三端式和多端式集成稳压器；按制造工艺能够分为半导体式、薄膜混合式和厚膜混合式集成稳压器；按输入和输出之间的压差又能够分为一般的压差和低压差两大类，等等。
目前通过点子课程设计能专门好的提高大学生的动手实习能力，也能专门好的提高大学生的创新和设计、实践的能力。
因此有我设计的那个设计，直流稳压电源，、又称为集成直流稳压电源。
1设计的主要目的与要求
1．1实验目的
通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试、要求学会：
（1）选择变压器、整流二级管、滤波电容及集成稳压电容及稳压器来设计直流稳压电源；
（2）掌握直流稳压电路的调试及主要技术的测试方式。
1．2设计要求
（1）同时输出±15电压，输出电流为2A
（2）输出纹波电压小于5mA，稳压系数小于；输出内阻小于欧
（3）加输出保护电路，最大输出电流不超过2A
1．3设计目的
（1）电源变压器只做理论设计
（2）合理选择集成稳压器及扩流三级管
（3）保护电路拟采用限流型
（4）完成全电路理论设计，安装调试，绘制电路图，自制印刷版
（5）撰写设计报告、调试总结报告及利用说明书。
2主要设计方案
整个设计由电源变压器T、整流滤波和稳压电路三大部份组成，其大体原理框图如图1所示。
电网供给的交流电压u（220V,50Hz）经电源变压器降压后，取得符合电路需要的交流电压ui，然后由整流滤波电路变换成比较平直的直流电压U1，再通过稳压电路，以保证输出直流电压加倍稳固。
2．1本设计采用桥式整流
单相桥式整流电路与半波整流电路相较，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求式一样的，而且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等长处，因此在次设计中我选用单相桥式整流电路。
在调整管部份，既能够采用单管调整也能够采用复合管调整，但在此设计中要求额定电流Io=2A，若是用单管的话，可能不能达到这么大的输出电流，因此在此设计中我选用复合管做调整管。
滤波电路：
经整流后的电压仍具有较大的交流分量，必需通过滤波电路将交流分量滤掉。
尽可能保留其输出中的直流分量，才能取得比较光滑的直流分量。
能够利用电容两头电压不能突变或流经电感的电流不能突变的特点，将电容与负载并联，或将电感与负载串联就可以起来滤波作用。
其主要常见的整流滤波电路如下：
我选用的是（b）电路
稳压电路：
由于滤波后的直流电压Ui受电网电压的波动和负载电流转变的影响（T的影响）很难保证输出电流电压的稳固。
所以必需在滤波电路和负载一直加上稳压电路，才能保证输出直流电压的进一步稳固。
保护电路
由于输出大电流时，三端电流内部过流保护电路已经失去作用，必需在外部增加保护这就是VT2和R2。
当电流Ii在R2上产生的电压降达到VT2的UBE2时，VT2导通，于是向VT1基极注入电流，使VT1关断，从而达到限制电流的目的，其主要电路图如下：
3单元电路设计、参数计算及其元器件选择
电路参数计算如下：
（只研究正输出部份）
肯定稳压电路的最底输入直流电压
Umin=[U0MAX+（U1-U0）]/
带入各个指标，计算能够将Umin=20v
肯定稳压电路的R1\R2大小
由Icw+Ic=Io，Icw=，Io=2A，知Ic=。
肯定VT1的放大倍数为200倍，
又Ib+I2=，故有：
Ib=，I2=
Ube2/R1=1.5A，若取：
Ube1=Ube2=，
有:
R1=欧
从Ube1/（R1+R2）=，
得：
R2=欧（由于R中流过W78M15的空载电流和部份负载电流，故其阻值不宜增大，一般约几欧姆，这里取R=欧姆。
）
肯定变压器副边电压、电流及功率。
直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路组成。
电源变压器的作用是将电网的220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压ui.
电路图如下所示
U1大于20/=，I1大于I1max，所以咱们取I1为2.2A，变压器副边功率P2大于变压器副边与原边的功率比为：
P2/P1=η（1-12）
式中η为变压器的效率。
一般小型变压器的效率如表1-1所示。
表1-1小型变压器的效率
副边功率P2
<10W
10～30W
30～80W
80～200W
效率η
按照P2，由上表能够算出变压器的效率。
所以本方案可选择副边功率30~80W，效率为的电源变压器。
变压器的效率为，则原边功率P1大于。
由上分析，可选用副边电压为19V，输出电流为2.2A，功率60W的变压器。
使输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于，输出内阻小于欧的方式
纹波电压
纹波电压是指叠加子输出电压Uo上的交流分量。
用示波器观测其峰-峰值，
一般为毫伏量级。
也能够用交流电压表测试其有效值，
不是正弦波，所以用有效值衡量其纹波电压，存在必然误差。
稳压系数及电压调整率
稳压系数：
在负载电流、环境温度不变的情形下，输入输入电压的相对转变引发输入电压的相对转变，即
电压调整率：
输入电压相对转变为+10%时的输出相对转变量，即：
稳压系数Su和电压调整率Ku均说明输入电压转变对输出电压转变的影响，因此值需要测试其中之一即可。
输出电阻及电流调整率
输出电阻：
放大器的输出电阻相同，其值为输入电压不变时，输出电压转变量与输出电流转变两之比的绝对值,即：
电流调整率：
输出电流从0变到最大值
时所产生的的输出电压相对转变值，即：
输出电阻r。
和电流调整率Ki均说明负载电流转变对输出电压的影响，因此也只需测试其中之一即可。
总之，取C1为2200uF，C2=，C3=用较大的电容来抑制纹波电压、稳压系数、输出内阻达到设计要求
固定三端可调式集成稳压电路器W78M15\W78M15
该稳压块有过流、过热和调整管安全工作区保护，以避免过载而损害。
一般不需要外接元件即可工作。
W78M15\W79M15，稳压器的输出电压为15V，输出电流为0.5A（负压部份用W79M15与正压部份相较，除输出电压极性，引脚概念不同外，其他特点都相同。
）
整流二极管的选择：
由U2a=，考虑到变压器二次侧绕组及管子上的压降，变压器的二次侧电压大约要高出，即*=，得每只整流二极管的最大反向电压URM为：
URM=*U2a=*28=（1-6）
通过每只二极管的平均电流ID为：
ID==*1500=750mA（1-7）
按照ID和URM进行选管，可选用1N4001硅整流二极管50V,1A,（Ir=5uA,Vf=1V,Ifs=50A）。
4总原理图及元器件清单
总原理图
选用固定三端可调式稳压器W78M15\W78M15，其典型指标知足设计要求。
电路形式如图
元器件清单
元件序号
型号
主要参数
数量
变压器
30~80W
η=
1
电容
2200uF，C2=C3=
各两个
二级管
1N4001硅整流二极管
50V,1A,
8
三级管
3AD18
B=15,
4
电阻
R1
欧
2
电阻
R2
欧
2
稳压器
W78M15
输出+15V,
1
稳压器
W79M15
输出-15V,
1
5结论与心得
通过本次设计，让咱们更进一步的了解到直流稳压电源的工作原理和它的要求和性能指标。
也让咱们熟悉到在这次设计电路中所存在的问题，而通过不断的尽力去解决这些问题.在解决设计问题的同时自己也在其中有所收获。
在设计的进程中，我碰到了很多的困难，主如果对自己所学的知识不牢固，许多的知识没有学会和理解，对一些一般的设计问题没有掌握专门好的解决方式。
在以后的学习中要不断的把自己的所学的与设计利用结合起来，学习上碰到的问题要脚踏实地解决。
通过这次课程设计，我感觉自己提高了很多，在以后的学习中要尽快弥补自己薄弱环节。
最后，衷心地感谢列位老师的指导和帮忙。
6参考文献
[1]王增福等编著.新编线性直流稳压电源.电子工业出版社.2004
[2]邱关源电路原理（第五版）高等教育出版社2006
[3]康华光电子技术基础数字部份（第五版）高等教育出版社2006
[4]秦曾煌电工技术（第六版）高等教育出版社2004
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