可调式直流稳压电源设计.docx
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可调式直流稳压电源设计
可调式直流稳压电源设计
姓名：
何光瑜
学号：
2010118122
专业：
自动化
班级：
1011班
指导教师：
陈铭
2011年12月15日
目录
一课程设计目地…………………….………………….3
二功能电路整体思路………………………….……….3
三功能模块分析……………………………….……….4
四心得体会………………………………………….….9
五实物展示……………………………………………..10
一设计目的
本次设计的题目为“可调试直流稳压电源”。
在设计过程中应实现以下几点要求：
1.输入电压为220VAC输出为直流电压
2.电压变化范围：
2~7V
3.连续可调
二功能电路整体思路
若实现稳压电源，首先就要就电路进行稳压。
在稳压方面可选用变压器来完成。
由输入交流电压变为直流则须对电路进行整流。
本次设计选用全波桥式整流电路进行整流。
然后要对输入的电压进行调节。
在调节方面。
可选用可调节三端正电压稳压器进行调节（LM317）。
通过整流后得电流幅值变化很大，所以需要用电容对电流进行滤波。
然后输出即可。
电路模块：
稳压——>整流——>调压——>滤波——>输出
三功能模块分析
⑴元件清单
名称及参数
数量
单价（元）
二极管IN4007
6
0.1
变压器3W9V
1
3
电解电容25V470vf
2
0.2
电解电容0.1vf
1
0.2
电阻R1200欧姆
1
0.1
可调电阻R25K欧姆
1
0.1
LM317
1
0.8
保险丝0.5A
1
0.2
注：
制作实物所需其它设备：
电烙铁覆铜板焊锡漆包线钳子等。
⑵元件性能分析
①.色环电阻
电阻值计算示意图下如图所示：
棕
红
橙
黄
绿
兰
紫
灰
白
黑
金
银
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
5%
10%
②桥式整流器
原理图：
桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路。
用来将交流电转变成直流电。
桥式整流器利用四个二极管，两两对接。
输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。
桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。
桥式整流器是由多只整流二极管作桥式连接，外用绝缘朔料封装而成，大功率桥式整流器在绝缘层外添加金属壳包封，增强散热。
桥式整流器品种多，性能优良，整流效率高，稳定性好，最大整流电流从0.5A到50A，最高反向峰值电压从50V到1000V。
③电解电容
电解电容是电容的一种，介质有电解液，涂层有极性，分正负，不可接错。
电容（Electriccapacity），由两个金属极，中间夹有绝缘材料（介质）构成
有极性电解电容器通常在电源电路或中频、低频电路中起电源滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用。
一般不能用于交流电源电路，在直流电源电路中作滤波电容使用时，其阳极（正极）应与电源电压的正极端相连接，阴极（负极）与电源电压的负极端相连接，不能接反，否则会损坏电容器。
④瓷片电容
陶瓷电容无极性。
陶瓷电容的容量一般较小，用于信号源滤波，可用于消除高频干扰
⑤LM317三端正电压稳压器
LM317是可调节3端正电压稳压器，在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5安的电流，此稳压器非常易于使用。
LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块，是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。
稳压电源的输出电压可用下式计算，Vo＝1.25（1＋R2/R1）。
仅仅从公式本身看，R1、R2的电阻值可以随意设定。
然而作为稳压电源的输出电压计算公式，R1和R2的阻值是不能随意设定的。
首先LM317稳压块的输出电压变化范围是Vo＝1.25V—37V（高输出电压的317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等，其输出电压变化范围是Vo＝1.25V—45V），所以R2/R1的比值范围只能是0—28.6。
其次是LM317稳压块都有一个最小稳定工作电流，有的资料称为最小输出电流，也有的资料称为最小泄放电流。
最小稳定工作电流的值一般为1.5mA。
由于317稳压块的生产厂家不同、型号不同，其最小稳定工作电流也不相同，但一般不大于5mA。
当LM317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时，LM317稳压块就不能正常工作。
当LM317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时，LM317稳压块就可以输出稳定的直流电压。
如果用LM317稳压块制作稳压电源时（如图所示），没有注意LM317稳压块的最小稳定工作电流，那么你制作的稳压电源可能会出现下述不正常现象：
稳压电源输出的有载电压和空载电压差别较大。
在应用中，为了电路的稳定工作，在一般情况下，还需要接二极管作为保护电路，防止电路中的电容放电时的高压把LM317烧坏。
⑶可调式直流稳压电源整体电路分析
1整体电路图
直流稳压电源电路并不复杂，只要按照原理图去装配，一般不会有什么问题。
装配时要注意的是二极管的极性，拿1N400X系列的二极管来说，标有白色色环的一端是它的负极。
还有电解电容的极性，新买来的电解电容，它的两个引脚是不一样长的。
较长的一端是它的正极，也可以从柱体上的印刷标志来区分，一般在负极对应的一则标有“-”号。
装配时，可以制作一块小的线路板，也可以直接用元件搭接。
LM317因工作电流较小，可以不加散热片。
装好后再检查一遍，无误后接通电源。
这时用万用表测量C1两端，应有11V左右的电压，再测C3两端，应有2-7V的电压。
再调节PR1，C3两端的电压应该能够改变，调到你所需要的电压即可。
输出端可以接一根十字插头线，以便与随身听等用电器相连。
2整流电路
本设计采用单相桥式整流电路（桥堆KBP307）。
其由四只二极管组成，其构成原则就是保证在变压器副边电压u：
的整个周期内，负载上的电压和电流方向始终不变。
为达到这一目的，需要在Uz的正、负半周内正确引导流向负载的电流，使其方向不变，设变压器副边两端分别为a和b，则a为“+”b为“一”时应有电流流出a点，a为“一”b为“+”时应有电流流入a点；相反，a为“+”b为“一”时应有电流流入b点，因而a和b点均应接两只二极管，以引导电流，单相桥式整流电路+uoK如果桥式整流电路变压器副边中点接地，就应将两个负载电阻相连接且连接中点接地。
根据桥式整流电路的工作原理，当a点为“+”b点为“一”时，Dl、D3导通，D2、D4截止，U01一L12，U02一一U2；而当b点为“+”a点为“一”时，D2、D4导通，D1、D3截止，U01一一U2，U02一U2，这样两个负载上就分别获得正、负电压。
3滤波电路
经过整流后的直流电幅值变化很大，会影响电万方数据路的工作性能。
可利用电容的“通交流，隔直流”的特性，在电路中并人两个并联电容作为电容滤波器，滤去其中的交流成分。
电容滤波电路是最常见也是最简单的滤波电路，在整流电路的输出端（即负载电阻两端）并联一个电容即构成电容滤波电路。
滤波电容容量较大，因此一般均采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正负极。
电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。
如果将两个滤波电容相连接，且连接点接地，就可同时得到输出电压平滑的正负电源。
在理想情况下，变压器副边无损耗，二极管导通电压为零，所以电容两端电压相等。
而当其上升到峰值后开始下降，电容便通过负载电阻放电，其电压也开始下降，趋势与电容两端电压基本相同。
四心得体会
本次课程设计涉及到所学的电路及模拟电路知识。
在学习方面，通过查阅书籍，网上资料等方法了解了相关的电路知识并巩固了所学的电子知识。
在实物制作过程中，通过对元件的选购了解了一些相关元件的性能、作用、价格以及购买地点等信息。
例如在元件方面学习到色环电阻的计算、LM317的性能原理、电容在电路中的作用等等。
制作过程涉及到电焊、组装，进而强化了动手能力。
五实物展示
图表1下面是电源图、上面是呼吸灯电路图
图表2下面是电源图、上面是呼吸灯电路图
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