第八组直流稳压电源设计报告.docx

1、第八组直流稳压电源设计报告题目名称：直流稳压电源设计摘要：稳压电源由变压器 整流 滤波和稳压等四部分组成。变压器是将交流220V的电压变为所需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。但这样的电压还随电网电压波动 负载和温度的变化而变化。因而在整流 滤波电路之后还需接稳压电路。稳压电路的作用是维持输出直流电压稳定。其中还需三端集成稳压器7805 7905 LM317。关键词: 变压器 整流电路 滤波电路7805 7905 LM317Abstract: the regulated power

2、supply is composed of a transformer rectifier and regulator and other four parts. Transformer is the voltage AC 220V variable to the required voltage, and then through the rectifier circuit to AC voltage into DC voltage ripple. As the DC voltage pulse contains large ripple, must be filtered through

3、the filter circuit, and get the smooth DC voltage. But this also with the voltage fluctuation of grid voltage load and temperature change. So after rectifying and filtering circuit is connected with voltage stabilizing circuit. Voltage regulator circuit is to stabilize the output DC voltage. It also

4、 needs three integrated regulator 78057905 LM317.Keywords: transformer rectifier filter circuit 78057905 LM317 1 设计题目 12 方案论证与比较 3 2.1 整流电路 32.2 滤波电路 42.3 稳压电路 4 3 系统设计 4 3.1 总体电路设计 4 3.11 电路原理框图 4 3.12 电路原理 5 3.2 单元电路设计 5 3.21电源变压器 5 3.22 整流电路 6 3.23 滤波电路 7 3.24 稳压电路 8 3.2.5 总电路 10 4 电路的调试及仿真数据 11

5、4.1 7805稳压器输出电压测试 11 4.2 7905稳压器输出电压测试 11 4.3 LM317K稳压器输出电压测试 12 5 测量仪器与设备清单 12 6 结论 13 7参考文献 14 8 附录 14 2 方案论证与比较2.1 整流电路方案一：单向半波整流电路 单向半波整流简单，使用器件少，他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般波形，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，变压器的利用率较低。方案二 ：单项全波整流电路 使用的整理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

6、波电路时的输出电压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。综合三种优缺点：选用方案三2.2 滤波电路 方案一：电容滤波电路 电容滤波电路用于小功率电源中，电路简单，负载直流电压VL较高，纹波也较小，适用于负载电路较高，负载变动不大的场合。方案二：电感滤波电路 电感滤波电路 用于大功率电源中，整流管的导电角较大，无峰值电流，输出特性比较平坦，用于低电压，大电流场合。综合二种优缺点：选用方案一 2.

7、3稳压电路 方案一：串联反馈式稳压电路 串联反馈式稳压电路的调整管是工作在线性放大区，利用控制调整管的管压降来调整输出电压，它是一个带负反馈的闭环有差调节系统，用于小功率供电系统中。 方案二：开关式稳压电路电路中调整管工作在开关状态，即调整管主要工作在饱和导通和截止两种状态。管耗主要发生在状态开与关的转换过程中，电源效率可提高到75%90%，体积小，重量轻。输出电压中所含纹波较大，电路复杂，对元器件要求较高。综合二种优缺点：选用方案一 3 系统设计3.1 总体设计3.11 电路原理框图 一个完整的直流稳压电源分为变压、整流、滤波和稳压四个部分。 其框图及对应的特征波形如图所示 图3.11 直流

8、稳压电源图3.12 电路原理 变压是利用电源变压器将电网220V的交流电压U1变换成整流滤波电路所需要的交流电压U2。当用11的变比来变压时，通常称为信号隔离。 整流是利用二极管的单向导电作用，构成单相半波、全波、桥式或倍压整流电路，或利用其它半导体器件，如SCR可控硅等，将双向的交流电压U2变成单向脉动直流电压。 滤波是利用电容、电感等储能元件的平波作用构成滤波电路滤除纹波，输出较平滑的直流电压U1。稳压电路的作用是提高输出直流电压Uo的带负载能力和稳定性，分立元件稳压电路和集成电路常采用串联负反馈式。本实验采用的集成稳压器进行稳压。3.2 单元电路设计3.21 电源变压器直流电的输入为22

9、0V的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对电流电压处理。变压器副边电压有效值决定后面电路的需要。根据实验要求，变压器变压后的电压为+12V、-12V。 图3.21 电源变压器图3.22整流电路： 单相桥式整流电路为了将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，通过整流电路实现。查阅资料可知单相整流电路有单相桥式整流电路（全波整流电路）。桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器次级电压的极性分别导通，将变压器次级电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个

10、单方向的脉动电压。单相桥式整流电路，具有输出电压高，变压器利用率高、脉动系数小等优点。所以在电路中采用单相桥式整流电路。 图 3.22 单相桥式整流电路3.23滤波电路 整流后的输出电压虽然是单一方向的，但是含有较大的交流成分，会影响电路的正常工作。一般在整流后，还需要利用滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。所以需通过低通滤波电路，使输出电压平滑。理想情况下，应将交流分量全部滤掉，使输出电压仅为直流电压。在实际电路中，应选择滤波电容的容量满足C=(35)T/2的条件，为了获得更好的滤波效果，电容容量应选得更大些。复式滤波电路的效果最好，所以在电路中采用RC型的复式滤波电路，如图所示：

11、图3.23 电容滤波电路 3.24稳压电路稳压电路的作用是提高输出直流电压Uo的带负载能力和稳定性，分立元件稳压电路和集成电路常采用串联负反馈式。本实验采用的集成稳压器进行稳压。(1)固定式三端稳压器常见产品有CW78、CW79(国产) ，LM78、LM79(美国)，78系列稳压器输出固定的正电压，如7805的输出为+5V，79系列稳压器输出固定为负电压，如7905输出为5V，其封装为三个管脚单列直插式（输入、输出、公共端），不需要外接元件，使用起来十分方便。它们的引脚功能及构成的典型电路如图所示。其中输入端接电容 ，如图3.24（a) 图3.24（a)Ci可以进一步滤除纹波，输出端接电容Co

12、能消除自激振荡，确保电路稳定工作。Ci、Co最好采用漏电流小的钽电容，如果采用电解电容，电容量要比图中数值增加10倍。（2）可调式三端稳压器可调式三端稳压器输出连续可调的直流电压，常见产品有CW317、CW337（国产），LM317、LM337（美国）。317系列稳压器输出连续可调的正电压，337系列稳压器输出连续可调的负电压，可调范围为1.237v,最大输出电流Iomax为1.5A。稳压器内部含有过热、过流保护电路，具有安全可靠、使用方便、性能优良等特点。CW317与CW337系列引脚功能相同，图3.24(b)是它们构成的典型稳压电路。 图3.24（b)其中R1与RP1组成电压输出调节电路，

13、输出电压Uo的表达式为式中：R1120240，流经R1的泄放电流为510mA，RP1为精密可调电位器，电容C2与RP1并联组成滤波电路，减小输出的纹波电压，二极管VD1的作用是防止输出端对地短路时，C2上的电压损坏稳压器，二极管VD2的作用与VD1相同，当RP1上电压低于7v时可省略VD2，317是依靠外接电阻给定输出电压的，所以，R1应紧接在稳压输出端和调整端之间，否则输出端电流大时，将产生附加压降，影响输出精度。 图3.24 7805 稳压器电路图3.25总电路： 图3.25 直流稳压电源设计总电路图 4 电路的调试及仿真数据4.1 7805稳压器输出电压测试通过7805稳压器输出的电压理论值是+5V，现在用数字万用表测出7805两端电压U1,如图4.1（a)测量次数 1 2 3 4 5 6平均值电压（v）+5.01+5.01+5.00+5.02+5.01+5.01+5.01 如图4.1（a)4.2 7905稳压器输出电压测试通过7905稳压器输出的电压理论值是-5V，现在用数字万用表测出7905两端电压U2,如图4.2（a)测量次数 1 2 3 4 5 6平均值电压（v） -5.12-5.11-5.12-5.12-5.10-5.11-5.115 图 4.2（a)4.3 LM317K稳压器输出电压