数字可调直流稳压电源.docVIP

襄樊学院理工学院 2010-2011学年上学期 模拟电子技术课程设计实验报告 作品名称： 可调直流稳压电源 学生姓名 班级 学号 模拟电路课程设计实验报告 一、绪论 高科技设备的发展离不开电源技术的进步，高精度电源已广泛应用到于通信、工业、军事、航空航天、家电等领域。其中弱电的重要性是所有电源的基础，人们对它的研究、开发技术水平也越来越高。低压大电流的电源也是以后发展的方向。而直流稳压电源是常用的电子设备，它能保证在电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定的电压。 本文就是利用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。与数字电压表头集成块ICL7107，实现对直流输出大小的在线测量。这种ICL7107表头需要工作电压是±5v，所以要用到LM7805和LM79L05来做工作电压。 此次动手设计直流稳压电源能巩固、深化和扩展我们的理论知识与初步的专业技能，为以后的专业工作打下坚实的基础。 二、 可调直流稳压电源设计 1、 设计目的 (1).学习基本理论在实践中综合运用的初步实践，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 (2).学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。 2、 设计任务及要求 (1).设计并制作一个连续可调直流稳压电源，主要技术指标要求： ①输出电压可调：Uo=+1v～+15v ②最大输出电流：Imax=1A ③纹波电压：≤100mV ④稳压系数：≤0.05 (2) .设计电路结构，选择电路元件。 (3) .调试，测试。 3、 设计步骤 (1).电路图设计 ①画出直流稳压电源方框图。 ②根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 ③连接各模块电路。 (2).电路安装、调试 ①为提高我们的动手能力，自行设计印刷电路板，并焊接。 ②在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。 ③将各模块电路连接起来，整机调试，并测量。 5、 直流稳压电源原理 直流稳压电源是一种将220v工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，见图1. 图一 其中： 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，并送給整流电路，变压器的变化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份大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。 ④稳压电路：稳定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变化而变化。电路图如下： 具体电路如下： 6、 整流电路 整流电路常采用二极管单相全波整流电路，单相半波整流电路只利用了输入电压的半个周期，整流效率较低。全波直流电路则解决了这个问题。电路如图所示。可以看出，当 U1为正半周时，二极管D1导通，D2截至，负载RL的电流流向向右；当U1为负半周时，二极管D2导通，D1截至，负载RL中的电流方向不变。 全波整流时，流过每一个二极管的平均电流只是负载平均电流的1/2。由于交流正负两半周均有电流流过负载，因此变压器的利用率比半波整流高。全波整流的纹波系数比半波整流药效，波动小。但是二极管截止时承受的反向电压是半波整流的两倍，而且变压器次级线圈圈数也要加倍。 7、 滤波电路 滤波电路选用一个3300μF的大容量点解电容（原理图中是1000μF和2200μF）和一个0.1μF的小电容并联滤波。理论上，在同一频率下容量大的电容其容抗小，这样一大一小电容相并联后其容量小的电容不起作用。但是，由于大容量的电容器存在敢抗特性，等效为一个电容与一个电感串联。在高频情况下的阻抗反而大于低频时的阻抗，小电容的容量小，在制造时可以克服电感特性，几乎不存在电感。在大电容上并联一个小电容可以补偿其在高频下的不足。当电路的工作频率表较低时，小电容不工作（容抗大相当开路）。大电容的容量越大滤波效果越好。当电路的工作频率比较高时（输入信号的高频干扰成份），大电容由于感抗大而处于开路状态。这时高频干扰成份通过小电容流到地线，滤除各种高频干扰成份。 8、稳压电路 电子电路大多要求直流供电，而经过整流和滤波后的直流电压往往会随着交流电源电压的波动和负载的变化而变化。直流电压的不稳定有时会引起控制装置工作的不稳定，产生测量和计算上的误差。另外，整流后的直流电压虽经滤波，纹波依然很大，难以应用在要求较高的电子设备中。必须经过稳压。稳压电路的作用就是当交流电源或负载变化时确保输出直流电压基本不变。这里是采用三端可调集成稳压器L317，其输出为+1～+15v和满量程的5K电位器。电路如图。 由于电阻R7上的电压为稳压器的输出电压U7，Ir7=U7/R7，输出电压U0等于R7