可调集成直稳压电源课程设计报告.docVIP

目 录 设计任务与要求…………………………3 方案设计与论证…………………………3 单元电路设计与参数计算………………8 四． 整体电路图. ………………10 五．总原理图及元器件清单…………………11 六．性能测试与分析…………………………13 七课程设计报告总结……………………………18 八．参考文献……………………18 一、设计任务与要求 1.设计一集成稳压电路要求： (1)输出电压可调： (2)最大输出电流： (3)输出电压变化量： (4)稳压系数： 2.通过设计集成直流稳压电源，要求掌握： (1)选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。 掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。 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的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下： 其中， (1)电源变压器：是降压变压器，它的作用是将220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。变压器的变比由变压器的副边按确定，变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n，式中n是变压器的效率。 (2)整流电路：利用单向导电元件，将50HZ的正弦交流电变换成脉动的直流电。 2、整流电路 （1）直流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图所示。 2）工作原理 设变压器副边电压u2=√2U2sinωt，U2为有效值。 在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。 于输出电流的平均值的一半，即 电路中的每只二极管承受在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等的最大反向电压为 (U2是变压器副边电压有效值)。 RL两端并联一个电容量较大的电解电容C，则构成了电容滤波电路，如图5所示电路，由于滤波电容与负载并联，也称为并联滤波电路。 从图4可以看出，当u2为正半周时, 电源u2通过导通的二极管VD1、VD3向负载RL供电，并同时向电容C充电（将电能存储在电容里，如t1～t2），输出电压uo＝uc ≈ u2；uo达峰值后u2减小，当uo≥u2时，VD1、VD3提前截止，电容C通过RL放电，输出电压缓慢下降（如t2～t3），由于放电时间常数较大，电容放电速度很慢，当uC下降不多时u2已开始下一个上升周期，当u2＞uo时，电源u2又通过导通的VD2、VD4向负载RL供电，同时再给电容C充电（如t3～t4），如此周而复始。电路进入稳态工作后，负载上得到如图中实线所示的近似锯齿的电压波形，与整流输出的脉动直流（虚线）相比，滤波后输出的电压平滑多了。 显然，放电时间常数RLC越大、输出电压越平滑。若负载开路（RL=∞），电容无放电回路，输出电压将保持为u2的峰值不变。 （1）输出电压的估算 显然，电容滤波电路的输出电压与电容的放电时间常数τ=RLC有关，τ应远大于u2的周期T，分析及实验表明，当 τ=RLC≥（3～5）T /2 时，滤波电路的输出电压可按下式估算，即 UO≈1.2U2 （2）整流二极管导通时间缩短了，存在瞬间的浪涌电流，要求二极管允许通过更大的电流，管子参数应满足 IFM＞2IV=IO （3）在已知负载电阻RL的情况下，根据式子选择滤波电容C的容量，即 C≥（3～5） T /2RL 若容量偏小，输出电压UO将下降，一般均选择大容量的电解电容；电容的耐压应大于u2的峰值，同时要考虑电网电压波动的因素，留有足够的余量。 电容滤波电路的负载能力较差，仅适用于负载电流较小的场合。 (4)稳压电路:稳压管稳压电路其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。由于稳压电路发生波动、负载和温度发生变化，滤波电路输出的直流电压会随着变化。因此，为了维持输出电压稳定不变，还需加一级稳压电路。稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）等发生变化时，使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件组成。采用集成稳压器设计的电源具有性能稳定、结构简单