模电课程设计——15V精密直流稳压电源的设计.docVIP

PAGE PAGE 2 一．课题名称： +15V精密直流稳压电源的设计 二．设计任务与要求 基本要求： 输出电压为： +15V;误差不超过±10mv 当交流电网电压在180V至250V范围内变化或负载电流在零至80mA范围内变化时，输出电压的变化不超过10mv 具有过流保护及短路保护功能; 过流保护临界电流在100mA至300mV范围内 （二）一般要求： 1．综合运用电子技术课程中所学的理论知识完成课程设计。 2．通过查阅手册和文献资料，提高独立分析和解决实际问题的能力。 3．熟悉常用电子器件的类型和特征，并掌握合理选用的原则。 4．学会电子电路的分析、调试及安装技能。 5．进一步熟悉电子仪器的正确使用。 三.方案选择与论证 这次课程设计中，选用了两个方案。 第一种方案： 采用三端稳压电源7815构成直流可调电源，由于7815输出电压不能达到所需的稳定度，所以后并联一个D2稳压器使电压稳定输出。电路如图所示。 电路图设想如下 2、 调试结果如下： （一）、输出电压 变化范围在15.001到15.007 （二）、输出电流： 分析：输出电流过大 优点：该方案结构简单，所用仪器少，容易操作。 缺点：由于电路本身的局限性，导致精度不够，结果电流超出了所需值，故本方案被否决了。 第二种方案： 利用具有电流保护作用的直流稳压电源设计电路来达到准确输出电压的目的， 优点：思路清晰、简单，成本较低，用multisim可以仿真，仿真证明了方案的可行性。 缺点：所用元件较多，手工焊接麻烦，容易出错。 由于仿真证明了方案的可行性，所以采用此方案。 四．方案原理图 小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图1所示。 + 电 源 + 整 流 + 滤 波 + 稳 压 + u1 u2 u3 uI U0 _ 变压器 _ 电 路 _ 电 路 _ 电 路 _ （a）稳压电源的组成框图 u1 u2 u3 uI （b）整流与稳压过程 图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程 1．电源变压器 电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。电源变压器的效率为： 其中：是变压器副边的功率，是变压器原边的功率。一般小型变压器的效率如表1所示： 表1 小型变压器的效率 副边功率 效率 0.6 0.7 0.8 0.85 因此，当算出了副边功率后，就可以根据上表算出原边功率。 2．整流和滤波电路 在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路，整流电路的作用是将交流电压u2变换成脉动的直流电压u3。滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压u3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压UI。UI与交流电压u2的有效值U2的关系为： 在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为： 流过每只二极管的平均电流为： 其中：R为整流滤波电路的负载电阻，它为电容C提供放电通路，放电时间常数RC应满足： 其中：T = 20ms是50Hz交流电压的周期。 3．稳压电路 由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压UI会随着变化。因此，为了维持输出电压UI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）发生变化时，能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所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。 集成稳压器的类型很多，在小功率稳压电源中，普遍使用的是三端稳压器。按输出电压类型可分为固定式和可调式，此外又可分为正电压输出或负电压输出两种类型。 固定电压输出稳压器 常见的有CW78（LM78）系列三端固定式正电压输出集成稳压器；CW79（LM79）系列三端固定式负电压输出集成稳压器。三端是指稳压电路只