直流稳压电源制作.doc

日期：2010年12月10日

1、题目：直流稳压电源制作（要求输出电压为5~16v）
2、内容：
（1）直流电源的四个部分：变压、整流、滤波和稳压；（2）电路设计和仿真；
（3）电路的焊接制作；
（4）电路的调试。

3、要求：
（1）掌握直流稳压电源中整流、滤波、稳压的基本理论；
（2）熟练使用相关的实验仪器和设备；
（3）能使用相关软件设计电路图并进行仿真；
（4）完成本课程设计。

4、目的：
（1）使学生将学过的理论知识再创造后用于工程实际，从而培养学生善于调查研究，勤于创造思维，勇于大胆开拓的学习和工作作风。
（2）使学生具备电子与信息技术高级技术专门人才所需的基本理论知识、基本技能。
（3）通过课程设计，学生应了解电子产品设计与制作的一般过程，掌握电子电路设计的基本方法和一般过程。

5、系统框图：

6、各部分功能：
（l）电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流
电压ui
变压器电压比ui/v=Nui/Nv（式中Nui、Nv分别为器次级匝数，Nv初级匝数）
变压器副边与原边的功率比为：P2／P1=η（式中η为变压器的效率）
(2)整流滤波电路：（桥式整流电容滤波电路）

整流电路将交流电压u1变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除纹波，输出直流电压。
整流电路：将变压器次级交流电压u2变成单向的直流电压u3，它包含直流成份和许多谐波分量。整流电路分为单相半波整流电路、单相全波整流电路和单相桥式整流电路。根据它们的优缺点的分析结果，本设计采用集成单相桥式整流电路,桥式电路采用四只二极管,接成桥式。

电路工作原理：利用二极管正向导通反向截止的工作原理,当U2为正半周时二极管D1、D3导通,D2\D4截止当U2为负半周时二极管D2、D4导通,D1、D3截止。而流过负载的电流的方向是一致的,在负载形成单方向的全波脉动电压。.从而实现将交流的电压变为直流电压。
（3）稳压电路：
由整流、滤波电路输出的直流电压稳定程度较差。输出直流电压不稳定的原因有两方面:
一方面是交流电网电压有时变化,使输出电压随之变化;另一方面是整流滤波电路具有较大内阻,当负载电流变化时,电源内阻上的压降变化,使输出电压随之变化。采用稳压电路后,输出电压的稳定程度将大为改善,同时其波形也更加平滑。
单相桥式整流电路的输出直流电压UL,与输入交流电压U(有效值)之间的关系为
UL=0.9U
经过电容滤波后则为：UL=(1.0～1.4)U

稳压电路的主要指标稳压系数Sr和稳压电路的输出电阻。
①稳压系数Sr：稳压系数是在有负载固定不变的前提下，输出电压的相对变化量△Uo/Uo与稳压电路输入电压相对变化量△Ui/Ui之比，即：△Uo/△Ui
该指标反映了电网波动对输出电压的影响。此外稳压电路输入电压Usc就是整流滤波以后的直流电压。
②稳压电路的输出电阻 ：输出电阻可以衡量稳压电路受载电阻的影响程度。
③除了上述两个指标外,有时还用其它指标:电压调整率，指当电网电压（u2）变化10%时，输出电压的相对变化量；电流调整率，指当输出电流Io从零到最大时，输出电压的相对变化；最大波纹电压，反映在输出端存在的HZ或者100Hz交流分量，通常以有效值或峰—峰值表示；温度系数，指电网电压和负载都不变时，由于温度变化面引起的输出电压漂移等。
(4)LM317工作电路原理
由于LM317的3脚与1脚之间电压为恒定值1.25V，可以看作是基准电压，所以由固定电阻R：（应小于240Ω）与电位器RP1组成的取样分压电路，可以用来调节输出电压，可按下式估算：
U。=1.25V(1+RP1/R1)
调整端2的电流极小，所以流过R1和RP1的电流几乎相等，通过改变电位器R3的阻值就能改变输出电压U。为保持输出电压的稳定性，要求流经R1的电流要小于5mA，这就限制了电阻R1的取值。此外，还应注意：LM317在不加散热器时的最大允许功耗为2W，在加200×200×3mmз散热板后，其最大允许功耗可达15W。
（5）发光二极管LED2
发光二极管的压降一般为1.5~2.0V，其工作电流一般取5mA~20mA为宜。因为Ui=(30~33v)
该发光官二极管在电路正常工作时起指示灯作用。当电路工作电流超出额定值时，发光二极管反向，灯将熄灭，起过流保护的作用。
7、总电路图：

8、电路工作原理：
电路中，桥式整流电容滤波电路的输出作为串联调整型稳压电源的输入Ui，而稳压电
源的输出电压Uo=Ui－UCE1，UCE1为调整管Q1的CE极压降。当电网电压波动（负载发生
变化）时，引起输出电压Uo的变化，而调整管的UCE1也将产生相应的变化，最终使Uo
基本保持不变。从而达到稳压目的，稳压过程如下：
UI↓→Uo↓→UBE2↓→IC2↓→UC2↑→UB