多路直流稳压电源的设计.ppt

多路直流稳压电源设计 一、设计任务 1.已知条件：集成稳压器7805、7905和LM317。其性能参数请查阅集成稳压器手册。 2. 设计一个输出正5伏、负5伏及输出电压可调的多路直流稳压电源。 性能指标要求：输出电压Vo及最大输出电流Iomax， 1路Vo =5V对称输出, Iomax=100mA 2路Vo =+(36)V连续可调, Iomax=200mA 纹波电压Vop-p5mV 稳压系数SV 510,二、直流稳压电源的组成和功能 电源变压器: 将交流电网电压V1变为合适的交流电压V2。 整流电路: 将交流电压V2变为脉动的直流电压V3。 滤波电路: 将脉动直流电压V3转变为平滑的直流电压V4 稳压电路: 当电网电压波动及负载变化时,保持输出电压Vo的稳定。,电 路,整流电压波形,整流电压平均值 Uo=0.45U Uo=0.9U Uo=0.9U 二极管平均电流 Io Io/2 Io/2 二极管反向电压 2U=1.41U 22U=2.83U 2U=1.41U 副边电流有效值 1.57Io 0.79Io 1.11Io,（1）选电源变压器 对于LM317：Vomax+(Vi-Vo)minViVomin+(Vi-Vo)max 6V+3VVi3V+40V，9VVi43V 副边电压V2Vimin/1.1=9/1.1V，取V2=9V， 副边电流I2Iomax，取I2=1A， 则变压器副边输出功率P2I2V2=9W，查表可得变压器的效率 =0.6 则原边输入功率P1P2/=15W。 对于78、79系列：5+(35)VVi5V+25V。 副边电压V2Vimin/1.1=7.5/1.1V，取V2=10V， 副边电流I2Iomax，取I2=1A， 则变压器副边输出功率P2I2*V2=10W，查表可得变压器的效率 =0.7 P1P2/=20W。综上两路考虑，为留有余地，选功率为25W的电源变压器 （2）滤波电容的选择 滤波电容C可由纹波电压VOP-P和稳压系数SV确定，已知VO=15V，Vi=18V， VOP-P=5mV， SV 510，由式Sv=(Vo/Vo)/(Vi/Vi) Vi=VoppVi/VoSv=1.2V得电容C=Ict/Vi=833uF，取C=1000uF t为电容C的放电时间，t=T/2=0.05S 为电容C的放电电流，可取滤波电容的耐压值应大于对于317，C=1333uF，可取1000uF与470uF并联耐压值大于2V2=91.414=12.75V,（3）选择整流二极管及滤波电容 整流二极管D选1N4001或1N4002 其极限参数为:VRM50V，IF=1A 满足VRM2V2 IFIomax的条件 如果负载变动频繁，在7815输出也可接-10100的电解容。 （4）一般稳压电路通常选用三端集成稳压器 常用的产品有固定正电压输 出78XX系列，负电压输出79XX系列；输出连续可调的有LM317(正)、LM337(负)系列。应用该类稳压器时，其输入UI与输出电压Uo之间的压差不低于35V。LM317、LM337的最小输出电压 U32=1.25V，R1中的电流一般为510mA，R1的取值可取120240。其封装见图. 若采用正负电源时，LM317的输入电压应大于Uo2+Uo3+3=5+6+3=14V,集成运放应选用单电源运放如LM324,6V基准电源可采用温度特性好的稳压管，恒流源的设计要使Uo2在整个调节范围内，其电流保持不变，因此利用+15V稳压器的输出作为恒流管的偏置和电源。在图中，设恒流源的电流Ic=Iw，则Uo2的最大调节范围为Uo2=IwR2=Uo2-1.25选定稳压管工作电流Iw后就可以确定R2的值。而Iw可由偏置电阻R3设定。,四、电路仿真 1.测试Vo1,Vo2的电压和Vo3电压范围； 2.测试Vo1，Vo2和Vo3 (5V)的稳压系数Su（RL=100）;计数Sv. 3.测试Vo1,Vo2和VO3的Ro.(改变RL为50和100）; 4.仿真分析整流电路的输入、输出波形及电源的输出纹波。 电路通过仿真后，确定实验前的元件参数。,五、实验内容及测试步骤 1.变压器交流电压的测量(单独测量) 测量变压器的次级电源电压，填入表中。 2.整流滤波电路测试（计算K） 取RL100 ，不加滤波电容，测量直流输出电压VI及输入电压UI， 取RL100 ，C1000f ，重复内容)的要求 取RL ，C1000f ，重复内容)的要求,C1,1000uF,RL,100,2,3,1,11,12,VI,VL为直流，UL为交流。,UI,3. 测量三路稳压电源的输出电压 测试方法：测量输出端时分别接100负载电阻。测量3-6V时，分别测量对应的电位器的阻值。再调节电位器RW， 测量输出电压可调范围V0minV0max。验证 公式VO1.25(1+Rw/R1),4.测量三路稳压电源的输出电阻R0 输出电阻R0：当输入电压VI（指稳压电路输入电压）保持不变，负载电流由空载变化到额定电流时,而引起的输出电压变化，即Ro=Vo/Io,5. 测量三路稳压电源的输出纹波电压 输出纹波电压是指在额定负载条件下，输出电压中交流分量的峰峰值。 第一路+5V:取Uo5V,RL=100，用示波器测量U10纹波电压值及波形 第二路-5V:取Uo-5V,RL=100 ，用示波器测量U02纹波电压值及波形 第三路3-6V:取Uo5V,RL=100 ，用示波器测量U03纹波电压值及波形,6.測量三路稳压电源的稳压系数Su的测量 测试过程是：先用变