直流稳压电源设计

1、题目：直流稳压电源设计性能指标：1、U。= 3V 9V2、纹波电压的有效值 ：U5mV3、稳压系数：Sv 3 10一.原理小功率稳压电源由电源变压器、整流电蹄、滤波电賂和稳压电路囲个部分组成*如圈I 所示。1. 电源变压器电源变压器的作用是将来自电网的22DV交流电压U变换为整流电路所需要的交流电压ib电源变压器的效率为；其中*巴是变压器副边的功率，人是变压器原边的功率，一般小型变压器的敗率如表I所示衣1小型变压器的效率副边功率毘C72在整流电路中*每只极管所承受的最大反向电压为：% =屜流过每只二极管的平均电流为；2 R其中* R为整流滤波电路的负载电I山 它为电容C提供放电通路，放电时间常

2、数RC应 满足；心2其中：T = 20ms是和缶交流电压的周期。3. 稳压电路宙于输入电压W发主波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压U会随 着变化口因此，均了维持输出电压U稳定不变，还需加一级稳压电路口稳压电路的作用炬 当外界因素（电网电压、负栽、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 的稳压电源具有件邀稳建、結构简单等优点.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，此外文可分为正屯压输出或负电压输出两种类型.（1） 固定电出

3、输出稳压器常见的有CW78xx （LM78XX ）系列三端网定式正电压输出集成稳压粘CW79xx LM79xx ）系列三端固定式负电压输出巢戍稳压器三端是指稳压电蹄只有输入、输出和 接地三个接地端子.型号中垠后两位数字表示输出电压的稳定值，有5 6V. 9V. 15V. 18和24讥 稳压器使用时，要求输入电压U与输出电压5的电压差口-叽 鼻2亿 稳压 器的静态电流L=8nA.当Ua=5 I8V时，U【的最大值0|= 35V；当UO=I8 -24V吋 U|的最大值U说产40W 它们的引曲功能及组成附典型稳压电路见附录图兀所示。2）可调罠三端集成稳压器可调式三端集成稳压器是指输出电压可以连续调节

4、的稳压禅，有输出正电压的CW3I7 系列（LM3】7）三端稳压器；有输出负电压的匚W33?系列（LM33?）三端稳压器令在可调 式三端集成稳压器中，稳压器的三个端是拒输入端、输出端和调节端稳压器输出电压的可 调范围为U产L237V,最大输山屯流l=l,5An输入电压与输出电压差的允许范围为： 11-山=儿40讥 三端可调式集成稳压器的引唧及其应用电路见附录圏比二.稳压电源的设计方法:稳压电源的设计，是报据稳压电源的输出电压Uy输出电流I”输出纹波电压也4“等性能指标要求正确地确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电蹄中所用元器件 的性能参数.从而合理的选样这些器件.稳压电源的设计可以分为以

5、下三个步骤：1) 根据稳压电源的输出电压U*最大输出电流确定稳压器的型号及电路形式=2) 根据稳压器的输入电压确定电源变压器制边堆出匕的有效值山；根据稳压电 源的最大输出电流1硕卅碗定流过电源变压器副边的电流k利电源变压器副边的功率卩； 根据IS从表1查出变压器的效率U从而确定电源变压器原边的功率比然后根摇所确 定的参数.选择电源变压器=3) 确定整流二极管的正向平均电流怙、整流二极管的最大反向吐压口叩和滤波电容的 业睿值和耐压值二跟据所确定的参数*选择整流二极管和滤波电容二.设计步骤1) 选择集成稳压器确定电略形式集成稳压器选用CW317,其输出电压范围划t/o = .237K,最大输出电流

6、打丽为,5A=所确定的稳压电源电蹄如图2所示=4图2输出电压可调的稳压电源图 2 中，取 Ci=0.01pF. Q = lgF, G=Ih R| = 200。，lg=2k。，二极管 ffi 1N400I 在圈2电路中尺和尺w组成输他电压调节电路输出电压 0；弋1.25(1+兌/尺尺 取 120 2400,流过尺的电流SlOmA .取掩= 2405 则由 U(t = 1.25(1+ /?h /?,). 可求得：=2100,= 930Q ,觎取虫申为2AG的精密线绕电位器2）选择电源变压器rtl于CW317的输入电压与输出电压差的最小值（Ut -U（i）min二输入电压与输出电 压差的处大值（5-

7、U丄心=40卩，战CW317的输入电压范围为：U +（U,-U ） UfU +（Ut-U ）o mix v /o / minfanun % Xo /nwc即 w + zvu sr + 4ornvUt =0.8.4.取72=1A.= 17.IK7 *丙此，变压器副边输出功率：P. 1,U2 = 2W由于变压器的效率n=0.7,所以变压器原边输入功率占 地，选用功率为20甲的变压器=3）选用整流二极管利滤波电容市于：720, =72x12 = I7K. Ianvx =0.8J,N400I的反向击穿电压50K,额定工作电流切=3 ：厶咖，故整流二极管 选用 IN40010根据U,=W.Ut=2VUp

8、二5厲匚以二弘1尸和公式Ut町求得:0005 X 129x3 xlO-3= 2.2K所以，滤波电容匕r.T0 mux 20+8x x -50 22.2= 0.003 63=3636wF电容的耐压要犬于41U2=411 = 1V故滤波电容C取容量4700 ,耐压为25卩的电解电容.四、柜爪屯源們女込T逅垃按图3所示安装巢成稳压电跖*然后从稳压器 的输入端加入直流血压Uf2V,调节I如 若 输出电压也跟着发生变化.说明稳压电路工作正常* 用万用表测量整流二极管的正 反向电肌，正确判断出二极管的扱性后.按图4所示先在变压器 的副边接上额定电流A IA的保险丝，然后安装整 流滤波电路安装时耍注意.二扱

9、管和电解电容 的极性不要接反亠经检杳无误后.才将电源变压器-j_CW317H1 K,HO+与整流滤波电跻连接.通电后，用示波器或万用表检査整流后输出电压U,的极性，若M的极性为负,则说明幣流电路没订接对”此时君接入稳压电路* 就会损坏集成稳压器.因此确定u的 极性为正后，断开电源，按图2所示 特整流滤彼电路与稳压电路连接起來 然后接通电源，调节Rw的值，若输出 电压满足设计指标，说明稳压电源中各 级电路都能正常工作此时就可以进行 各项指标的测试U,Tc*-W图3稳压电路（其屮；g 6为IN4001型二极管,Cj-OJgF, C3=10|iFf Co=l|tF)图4整流滤波电蹄五、也止电源务项光

10、能捋标的测试1.输岀电压与最大输出电流的测试测试电路如图5所示* 般情 况2稳压器正常工作时，其输出 电流匚要小于最大输出电流人n田， 収人=054可算出RL=18i 工作吋上消耗的功率为：=9x0.5 = 4.5 W7 故心取额定功率A5W,阻值为 1SQ的电位器。自耦变压器L电流表閤5稳压电源性能指标的测试电路测试时，先使Rl =1SO+交流输入电压为22OV，用数字电压表测最的电压值就是LU 然后慢慢调小力直到U,的值下降5%，此时流经他的屯流就是/皿,记下你血后，要 马上调大7?已的值，以减小稳压器的功耗匚2.稳压系数的测量按图5所示连接电路，在5二220/吋，测出稳压电源的输出电压U严然后调节自鹅 变压器使输入电压U = 242r .测出稳压电源対应的输出电压| ；再调节自耦变压器使 输入电压U, =198K,测出稳压电源的输出电压U時 则稳压系数为M - 242 - 19853. 输出电阻的测量按图卩所示连楼电路，探持稳压电源的输入业压S=220F,在不接负裁Rl时测出开 路电压U*此吋心=0,然后接上负载陽，测出输岀电压Lk和输出电流心，则