可调直流稳压电源设计

1、可调直流稳压电源设计可调直流稳压源设计可调直流稳爪电源1电路组成2工作原理3主要技术指标1直流稳压电源的组成1. 1整流电路组成及原理12滤波电路组成及原理13稳压电路组成及原理1. 4综述2电路板设讣3原件选型及型号参数4电路安装与调试4 2.直流稳压电1013131517 3.参数的测18 4.出现的问题及解决方19 5收获及总19 6.参考文19 7附录附录1、晶体管直流稳压电源元器件清单,4附录2、稳定及可调稳压电源元气件清单,5附录3、作品实物图片,6附录4、测量参数图片,7-2 -可调直流稳压电源的设计1晶体管串联型直流稳压电源1.1电路组成(1) 电路.D2VlLM31732Vi

2、nVoutlD0GNDRlDlTlJ112402421J2ClINlC2220V/15V20. 33uF1200uFRP1C40UT32. 2K100uF3WC3121210uFRP2220 图1-1可调直流稳压电源电路(2) 框图电源变整流滤波稳压圧器电路电路电路图1-2框图1.2工作原理图1-3稳压过程(1)电源变压器城市电网提供的一般为220V(或380V)/50HZ的正弦交流电，电源变圧器的作用 是将电网交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压。然后再将其次级输出电 压去整流、滤波和稳压，最后得到所需要的直流电压幅值。(2)整流电路桥式整流电路的作用是利用单向导电性的整流元件二极管，

3、将正负交替的正弦 交流电压整流成为单向脉动电压。但是，这种单向电压往往包含着很大的脉动成 分，距离理想的直流电压还差得很远。(3) 滤波电路滤波电路山电容、电感等储能元件组成。它的作用是尽可能地将单向脉动电压 中交流成分滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流电压。(4) 稳压电路稳压电路的作用是采取某些措施，使输出的直流电压在电网电压或负载电流发 生变化时保持稳定。随着集成技术的发展，稳压电路也迅速实现集成化。LI前已能大量生产各种型 号的单片集成稳压电路。集成稳压器具有体积小，可靠性高以及温度特性好等优 点，而且使用灵活，价格低廉，被广泛应用于仪器，仪表及其它各种电子设备中, 特别是三端集成稳压

4、器。1. 3主要技术指标(1)输出电压在1. 5V-12V范围内连续可调，输出电流最大可达1A; (2)输出纹 波电压小于5mV,稳压系数小于3%,输岀电阻小于。2.直流稳压电源2. 1直流稳压电源的组成图2-1直流稳圧电源组成2. 1. 1整流电路组成及原理整流电路的任务:交流电压转变为单向脉动的电压(图2-2) o技术指标:衡量整 流丄作性能的参数输出电压平均值VO(AV):反映整流电路将交流电压转换为直流电压的能力。脉 动系数S:反映整流输出电压中交流成分的大小，用来衡量整流电路输出平滑程度。S二 VOr / VO (AV)图2-2整流波形常用单相整流电路分类:1、半波整流(图2-3)b

5、图2-3半波整流(1) 工作原理:u2 >0时：二极管导通，忽略二极管正向压降，u。二u2u20时：二极管截止，uo二0注:分析时，把二极管当作理想元件，即正向导通电阻为零，反向电阻穷 无穷大。(2) 输出电压平均值(U。),输出电流平均值(Io )(图2-4)Cf触0 ti, 2k图2-4波形图U9二+仏d佃）二* Til血血加（幼卜芈2弋45T：IrU9/RL=0.45U/RL二极管上的平均电流及承受的最高反向电压（图2-5）图2-5承受最高电压 二极管上的平均电流:ID二102承受的最高反向电压:Umax=U2图2-6桥式整流（1）工作原理U负半周,Vam :二极管2、4导通；1、

6、3截止。（2）工作波形（图2-7）1)11图2-8指标计算r/r Ivouw = VL =血 cot don 2«.9Jr5脉动奈数平旳樂流中流i）3 Ax嚴大辰向4压0£ =庞匕2.1.2滤波电路组成原理（1）几中滤波电路（图2-9）图2-9儿种滤波电路（&）电容滤波电路（b）电感电容滤波电路（倒L型）（c）型滤波电路-8 -（2）滤波原理利用储能元件电容两端的电压（或通过电感中的电流）不能突变的特性（电抗元件的储能作用），滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的LI的。以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图2-10所示。图

7、2-10桥式整流电容滤波电路A. RL未接入（图2-11）B. RL接入时（图2-12）-9 -整流输出电压电容电压时：二极管截止，电容经负载放电。整流输出电压电容电压时：二极管DI、D3导通，电容被充电。（3）电容滤波的特点A. 输出电压U。与放电时间常数RLC有关。RLC愈大电容器放电愈慢纹波减小V。愈大一般取充=尺曲2（3-5耳（门电源电压的周期） 近似値算:=1.2仍。B. 流过二极管瞬时电流很大。RLC越大U。越高负载电流的平均值越大，整流管导电时间越短iD的峰值电流大，故一般选管时，取G"3）分3）总2.1.3稳压电路组成及原理以下I 空対 论我怜小瑕. Ji稳山电路电跌

8、g简中.2 是带血枚能力¥,般只酬供 米准电出，不作 为申源便mu(1)稳圧电源质量指标-10 -输出电压怜一/g ", 了)输出电压变化鈕 AKO = XvAK, + /<A/O电性凋整率亠-沢1“站AT 0输入调整因数心二#I悶稳压系数输出电阻温度系数AKOf出=0AT =0(2) 固定输岀稳压电源A.13)三端集成稳压器(如图2-随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入,输岀和公共引出端，故称之为集成三端稳压器。常用的W7800 （W7900）系列三端集成稳压器，其

9、内部也是串联型晶体管稳压电路。电路内部附有短路和过热保护环节。W78OO列稳压密外形塑料封装W7900系列稳压器外形图2-13三端集成器-11 -B.输出电流超过1. 5 A（加散热器）a. 不需要外接元件b. 内部有过热保护c. 内部有过流保护d. 调整管设有安全工作区保护e. 输出电压容差为4%性能特点（7800系列，7900系列）输出电压额定值有:？（5V、6V、9V、12V、13V、18V、24V）等。C.三端集成固定稳压电源的 分类 I）w v I jus »u_ Ki. i- wmx-r nt l£i nW 了 S； Y> IU AI .*11 '

10、.； fl： < . I «|» ； I .tl I I. I.C . 5t才儿,仏匕代才“二卜：wngD.三端可调输岀集成稳压器分类正CH 117117L 申1 n V-CXX2171 圧、V 17-/CW31 乍、_/、'31 71.1为军品级：2为工:岛级:；力屋M融Dr?j -1 3“ hr：1严24UQ“V 137 /C V137M /C AM 13?k 电 C-5V257-/CW257A r-CW237T jB£CW337/CV337：VI-/CAV337LLM317稳爪器示意图-12 -7? 卩 慈 1.25x（l I 卷）2. 1.4

11、综述一个完整的小功率直流稳压电路山四部分组成：电源变压器、整流电路、滤波 电路以及稳压电路。变压器:用来将交流电网电压转换为所需要的电压值。整流电路:将交流电压变成脉动的直流电压。由于 此脉动的直流电压含有较大 的纹波。滤波电路:对较大的纹波加以滤除，从而得到平滑的直流电压。稳压电路:直流电压随着电网电压的波动、负载和温度的的变化而变化，所以 需要在整流滤波电路后加，用以维持输出直流电压稳定。2. 2电路板设计(1)按照第一部分所述原理，利用protel99se软件进行绘制。(图2-14)注意: a元器件管脚要正确连接。b. 原件标识直观明了c. 原理图层次清晰.D2VlLM31732VinV

12、outlD0GNDRlDlTlJ112402421J2ClINlC2220V/15V20. 33uF1200uFRP1C40UT32. 2K100uF3WC3121210uFRP2220.-13 -图2-14可调直流稳压电源原理图（2）建立元器件封装库根据所选原件型号，仔细查阅数据手册。根据手册中器件尺寸图，使用正确的器件封装。注意：遇到库中不存在的器件封装，如散热片，手动绘制封装时，需要仔细测量其尺 寸。（3）PCB的绘制（图2-15）要求:布局合理，布线清晰。注意：散热片与电解电容距离要适中，防止电容受热老化b.使用覆铜作为地平面 （地线）。QLIN4001 釦I卜鼻!Pl0U12, 2K

13、J203 N40atN40010-1 TUB触TWcm nn5 EN+OOL erne 稔匚工崎1 N+001R H220C32 LMiQOl 爲1总ClL200uF图2-15线路板设计图23原件选型及型号参数I.帥电压聽rtisiin&xi（粗调）（细调）R的选定mon1 > LMJ17稳定工作要求的假小电流为;aJ .5mA-*5miA （安全）3） R1収值过小会使LM31 7的电流分流过篦导致h FP»，所以心的下限取为川心“ClI 的注.CJC2：抑制巾金捺為.C2 g I O.加卩卩C3： MiM. WUl*小U*讥的教枚川I讥0 愉冑电圧申的虫唆tHM；分

14、li >C$ IOhK/IRVioh 3Sdf1VIU.侵从叩的谨功卜；Cl fOOpF/lliV.h.on " 八“ |9.vax <1l!I C liM“4W片旷v " -<)1 I* 6<i ( I u , 4|A»'. I：0- it !.></* <* l>t .tXJ CM - r*AI IVt7.- - * f (U*¥ *'l»i. H IV.* -1 I »«! - ftf.v jii5*”；«MF<m-! f -|»

15、, I «. I! no :丨汗i» i. n.；.h； 枕fvip./ ®7 rV.w vihQrtUMhruAftl ，靳W揖& 彳心、汩0 y 气 nnu.,-.宀2押 WV47 tn yvt f« > gM m /w u v 人Ce«w i I 侥 fr«< <i » e/y.2. 4电路的安装与调试（1）元器件检查与整形a. 检查PCB是否有断线、短路、破损等情况;检查元件型号、数量是否与清单一致；_ 16 _b. 对主要元器件（如电源线、变压器、整流二极管等）进行参数测定。C.使用工具对

16、相关元件按照相关技术规范进行整形。（严禁粗暴整形）（2）焊接 焊接要按照从低到高的顺序，依次进行。焊点要有光滑整齐的外观，足够的机 械强度以及可黑的电气连接。（3）装配注意：a. 变压器副边中心抽头要接到地线上。b. 220V电源线与变压器原边接线要有热缩管保护，防止触电短路。（3）调试&.检查电源插头是否短路。b.各输出对地是否短路。若上述两步均可通过，即可进行通电检查。逐级测量各点参数是否符合设讣要 求。（4）常见问题处理变圧器副边无输出断电后检查副边线圈电阻，若电阻为无穷大，更换新的变 压器。b. 整流电路输出电压不达标整流二极管方向是否正确。c. 滤波电容发热整流二极管方向是否

17、正确。d. 电源指示灯不亮限流电阻是否正确焊接;发光二级管极性是否安装正确。e. 稳压输出电压不正常是否正确安装稳压器；电压调整电路是否焊接正常。（5）实物 调试好后，进行参数测量。a. 电压输岀测量用万用表直流电压档测量各路输出。b. 最大输出电流测量外加可调大功率电阻，搭建电流测量电路，III大到小调整电阻，记录输出电 流。当电压突然出现跌落时，说明已超过其最大输出电流，应及时断开测量回路。 此时对应的电流即为最大输出电流。3. 纹波电压测量-17 -使用数字示波器，切换至交流输入型，此时采入的波形即为纹波电压，如附录 4所示，放大波形，读取峰峰值即可。3. 参数的测量表1.晶体管稳压电源

18、参数测定直流电输出电输出电充电电阻压（+）压流1. 5K 3. 04V -3. 04 42. 2mA4. 40V -4.4 43. 4mA5. 82V -5. 82 44. 0mA表2.可调稳压电源参数测定原边电阻550 Q5. 96Q副边电阻5. 98Q理论+5V +12V -12V 1. 25V, 14V 值 输出电压 实测 5. 00V U.83V -11.961. 25V15. 96V 值纹波电压18. 7mV4. 实验中出现的问题及解决方法在安装的过程中由于安装的顺序不对，导致焊接的不便，我通过重新的安装 使得安装相对的简单，另外在安装过程中出现了元件的顺序安装错误，导致了极性 电容

19、发热通过用万用表检测其极性后重新安装了二极管。使得电路恢复了正常。另外，曲于没有正确的安装芯片，导致电路不能正常的工作，在没有接通电源 的时候及时的发现了错误，所以及时调整了芯片的位置，防止了由于粗心而导致的 烧毁芯片的后果。最后曲于硕件在一些方面有一些缺陷，所以，通过考虑，将缺点进行了处理。-18 -5. 收获及总结通过此次对稳压电源的设讣与制作，我对稳压电源的相关知识有了更深的理解 和认识。在晶体管的稳压电源中，对于晶体管的稳压原理有了较为深刻的理解，以 及在设讣的过程当中应该注意的事项。如在设计完电路之后，需要加入电路的框 图。并且需要在实际的时候注意每一个原件的型号以及其能承受的最大电流考虑到 其是否能够正常的工作，设计的时候还要注意其极性的标注。在直流稳压电源的设讣中，首先要求对模电知识熟悉，能够正确的设计出直流 稳压电源，如每一部分的作用，以及工作原理。这次的制作让我对于稳压电源电路 有了更进一步的了解，并且制作过程不仅加强了我的焊接能力，加强了理论与实践 相结合的能力。比如说，对于各种芯片的安装，以及电路板实际的设讣知识的掌握 等等。6. 参考文献1. 康华光，