可调直流稳压电源(课程设计).doc

1、电子技术课程设计学 院： 工学院 专 业： 机械设计制造及其自动 班 级： 1303 班 姓 名： 某某某 学 号： 2222222222 指导教师： 2015年 12月 7日I工学院课程设计评审表学生姓名 某某某专业机械设计制造及其自动化年级2013级学号设计题目 可调直流稳压电源评价内容 评价指标评分权值评定成绩设计目的及设计方案有扎实的基础理论知识和专业知识；能正确设计实验方案；独立进行实验工作；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。选题合理、目的明确。设计方案正确，具有可行性、创新性。20课程设计结果论文结果有应用价值；图纸绘制符合国家标准，质量符合要求；工作中有创新意识；对前人工作

2、有改进或突破，或有独特见解。 （电子 CAD 图纸、测试或仿真数据、在试验箱上搭建电路或用电路板制作产品）计算及测试结果准确；能正确处理实验数据。30课程设计态度准时到课，按期完成规定的任务，工作量饱满；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。态度认真、学习刻苦。10课程设计报告实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；设计报告的规范化、参考文献充分（不少于 3篇） 。20答辩 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理； 20合计 100II指导教师评语电子技术课程设计任务书设计

3、题目： 电压可调的直流稳压电源的设计指 导老 师参 加学 生设 计目 的（1）加深对理论知识的理解。（2）学习电子产品设计、制作、调试的一般方法和步骤。（4）掌握设计说明书的撰写规范。（5）体会工程实践与理论学习的异同。设 计内 容利用三端可调式集成稳压器 LM317 设计一个电压可调的直流稳压电源。主要技术指标：（1）输入电压：单相交流 220V10%（2）额定输出电压：DC 59V（3）额定输出电流：1A制作 PCB并安装调试。设 计要 求（1）除了已给参数，电路结构及其他参数自己计算、选定。（2）完善电路，使之更接近实用。如：增加短路保护、防输入振荡、LED 指示等。（3）为简化设计可不

4、考虑 LM317的散热设计。（4）报告包括：设计过程（设计任务及要求、设计思路、主要器件介绍、参数计算、原理图）、原理说明、元件明细表、PCB图、产品照片、实验数据、波形及对数据、波形的分析、结论。III摘要随着科技的发展，电气、电子设备已经广泛的应用于日常、科研、学习等各个方面。电源作为电气、电子设备必不可少的能源供应部件，需求日益增加，而且对电源的功能、稳定性等各项指标也提出了更高的要求。对电源的研究和开发已经成为新技术、新设备开发的重要环节，在推动科技发展中起着重要作用。本设计主要用串联型稳压电路设计直流稳压电源，通过相关知识计算出各电路中各个器件的参数，使电路性能达到设计要求中的电压调

5、整率，电流调整率，负载调整率，纹波电压等各项指标。1目 录摘要 .I1 绪论 .11.1 电源技术 .11.2 电源的分类 .12 设计过程 .22.1 设计目的 .22.2 设计任务及要求 .22.3 直流稳压电源设计思路 .22.4 设计原理 .22.4.1 直流稳压电源的基本原理 .22.5 电路相关元件及电路指标简介 .42.5.1 LM317 集成稳压器的特性简介 .42.5.2 串联型稳压电路的主要特点 .52.6.1 选择整流电路中的二极管 .62.6.2 选择集成三端稳压器 .62.6.3 确定 R1、R2 的阻值 .72.6.4 滤波电路中滤波电容的选择 .82.7 设计电路

6、图 .82.8 元件明细表 .93 组合硬件电路的调试及改进 .103.1 输出电压 .113.2 纹波电压的测试 .113.3 电源内阻的测量 .124 结论 .135 设计心得体会 .14致谢 .15参考文献 .161可调直流稳压电源1 绪论1.1 电源技术电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。电源在使用时会

7、造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准，才能够进入市场。随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。1.2 电源的分类电源可分为交流电源和直流电源，它是任何电子设备都不可缺少的组成部分。交流电源一般为 220V、50Hz 电源，但许多家用电器设备的内部电路都要采用直流电源作为供电能源，如收音机、电视机、带微处理器控制的家电设备等都离不开这种电源。直流电源又分为两类：一类是能直接供给直流电流或电压的，如电池、蓄电池、太阳能电池、硅光电池、生物电池等，本文不做具体介绍；另一类是将交流电变换成所需的稳定的直流电流或电压的

8、，这类变换电路统称为直流稳压电源。现在所使用的大多数电子设备中，几乎都必须用到直流稳压电源来使其正常工作，而最常用的是能将交流电网电压转换为稳定直流电压的直流电源，可见直流稳压电源在电子设备中起着主要作用，为设备能够稳定工作提供保证。220V、50HZ 的单向交流电源经电源变压器降压后，再经过整流滤波可获得低电压小功率直流电源。然而，由于电网电压可以有10%变化。为此必须将整流滤波后的直流电压由稳压电路稳定后再提供给负载，使负载上直流电源电压受上述因素的影响程度达到最小。直流电源电压系统一般由四部分组成，它们分别是电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路。12设计过程2.1设计目的1、学习基本

9、理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。2、学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。3、培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。2.2设计任务及要求1、输入电压：单相交流 220V10%2、额定输入电压 DC 59（v）3、输出的输出电流 I0=1A2.3 直流稳压电源设计思路1、电网供电电压交流220V(有效值)50Hz ，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。2、降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大） 。3、脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的

10、直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。4、滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给电压表。2.4 设计原理2.4.1 直流稳压电源的基本原理直流稳压电源是一种将 220V 工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下：2其中，1、电源变压器：是降压变压器，它的作用是将220V 的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。变压器的变比由变压器的副边按确定，变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=n，式中n是变压器的效率。2、整流电路：利用单

11、向导电元件，将50HZ的正弦交流电变换成脉动的直流电。4 图 1 单相桥式全波整流电路3、滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分滤除。滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压U 1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。 图 2 电容滤波器的作用34、稳压电路:稳压管稳压电路其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。在本次课程设计中我准备采用串联型稳压电路，集成稳压器选用 LM317。电源变压器选用 9V/10W。由于输入电压 U1 发生波动、负载和温度发生变化时，

12、滤波电路输出的直流电压 U2 会随着变化。因此，为了维持输出电压 U2 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。本课程设计中采用三端可调稳压器 LM317.2.5 电路相关元件及电路指标简介2.5.1 LM317 集成稳压器的特性简介LM317 可

13、调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压. 不过它只能连续可调的正电压,稳压器内部含有过流,过热保护电路;由一个电阻(R) 和一个可变电位器(RP)组成电压输出调节电路,输出电压为:Vo=1.25(1+RP/R).由此可见此稳压器的性能和稳压稳定都比上一个三端稳压电源要好,所以此此方案可选,此电源就选用了 LM317 三端稳压电源.三端可调稳压器的输出电压可调，稳压精度高，输出波纹小。其一般的输出电压为 1.2535V 或-1.25-35V。比较典型的产品有 LM317 和 LM337 等。其中 LM317 的输出电压范围是 1.2V 至 37V，LM337 的输出电压范围是 -1.2V

14、至 -37V，负载电流最大为 1.5A。它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。特性简介：1、可调整输出电压低到 1.2V。2、保证 1.5A输出电流。3、典型线性调整 0.01%。4、典型负载调整 0.1%。5、80dB 纹波抑制比。46、输出短路保护。7、过流、过热保护。8、调整管安全工作区保护9、标准三端晶体管封装。电压范围： 1、LM317 1.25V 至 37V连续可调。2、输入输出最小压差降为 0.2V图 3 是三端可调输出集成稳压器的一般应用电路。电路中的 R1、

15、R2 组成可调输出的电阻网络。为了能使电路中的偏置电流和调整管的漏电流被吸收，所以设定 R1 为 120240 欧姆。通过 R1 泻放的电流为 510mA。输入电容器 C1用于抑制纹波电压，输出电容器 C2 用于消震，缓冲冲击性负载，保证电路工作稳定。由于加外接保护电路 C2 的存在，容易发生电容器发电而损坏稳压器。若有外接保护二极管 D2，电容器 C2 放电时，D1 导通钳位，使稳压器得到保护。D1 是为了防止调节端旁路电容器 C3 放电时而损坏稳压器的保护二极管。旁路电容器 C3 也是为了抑制波纹电压而设置的。当 C3 为 10uF 时，能提高纹波抑制比 15dB。图 3 LM317 应用电路图稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，如输出电压、输出电滤及电压调节范围；另一类是质量指标，反映一个稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。2.5.2 串联型稳压电路的主要特点