直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計

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1、題目直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計一、設(shè)計任務(wù)與要求1．用橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設(shè)計固定的正負直流電源（±12V）；2．輸出可調(diào)直流電壓，范圍1.5∽15V；3．輸出電流IOm≥1500mA；（要有電流擴展功能）4.穩(wěn)壓系數(shù)Sr≤0.05；具有過流保護功能。二、方案設(shè)計與論證穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成，如下圖1所示，其整流與穩(wěn)壓過程的電壓輸出波形如圖2所示。~220V電網(wǎng)電壓U1電源變壓器U2整流電路U3濾波電路Ui穩(wěn)壓電路Uo負載RL圖1穩(wěn)壓電源的組成框圖圖2整流與穩(wěn)壓過程波形圖17電網(wǎng)供電電壓交流220V(有效值)50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采

2、用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓。降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動大）。脈動大的直流電壓須經(jīng)過濾波電路變成平滑，脈動小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。濾波后的直流電壓，再通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給負載RL。方案一、單相半波整流電路半波單相整流電路簡單，電路及其電壓輸出波形分別如圖3、圖4所示，使用元件少，它只對交流電的一半波形整流，其輸出波形只利用了交流電的一半波形則整流效率不高，且輸出波形脈動大，其值為；直流成分??；=0.45，變壓器利用率低。圖3單相半波整流電路圖4單相半波整流電路電壓輸

3、出波形方案二、單相全波整流電路17使用的整流器件是半波電路的兩倍，整流電壓脈動較小，是半波的一半，無濾波電路時的輸出電壓=0.9，變壓器的利用率比半波電路的高，整流器件所承受的反向電壓要求較高。方案三、單相橋式整流電路單相橋式整流電路使用的整流器件較多，但其實現(xiàn)了全波整流電路，它將的負半周也利用起來，所以在變壓器副邊電壓有效值相同的情況下，輸出電壓的平均值是半波整流電路的兩倍，且如果負載也相同的情況下，輸出電流的平均值也是半波整流電路的兩倍，且其與半波整流電路相比，在相同的變壓器副邊電壓下，對二極管的參數(shù)要求一樣，還具有輸出電壓高、變壓器利用率高、脈動小等優(yōu)點。我的選擇：綜合三種方案的優(yōu)缺

4、點決定用方案三三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算整流電路采用單相橋式整流電路，電路如圖5所示，圖5單相橋式整流電路當u2>0時，電流由+流出，經(jīng)D1、RL、D2流入-，即D1、D2導(dǎo)通，D3、D4截止；當u2<0時，電流由-流出，經(jīng)D3、RL、D4流入+，即D3、D4導(dǎo)通，D1、D2截止。電路的輸出波形如圖6所示。17圖6單相橋式整流電路輸出波形在橋式整流電路中，每個二極管都只在半個周期內(nèi)導(dǎo)電，所以流過每個二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半，即。電路中的每只二極管承受的最大反向電壓為(U2是變壓器副邊電壓有效值)。在設(shè)計中，常利用電容器兩端的電壓不能突變和流過電感器的電流不能突變的特點，將

5、電容器和負載電容并聯(lián)或電容器與負載電阻串聯(lián)，以達到使輸出波形基本平滑的目的。選擇電容濾波電路后，直流輸出電壓：=(1.1~1.2)，直流輸出電流：（是變壓器副邊電流的有效值。），穩(wěn)壓電路可選集成三端穩(wěn)壓器電路。12V直流穩(wěn)壓電源電路總體原理電路圖如圖7所示，可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源電路總體原理電路圖如圖8所示，電流擴展直流穩(wěn)壓電源電路總體原理電路圖如圖9所示：17圖712V直流穩(wěn)壓電源圖8可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源17圖9電流可擴展直流穩(wěn)壓電源電路1.選集成穩(wěn)壓器，確定電路形式(1)、在12V直流穩(wěn)壓電源電路實驗中的穩(wěn)壓電路，采用固定式三端穩(wěn)壓器，主要使用了集成塊78系列及79系列。78××系列輸出為正

6、電壓，輸出電流可達1A，如7812的輸出電流為5mA~1A，它的輸出電壓為12V。和78××系列對應(yīng)的有79××系列，它輸出為負電壓，如7912表示輸出電壓為–12V和輸出電流為5mA~1A。故稱之為三端式穩(wěn)壓器。這類集成穩(wěn)壓器的外形圖及典型應(yīng)用電路圖如圖10所示。17圖10三端穩(wěn)壓器7812、7912管腳圖及典型應(yīng)用電路圖(2)、在可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源電路因為要求輸出電壓可調(diào)，所以選可調(diào)式三端穩(wěn)壓器LM317，其特性參數(shù)，，最小輸入、輸出壓差，最大輸入、輸出壓差，能滿足設(shè)計要求，故選用LM317組成的穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓器內(nèi)部含有過流、過熱保護電路，具有安全可靠，性能優(yōu)良、不易損壞、使用方便等優(yōu)

7、點。其電壓調(diào)整率和電流調(diào)整率均優(yōu)于固定式集成穩(wěn)壓構(gòu)成的可調(diào)電壓穩(wěn)壓電源。電路系列的引腳功能相同，管腳圖如圖11和典型電路如圖12所示.。與組成電壓輸出調(diào)節(jié)電路，輸出電壓，式中，1.25是集成穩(wěn)壓塊輸出端與調(diào)整端之間的固有參考電壓，此電壓加于給定電阻兩端，將產(chǎn)生一個恒定電流通過輸出電壓調(diào)節(jié)電位器，電阻常取值120~240，取=240，則=48，=2.64k,故取為5k的精密線繞可調(diào)17電位器，與其并聯(lián)的電容器C可進一步減小