新直流稳压电源设计实验报告

集成直流稳压电源设计实验报告

姓名：徐海峰

班级：通信工程15-1班

学号：2015211573

同组者：蒲玉倩

指导老师：孙锐许良凤

一、设计题目 ： 集成直流稳压电源设计 二、设计指标及要求

输出电压Vo=+3~+9V ，最大输出电流max I 800o mA

=，纹波电压

V 5op p mV

-∆≤，

稳压系数

3

v S 310-≤⨯V 。

三、原理分析与设计步骤 1.直流稳压电路结构选择

直流稳压电源的基本结构如图1.1所示，分为四个基本环节，即电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。据此确定欲设计的电路结构如图1.2所示（具体阻容参数已经标出）。

图1.1

图1.2

2.交流变压器

将220V交流电压降低至一定幅度以使后级稳压电路正常工作。

3.整流电路

将交流电压转换成脉动直流电压，分为半波整流、全波整流和桥式整流。本实验采用二极管桥式整流电路，电路结构如图3.1所示。

图3.1

整流原理如下：

o

U输出电压平均值

o

I输出电流平均值

D

I二极管电流平均值

D

I二极管电流有效值

2

I变压器副边电流有

效值

DRM

U二极管最大反向电

压

2

2

2

1

()

1

2sin()

22

0.9

o

U u d t

U td t

U

U

π

π

ω

π

ωω

π

=

=

==

⎰

⎰

002

/0.9/

L L

I U R U R

==

00

1

2

D

I I

=

1.57

D D

I I

=

20

21.57

D

I I

=

2

2

DRM

U U

=

4.滤波电路

本实验采用电容滤波电路。电容滤波电路充电时间常数d r C τ=（d r 为二极管正向导通电阻）很小而放电时间常数L R C τ=较大，充电快而放电慢，达到滤波效果。该电路有如下特点：

1）输出电压平均值o U 与时间常数L R C τ=有关。τ越大，电容放电越慢，输出电压平均值越大。纯电阻负载时，一般取(5~10)L R C T =（T 为交流电源电

压周期）；非纯电阻负载时，一般取 5.集成稳压电路

5.1集成稳压器件LM317

LM317是一款可调节三端稳压器，在输出电压范围为1.25V 到25V 时能够提供最大1.5A 的电流,它只需要两个外部电阻来设置输出电压。 管脚排列见图5.1.1。

图5.1.1

(3~5)2

L

T

R C =。管脚 1.调整端Adjust

2.输出端Vout

3.输入端Vin

图5.1.2 5.2 LM317典型接法

LM317的典型接法如图5.1.2所示。

工作时，LM317建立并保持输出端与调节端之间 1.25V 的标称参考电压（Vref ），该标称电压经过电阻R1转换成编程电流（Iprog ），经由R2流到大地。输出电压为：

2

21

(1)out

ref adj R V V I R R =++

其中adj I 为调整端电流，不大于100A μ。调节电位器R2，便可以实现输出电压可调的目的。D 为保护二极管，用以防止C2向调整端放电；10.1C F μ=为输入旁路电容，用以减小稳压器对输入电源阻抗的敏感性；210C F μ=作为调整端的旁路电容，用以提高纹波抑制比，防止输出电压增大时纹波被同步放大。 6.参数计算与器件选择 6.1 电路参数计算

图6.1

1）稳压器件选择LM317 2）输出滤波电容

作用是使输出电压波形更平滑，减少负载对电源的影响。由于LM317稳压电路中已经采用调整端旁路电容310C F μ=抑制输出纹波，相当于输出滤波电容。

3）稳压器前小滤波电容C2

根据LM317技术手册，选取稳压器前端小滤波电容20.1C F μ=。由于电解电容高频特性差，C3使用无极性小容量电容。

4）滤波电容C1

滤波负载不是纯电阻时，一般有 取10L R =Ω时，计算得

31(3~5)10C F μ=⨯，结合实际情况，取12200C F μ=。

5）二极管与变压器

根据技术手册，为使稳压器空载时能正常工作，R1中的电流应取

1(5~10)R I mA =，则11

(125~250)ref R V R I =

=Ω，选取1240=ΩR 。

由2

1

1.25(1)3~9==+

=++o out R u V V V R 得2min 336=ΩR ，2max 1.49=ΩR k 1(3~5)2L T

R C =。

k的电位器。

根据实际情况选取满量程为5Ω

根据以上计算，选取相应型号的二极管和变压器。至此电路参数已完全确定。

6.2元器件清单

实验所用元器件种类数目及测量仪器清单如表6.2所示。

表6.2