多路直流稳压电源设计

Vo1=5V
变压器次级 Ui(v) Vo(v)
Vo2=-5V
Ui(v) Vo(v)
Vo3=5V
Ui(v) Vo(v)
1-2
1-3
四、电路仿真
1.测试Vo1,Vo2的电压和Vo3电压范围； 2.测试Vo1，Vo2和Vo3 (5V)的稳压系数Su（RL=100Ω）;计数Sv. 3.测试Vo1,Vo2和VO3的Ro.(改变RL为50Ω和100Ω）; 4.仿真分析整流电路的输入、输出波形及电源的输出纹波。 电路通过仿真后，确定实验前的元件参数。
VI R=100Ω R=100ΩC=1000uF C=1000uF
C1
UI
UI
1
VL为直流，UL为交流。 VI
RL
11 12
2 3
1000uF
100Ω
3. 测量三路稳压电源的输出电压 测试方法：测量输出端时分别接100Ω负载电阻。测量3-6V时，分别测量对 应的电位器的阻值。再调节电位器RW， 测量输出电压可调范围V0min～V0max。 验证 公式VO＝1.25(1+Rw/R1)
5. 测量三路稳压电源的输出纹波电压 输出纹波电压是指在额定负载条件下，输出电压中交流分量的峰峰值。 第一路+5V:取Uo＝5V,RL=100Ω，用示波器测量U10纹波电压值及波形 第二路-5V:取Uo＝-5V,RL=100Ω ，用示波器测量U02纹波电压值及波形 第三路3-6V:取Uo＝5V,RL=100Ω ，用示波器测量U03纹波电压值及波形
电
路
U
uo 0
Io
U
o
整流电 压波形
uo 0
U I o U Uo
U
uo t
I
o
U
o

整流电压平均值 Uo=0.45U 二极管平均电流 Io 二极管反向电压 √2U=1.41U 副边电流有效值 1.57Io
Uo=0.9U Io/2 2√2U=2.83U 0.79Io
Uo=0.9U Io/2 √2U=1.41U 1.11Io
6.測量三路稳压电源的稳压系数Su的测量 测试过程是：先用变压器的次级1-3分别接Vo1、Vo2和Vo3的输入如图， 分别测量Ui（是次级的交流电压）和Vo（是输出的直流电压）的值。然后 用变压器次级1-2分别接Vo1、Vo2和Vo3再测量Ui和Vo的值。计算Su Su=(ΔUo/Vo)/(ΔUi/Vi)
五、实验内容及测试步骤
空载 1-2
1.变压器交流电压的测量(单独测量) 2-3 测量变压器的次级电源电压，填入表中。 1-3 2.整流滤波电路测试（计算K） ① 取RL＝100Ω ，不加滤波电容，测量直流输出电压VI及输入电压UI， ② 取RL＝100Ω ，C＝1000μf ，重复内容①)的要求 ③ 取RL＝≦ ，C＝1000μf ，重复内容①)的要求
多路直流稳压电源设计
一、设计任务
1.已知条件：集成稳压器7805、7905和LM317。其性能参数请查阅集 成稳压器手册。 2. 设计一个输出正5伏、负5伏及输出电压可调的多路直流稳压电源。 性能指标要求：输出电压Vo及最大输出电流Iomax， 1路Vo =±5V对称输出, Iomax=100mA 2路Vo =+(3～6)V连续可调, Iomax=200mA 纹波电压△Vop-p≤5mV 稳压系数SV ≤5х10¯ ³
+5V 设计值 测量值 +5V -5V -5V 测量值 可调电阻值 3V 6V Vomin Vomax
4.测量三路稳压电源的输出电阻R0 输出电阻R0：当输入电压VI（指稳压电路输入电压）保持不变，负载电 流由空载变化到额定电流时,而引起的输出电压变化，即Ro=ΔVo/ΔIo
+5V Io RL1=100 RL2=200 0 -5V 0 3-6V(5V时) 0
0
t
（1）选电源变压器 对于LM317：Vomax+(Vi-Vo)min≤Vi≤Vomin+(Vi-Vo)max 6V+3V≤Vi≤3V+40V，9V≤Vi≤43V 副边电压V2≥Vimin/1.1=9/1.1V，取V2=9V， 副边电流I2﹥Iomax，取I2=1A， 则变压器副边输出功率P2≥I2V2=9W，查表可得变压器的效率 η=0.6 则原边输入功率P1≥P2/η=15W。 对于78、79系列：5+(3～5)V≤Vi≤5V+25V。 副边电压V2≥Vimin/1.1=7.5/1.1V，取V2=10V， 副边电流I2﹥Iomax，取I2=1A， 则变压器副边输出功率P2≥I2*V2=10W，查表可得变压器的效率 η=0.7 P1≥P2/η=20W。综上两路考虑，为留有余地，选功率为25W的电源变压器 （2）滤波电容的选择 滤波电容C可由纹波电压△VOP-P和稳压系数SV确定，已知VO=15V，Vi=18V， △VOP-P=5mV， SV ≤5х10¯³ ，由式Sv=(ΔVo/Vo)/(ΔVi/Vi) ΔVi=ΔVoppVi/VoSv=1.2V得电容C=Ict/ΔVi=833uF，取C=1000uF t为电容C的放电时间，t=T/2=0.05S 为电容C的放电电流，可取滤波电容的耐压值应大于对于317，C=1333uF， 可取1000uF与470uF并联耐压值大于√2V2=9×1.414=12.75V
二、直流稳压电源的组成和功能
电源变压器: 将交流电网电压V1变为合适的交流电压V2。 整流电路: 将交流电压V2变为脉动的直流电压V3。 滤波电路: 将脉动直流电压V3转变为平滑的直流电压V4 稳压电路: 当电网电压波动及负载变化时,保持输出电压Vo的稳定。
u1 u2 整 流 电 路 u3 滤 波 电 路 u4 稳 压 电 路 uo
（3）选择整流二极管及滤波电容 整流二极管D选1N4001或1N4002 其极限参数为:VRM≥50V，IF=1A 满足VRM＞√2V2 IF＞Iomax的条件 如果负载变动频繁，在7815输出也可接-10μ~100μ的电解容。 （4）一般稳压电路通常选用三端集成稳压器 常用的产品有固定正电压输 出78XX系列，负电压输出79XX系列；输出 连续可调的有LM317(正)、LM337(负)系列。应用该类稳压器时，其输入UI 与输出电压Uo之间的压差不低于3～5V。LM317、LM337的最小输出电压 U32=1.25V，R1中的电流一般为5～10mA，R1的取值可取120～240Ω。其 封装见图. 若采用正负电源时，LM317的输入电压应大于Uo2+Uo3+3=5+6+3=14V,集 成运放应选用单电源运放如LM324,6V基准电源可采用温度特性好的稳压管， 恒流源的设计要使Uo2在整个调节范围内，其电流保持不变，因此利用+15V 稳压器的输出作为恒流管的偏置和电源。在图中，设恒流源的电流 Ic=Iw， 则Uo2的最大调节范围为ΔUo2=IwR2=Uo2-1.25选定稳压管工作电流Iw后就 可以确定R2的值。而Iw可由偏置电阻R3设定。