双端直流稳压电源

双端直流稳压电源

一、选题的目的和意义

现在科技在进步，社会在向前发展，只有掌握先进的技术，并有一定的动手能力和设计能力才能在激烈的社会大潮中站得住脚；所以我们选题直流稳压电源目的，一方面加深对直流稳压电源了解；另一方面巩固所学的知识，提高自己的动手制作能力和设计能力。同时为我们以后学习有关专业知识打下基础和积累经验。并且对我们以后的工作也有所帮助。

二、方案的可行性论证：

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导作用，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。另外，负载变化引起直流电源内阻上压降变化，均导致整流滤波后输出直流电压发生变化。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。直流电压电源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；其系统结构如图1所示。

图1

三、拟选方案的工作原理：

（一）直流稳压电源的基本组成：

直流稳压电源一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本电路如图3.5.1所示，各部分的电路如下：

1、电源变压器

电源变压器的作用是将电网220V的交流电压1.V 变换成整流滤波电路所需要的交流电压2.V。变压器副边与原边的功率比：

P2/P1=η （3-5-1）

式中，η为变压器的效率。一般小型变压器的效率如表3.5.1所示:

T

～220V

50Hz

+

-

V1

电 源 图3.5.1 直流稳压电源基本电路

表3.5.1 小型变压器的效率 2.整流滤波电路

整流二极管D1～D4组成单相桥式整流电路，将交流电压2.

V 变成脉动的直流电压，再经滤波电容C 滤除纹波，输出直流电压i V 。i V 与交流电压2.

V 的有效值2V 的关系为：

i V =(1.1～1.2) 2V (3-5-2)

每只整流二极管承受的最大反向电压:

RM V =22V (3-5-3)

通过每只二极管的平均电流：

R

V I I R D 245.021

==

(3-5-4)

式中，R 为整流滤波电路的负载电阻。它为电容C 提供放电回路，RC 放电时间常数应满足：

2/)5~3(`T RC > (3-5-5)

式中，`T 为50Z H 交流电压的周期，即20 ms. 3、稳压电源

A ．分立元件稳压电路

调整管T １与负载电阻 RL 相串联，组成串联式稳压电源。T2与稳压管 Dz 组成采样比较放大电路，当稳压器的输出负载变化时，输出电压o V 应保持不变，稳压过程如下：

设输出负载电阻RL 变化，使 o V ↑,则：

↓↓⇒↓⇒↓⇒↑⇒o CE B C B V V I V V 1122

B ．集成稳压电路

固定式三端稳压器是构成集成稳压电路的核心部

分，该芯片有三个

引脚，即不稳定电

压输入端（接Vi ），

稳定电压输出端（接负载）及公共接地端。

固定式三端稳压器的常见产品如图3.5.3所示，其中， CW78××系列稳压器输出固定的正电压，如7805输出为+5V;CW79××系列稳压器输出固定的负电压，如7905输出为-5 V ，输入端接电容Ci 可以进一步滤除纹波，输出端接电容Co 能改善负载的瞬态影响，使电路稳定工作。Ci ，Co 最好采用漏电流小的钽电容，如果采用电解电容，则电容量要比图中数值增加10倍。

集成稳压电路具有体积小、外围元件少、性能稳定可靠、使用调整方便和价廉等优点。因此，考虑到上述

(a)

(b )

图 3.5.3固 定 式 三 端 稳 压器 的 典 型 应 用

(a) CW78XX 系列典型应用

(b ) CW79XX 系列典型应用

优点，我这里所采用的稳压电路是集成稳压电路。四．方案设计依据

为保证稳压电源的正常工作，必须在设计时让其工作在额定范围内，以下是稳压电源的性能指标及测试方法：

●最大输出电流指稳压电源正常工作时能输出的最大电流，用Io max表示，一般情况下的工作电流IoIo max是损坏稳压器。

●输出电压指稳压电源的输出电压，用Vo表示。采用如图3.5.2所示的测试电路，可以同时测量Vo与Io max。测试过程是：输出端接负载电阻Rl,输入端接220V的交流电压，数字电压表的测量值即为Vo,再使R1诼渐减小，直到Vo的值下降5%，此时流经负载Rl的电流即为Io max(记下Iomax后迅速增大Rl，以减小稳压电源的功耗)。

●纹波电压指叠加在输出电压Vo上的交流分量，一般为mV级，可将其放大后，用示波器观测其峰-峰

值△Vop-p,也可以用交流电压表测量其有效值△Vo,由于纹波电压不是正弦波，所以用有效值衡量存在一定误差。

● 稳压系数 指在负载电流Io,环境温度T 不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化，即稳压系数 Sv=

常数

常数==∆∆T Io Vi

Vi Vo Vo // （3-5-6）

Sv 的测量电路如图3.5.2所示，测试过程是：先调节自耦变压器使输入电压增加10%，即Vi=240V,测量此时对应的输出电压Vo1；再调节自耦变压器使输入减少10%，即Vi=198V,测量这时的输入电压Vo2,然后再测出Vi=220V 时对应的输出电压Vo,则稳压系数

Sv=

Vi

Vi Vo

Vo //∆∆=

Vo

Vo Vo 2

1198242220-•

- (3-5-7)

五、设计计算书

集成稳压电源设计的主要内容是根据性能指标，选择合适的电源变压器，集成稳压器整流二极管及滤波电容,