(完整版)可调直流稳压电源的设计

一、课程设计（论文）的内容

本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V 交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在 1.5~12V 可调。

二、课程设计（论文）的要求与数据

1．设计并制作一个连续可调直流稳压电源，主要技术指标要求：

①输出电压可调： Uo=+1.5V～ +12V

②最大输出电流： Iomax=1.5A

③输出电压变化量：Δ Uo≤ 15mV

④稳压系数： SV≤ 0.003 2．设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。

3．自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量，交指导教师审核。

4. 批准后，进实验室进行组装、调试，并测试其主要性能参数。

三、课程设计（论文）应完成的工作

1. 完成设计并制作一个连续可调直流稳压电源，绘出实用原理电路图。

2．完成课程设计报告的撰写

四、课程设计（论文）进程安排

五、应收集的资料及主要参考文献

[1]王淑娟，蔡惟铮，模拟电子技术基础，高等教育出版社， 2006

[2]王兆安，黄俊 ,电力电子技术，机械工业出版社 ,2010

2002

[3]夏路易石宗义 ,电路原理图与电路板设计教程，北京希望电子出

版社，

[4]康华光，电子技术基础 ,高等教育出版社， 2007

[5]胡宴如，模拟电子技术 ,高等教育出版社

发出任务书日期：2010 年12 月20 日指导教师签名：

计划完成日期：2011 年1 月2 日教学单位责任人签章：

一、设计任务与要求⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4⋯

二、方案设计与论证 (4)

三、单元电路设计与参数计算 (6)

3．1 选择集成三端稳压器 (7)

3．2选择电源变压器 (8)

3．3 选用整流二极管和滤波电容 (9)

3．4 滤波电容 .............................. (9)

四、总原理图及元器件清单 (10)

1．总原理图、 PCB图 (10)

2. 元件清单 (10)

五、参考文献 (11)

摘要

对本次课程设计，在设计思路上要有不框定和约束的思维，要以可以自己的创造性，有所发挥，并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。

掌握电子电路分析和设计的基本方法。根据设计任务和指标初选电路；调查研究和设计计算确定电路方案；选择元件、安装电路、调试改进；分析实验结果、写出设计总结报告。掌握直流稳压电源的原理及其应用。学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压源。掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。关键字：稳压，稳流，显示

一、设计任务与要求

1．输出电压可调：Uo=+9V～+45V;

2．最大输出电流：Iomax=1.5A;

3．输出电压变化量：Δ Vop_p≤5mV

4．负载调整率≤ 1%

5．电压调整率≤ 0.2%

5．效率≥ 40%

5. 具有过流及短路保护装置。

二、方案设计与论证

稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，（如图1-1）所示。

a）稳压电源的组成框图

变压器的初级一侧一般为 220V 交流电压，次级一侧电压可以根据所需直流 电压的大小， 通过选择适当的变压比来得到。 整流电路利用二极管的单向导电性 将交流电变换成脉动直流电（如图 1-2 ），利用滤波电路将脉动直流电压滤为较 平滑的直流电压（如图 1-2 ）。由于整流、滤波电路输出的直流电压稳定性较差， 当电网电压波动或负载变化时输出电压也随之而变化， 采用稳压电路后， 输出电 压的稳定程度将大为提高。

方案一： 单相半波整流电路：

单相半波整流简单， 使用器件少， 它只对交流电的一半波形整流， 只要横轴 上面的半波或者只要下面的半波。 但由于只利用了交流电的一半波形， 所以

整流

图 1-1 稳压电源的组成框图及整流与

效率不高，而且整流电压的脉动较大，无滤波电路时，整流电压的直流分量较小，Vo=0.45Vi ，变压器的利用率低。

单相全波整流电路：

使用的整流器件较半波整流时多一倍，整流电压脉动较小，比半波整流小

一半。无滤波电路时的输出电压Vo=0.9Vi ，变压器的利用率比半波整流时高。变压器二次绕组需中心抽头。整流器件所承受的反向电压较高。

单相桥式整流电路：

使用的整流器件较全波整流时多一倍，整流电压脉动与全波整流相同，每

个器件所承受的反向电压为电源电压峰值，变压器利用率较全波整流电路高。

综合3种方案的优缺点: 决定选用方案三。

三、单元电路设计与参数计算

整流电路采用桥式整流电路，电路如图 2 所示。在 u2 的正半周内，二极管 D1、 D4 导通， D2、D3截止； u2的负半周内， D2、D3导通， D1、D4截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻 R L，且方向是一致的。电路的输出波形如图3 所示。

t

t

在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即I f o1电路中的每只二极管承受的最大反向电压为

2U2（U2 是变压器副边电压有效值）

在设计中， 常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点， 电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联， 以达到使输出波形基本平滑的目的。 选择 电容滤波电路后，直流输出电压： U o1=（1.1 ～1.2）U 2，直流输出电流： I I

2 （I 2 o1

o1 1.5~2

是变压器副边电流的有效值。 ），稳压电路可选集成三端稳压器电路。

总体原理电路见图 4。

3．1 选择集成三端稳压器

因为要求输出电压可调， 所以选择三端可调式集成稳压器。 可调式集成稳压器， 常见主 要有 CW317、 CW337、LM317、LM337。317 系列稳压器输出连续可调的正电压， 337 系列 稳压器输出连可调的负电压，可调范围为 1.2V~37V ，最大输出电流 I Om ax 为 1.5A 。稳压内部 含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。其电压

调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。 LM317 系列和 lM337

系列的引脚功能相同，这里我们采用的是 LM317T,管脚图和典型电路如图 4 和图 5.

图4 稳压电路原理图