多路输出直流稳压电源的设计

目录
1 Multisim简介----------------------------------------------------
2 2背景分析--------------------------------------------------------5 3设计内容和要求-----------------------------------------------5 4电路工作原理分析-----------------------------------------------6 4.1总体原理框图--------------------------------------------- 6
4.2稳压电源的设计方法----------------------------------------6
5 各单元电路原理--------------------------------------------- 7 5.1小功率整流滤波电路------------------------------------ 7 5.2 滤波电路-------------------------------------- ---------- 8 5.3直流稳压电路---------------------------------------------8 6元器件的选择-------------------------------------------------9 6.1选集成稳压器，确定电路形式--------------------------9 6.2选电源变压器--------------------------------------------9 6.3选整流二极管以及滤波电容--------------------------10 7电路仿真------------------------------------------------------11 8稳压电源的安装与调试--------------------------------------11 9元件清单-------------------------------------------------------13 10实验总结--------------------------------------------------------1
6 11参考文献------------------------------------------------------17
Multisim简介
2设计内容和要求
设计内容:根据技术要求和已知条件，完成对多路输出直流稳压电源的设计、装配与调试。

要求:
要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50Hz交流电转换为多路直流稳压电源
输出：±12V/1A，±5V/1A，一组可调正电压+3~+18V/1A。

选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。

计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。

（用Proteus画电路原理图并实现仿真）
安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。

4电路工作原理分析
4.1原理图
在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。

小功率直流电源一般由交流电源、变压器、整流、滤波和稳压电路几部分
4.2稳压电源的设计方法
稳压电源的设计，是根据稳压电源的输出电压Uo、输出电流Io、输出纹波电压ΔUop-p等性能指标要求，正确地确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的性能参数，从而合理的选择这些器件。

稳压电源的设计可以分为以下三个步骤：
根据稳压电源的输出电压Uo、最大输出电流Iomax，确定稳压器的型号及电路形式。

根据稳压器的输入电压，确定电源变压器副边电压u2的有效值U2；根据稳压电
源的最大输出电流I0max，确定流过电源变压器副边的电流I2和电源变压器副边的功率P2；根据P2，查出变压器的效率η，从而确定电源变压器原边的功率P1。

然后根据所确定的参数，选择电源变压器。

确定整流二极管的正向平均电流ID、整流二极管的最
大反向电压和滤波电容的电容值和耐压值。

根据所确定的参数，选择整流二极管和滤波电容
......
5各单元电路原理
5.1小功率整流滤波电路
其工作过程一般为：首先由电源变压器将220V的交流电压变换为所需要的交流电压值（图XX_01中v2）；然后利用二极管单向导电性将交流电压整流为单向脉动的直流电压（图XX_01中v R）；
再通过电容或电感等储能元件组成的滤波电路减小其脉动成分，从而得到比较平滑的直流电压（图XX_01中v F）；经过整流、滤波后得到的直流电压易受电网波动及负载变化的影响（一般有±10%左右的波动），必须加稳压电路，可利用负反馈等措施维持输出直流电压的稳定。

5.2 滤波电路
滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。

由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容器C在电源供给的电压升高时，能把部分能量储存起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑，即电容C 具有平波的作用；与负载串联的电感L,当电源供给的电流增加（由电源电压增加引起）时，它把能量储存起来，而当电流减小时，又把能量释放出来，使负载电流比较平滑，即电感L也有平波作用。

5.3直流稳压电路
稳压二极管稳压电路
这种稳压电路中利用硅稳压二极管的稳压特性，实现直流工作电压的稳压输出。

这种直流稳压电路的稳压特性一半，往往只用于稳定局部的直流电压。

在整机电源电路中一般不用。

串联调整管稳压电路
这种稳压电路利用了三极管集电极与发射极之间阻抗随基极电流大小变化而变化的特性，进行直流输出电压的自动调整，实现直流输出电压的稳定。

在这种稳压电路中的三极管（调整管）一直处于导通状态。

开关型稳压电路
这是一种高性能的直流稳压电路，稳压原理比较复杂，在
这种电路中的三极管（开关管）处于导通、截止两种状态的转换中，即工作在开关状态，所以开关型稳压电路由此得名。

三端集成稳压电路
这是一种集成电路的稳压电路，其功能是稳定直流输出电压。

这种集成电路只有三根引脚，使用很方便，在许多场合都有着广泛应用。

6元器件的选择
6.1选集成稳压器，确定电路形式
选可调式三端稳压器CW317(LM317),其特性参数为：U=1.2--37v,最大电流IMAX=1.5A,最小输入输出电压差（Ui-Uo）min=3v,最大输入输出压差（Ui-Uo）max=40v,均满足性能指标要求。

取
R1=250Ω,
可知:6
Uo=1.25(1+Rp1/R1)
则
Rpmin=336Ω,Rpmax=1.49KΩ
故取Rp1为4.7KΩ的精密线绕可调电位器。

6.2选电源变压器
通常根据变压器的副边输出功率P2来选购（或自绕）变压器。

而LM317的输入电压Ui的范围为：
Uomax+(Ui-Uo)min≤Ui≤Uomin+(Ui-Uo)max
则9v+3v≤Ui≤3v+40v
U2≥Uimin/1.1
变压器的效率η=0.7，则原边输入功率P1≥P2/η=15.7w.
由上面分析，副边输出电压为12v，输出电流为1A,为留有余地，一般选择功率为20w的变压器。

6.3选整流二极管以及滤波电容
整流二极管VD2选1N4001,其极限参数为Urm≥50v,而U2=15.4v,则Urm满足要求。

取：
IF=1A,
而Iomax=0.8A
则IF亦满足要求。

由式有：
Uo=9v,Ui=12v
∆Uop-p=5mv,Sv=0.003,
则
∆Ui=2.2v,
滤波电容的大小为：C=3636ựF
7 电路仿真
220v 整流
纹波
整流后的波形图
各输出端的输出电压
8电路安装与调试
8．１工具介绍
本部分用到了一下工具:
20W电烙铁一个，万用表一只，尖嘴钳一把，螺丝刀一把，焊锡丝和松香水若干。

8．２装配焊接
焊接的目的是要使元气件和印刷板之间达到可靠的电连接和对元件牢固的固定。

焊接的好坏直接影响到电子产品的质量。

在焊接过程中要注意不同类型的元件要按适当的方法焊接，像导线要进行剥皮和烫锡处理，要去除表面的绝缘层并将金属表面涂上焊锡。

对于电镀元件，要对表面做磨皮处理然后再焊接。

焊接结束后对照原理图检查有无焊接错误的地方，有无虚焊，
假焊。

8.３调试
多路输出直流稳压电源的调试比较简单，电路板焊接好电子元件后，要仔细检查电路板有无焊接错误的地方，特别要注意各个焊接点是否焊劳！
插上电源，用万用表检测输出直流电压是否可调，调节的范围是否达到要求等等。

本次调试过程中一定要注意用电安全，因为变压器的原边电压是２２０v的家用交流电压！
9元件清单
10参考文献
1 老虎工作室. 电路设计与制板入门与提高. 北京任命有点出版社出版
2孙余凯. 稳压电源的设计与技能实训教程. 电子工业出版社.
3王松武. 常用电路模块分析与设计指导. 北京清华大学出版社出版.
4谢自美. 直流稳压电源的设计. 北京电子工业出版社出版.
5周志敏，周继海，继爱华. LED驱动电路设计实例.北京电子工业出版社出社.。