直流稳压电源设计与总结报告

直流稳压电源设计与总结报告

摘要:电子设备中都需要稳定的直流电源，功率较小的直流电源大多数都是将50Hz的交流电经过整流、滤波和稳压后获得。整流电路用来将交流电变换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压；稳压电路的作用是当输入交流电源电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定.

一、方案设计与论证

1.1整流电路方案选择

整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。

电源电路中的整流电路主要有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流三种，倍压整流电路用于其它交流信号的整流，例如用于发光二极管电平指示器电路中，对音频信号进行整流。

方案一：半波整流电路

半波整流电路电路结构简单，使用元件少，但整流效率低，输出电压脉动大，它只适用于要求不高的场合。

方案二：桥式整流电路

桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点，但多用了两只二极管。在半导体器件发展快，成本较低的今天，此缺点并不突出，因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。

方案三：对于倍压整流电路，它能够输出比输入交流电压更高的直流电压，但这种电路输出电流的能力较差，所以具有高电压，小电流的输出特性。

方案选定：鉴于以上分析，本设计采用方案二。

1.2滤波电路方案选择

整流电路将交流电变为脉动直流电，但其中含有大量的交流成分，为了获得平滑的直流电压，应在整流电路的后面加接滤波电路，以滤去交流成分。

方案一：电感滤波电路

电感L起着阻止负载电流变化使之趋于平直的作用。一般电感滤波电路只适用于低电压、大电流的场合。

方案二：∏型LC滤波电路

由于电容C对交流的容抗很小，而电感L对交流阻抗很大，因此，负载RL上的纹波电压很小。但由于电阻要消耗功率，所以，此时电源的损耗功率较大，电源功率降低。

方案三：电容滤波电路

整流电路接入滤波电容后，不仅使输出电压变得平滑、纹波显著减少，同时输出电压的平均值也增大了。

方案选定:鉴于以上分析，本设计采用方案三。

1.3稳压电路方案选择

串联型稳压电路

串联型稳压电路由调整管、取样电路、基准电压和比较放大电路等部分组成。

三端可调输出集成稳压器

三端可调输出集成稳压器是在三端固定输出集成稳压器的基础上发展起来的，集

成片的输入电流几乎全部流入到输出端，流到公共端的电流非常小，因此可以用少量的外部元件方便地组成精密可调的稳压电路，应用更为灵活。

本设计采用LM317是可调节的三端正电源稳压器，在输出电压1.2V～37V能够提供1.5A的电流稳压器易于使用。

二、电路设计

1、整流单元电路设计

桥式整流器利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。桥式整流器品种多，性能优良，整流效率高，稳定性好，最大整流电流从0.5A到50A，最高反向峰值电压从50V到1000V。

2、滤波单元电路设计

般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，设置滤波电容会使电子电路的工作性能更加稳定，同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰。滤波电容在电路中的符号一般用“C"表示，电容量越大，滤波性能越好。为了获得更好的直流稳定系数，电容量一般选择在数百微法或数千微法以上。本设计综合题目要求和经济效益采用470Μμf的电解电容。

3、稳压单元电路设计

在综合考虑LM317的输出电压围1.25～37V和其最小稳定工作电流不大于5mA的条件下保证R1≤0.83KΩ，R2≤23.74 KΩ,就能保证LM317稳压块在空载时能够稳定工作。

=1.25(1+R2/R1),在LM317输出围为1.25～37V的条件下，R2/R1输出电压：V

O

围为：0～28.6

三、测试方法与测试结果

1、测试仪器

名称型号数量备注

1 数字万用表DT9205A 1 无

2 双综示波器BS-5502 1 无

3 1 无

3、测试结果

四、总结

通过两个星期的课程设计，我对电子工艺的理论有了更深的了解。其中包括焊普通元件与电路元件的技巧、印制电路板图的设计制作、稳压电源的工作原理等等。这些知识不仅在课堂上有效，在日常生活中更是有着现实意义，也对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中，我锻炼了自己动手能力，提高了自己解决问题的能力。通过本次实践也培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题的能力，增强了独立工作的能力。在这次设计中，我也遇到了不少的问题，幸运的是，最终一一解决了遇到的问题。在我们遇到不懂的问题时，利用网上和图书馆的资源，搜索查找得到需要的信息及和队友之间相互讨论显得尤其重要了，我明白了团队合作的重要性。这次的制作也让我们感受到，我们在电子方面学到的只是很小的一部分知识，我们需要更多的时间来自主学习相关知识。