线性直流稳压电源设计

线性直流稳压电源设计

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一.前言

线性直流稳压电源的设计，应该综合应用已经学过的电子技术知识来完成这个设计任务，在做这个电子电路设计之前，我们应该复习已经学过的知识，必要时也要针对的学习必要的新知识，为设计做好充分的准备。该实验主要是对以前所学知识的一个总结与回顾，通过实验对一般设计方法有一定的认识，也对以后的毕业设计有一定的帮助。

二.设计方案的要求：

(1)输出的电压V0=18V*(1+20%)

(2)输出电流为I0=0~3A

(3)效率要间量要高≥50%

(4)算出性能指数参数

三.实验目的

通过直流稳压电源的设计、安装和调试，要学会：

⑴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电流；

⑵掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。

(3)了解各个三极管的作用

设计电路图：

四.电路原理

⒈交流电源电压经电源变压器变换成整流电路所需的交流电压值后，通过整流电路变换成单向脉冲电压，再由滤波电路滤去其中的交流分量，得到较平滑的直流电压，最后经稳压电路获得稳定的直流电压。

由开关电路的输出端提供，Vin大小的调整是通过单片机控制继电器的开合来实现不同个数的开关电路输出端的电容的串联来实现的。因为Vin是随着输出给定Vc变化的,Vc小Vin也小，Vc大Vin也大，故当输出电压在0~30V 间变化时,三端可调稳压器的输入端与输出端的压差均不会很大,这样既保证了精确调压,又减少了线性电路部分的损耗。

的作用是调整管压降达到稳定电压，Q2的作用是驱动电路，Q3的作用是提供取样基准电压，Q4作用是保护电路，防止电流过大。

五.参数计算

设计电路要达到的参数指标V0=18V；I0=0~3A；可调范围为±20%,效率尽量要高,η≥50%,78系列要大约为.

整流滤波电路

半波整流：RLC≥(3~5)T：Vo=Vin(带C)

RLC≥(3~5)T/2；Vo=(带C)

串联型稳压电源：取样比~；VCE一般为3~8V。

确定稳压电路的输入电压Vin：确定的原则是要保证调整管工作在放大区，调整管的VCE选的过小就可能工作在饱和区而失去调整作用。如果VCE选得过大，虽然调整范围宽，但管子功率损耗大，耐压也要高，一般取3~8V，则Vin=Vomax+Vce式中Vomax可调范围确定：

Vomax=(1+20%)Vo=(1+20%)18=,Vomin=(1-20%)Vo=(1-20%)18=，则

Vin=+(3~8)V，可取28伏，即整流滤波电路的输出电压为28伏。整流滤波电路所需要的输出电流为：

Io=Iomax+I1+I2+I3+I4

=3A+= A

流过每只二极管的直流电流为：ID='=

电源变压器次级电压的有效值为：Vin~=28/=

每只二级管所承受的最大反向电压为：VRM=Vin=√2×V0M=28V.根据

ID,VRM值可选用整流管IN4007,1000V)

选用滤波电容：RLC≥(3~5)T/2=4×1/50×1/2=Ω,C≥519~865uf取

C=680uf,25V的电解电容.

2.选择稳压电路各元件机参数计算：

(1)调整管Q1：

IC1=I0MAX+(I1+I2+I3+I4)≈I0MAX=3A Icm Vcel=Vinmax-V0min= Vceo Vimax=(1+10%)×28= Vimin=(1-10%)×28= Vc1Vcel=3×=

(2)Q2的选择原则和Q1管相同,取β=30 Ic2≈Ie2≈Ib1=Ic1/β=3/30= Icm Vce2=βVceo Ic2Vce2=×= PCM

(3)选择基准电压DW1及限流电阻R5；因取样比常取~,故VZ=~V,则

VZ=18×=取VZ=,I2=5mA,r≤10Ω,R=(V0-VZ)/I2=V/5mA=1440Ω

(4)取样部分：分压电阻的总阻值不宜太大，应使I 1≥IB3这样在Q3的IB3变化时，才不会使取样比发生变化；另外，当负载开路时，调整管也能工作在放大区，但I1太大，取样电阻上的损耗也大，一般取I1为I0MAX的2%左右为宜，所以R6+R7+RW=V0/I1=300Ω；因为V0=18V，可以调节的范围

±20%，即从~可调，则V0MAX=(R6+R7+RW)VZ/R7,所以R7=150Ω，

V0min=(R6+R7+RW)VZ/(R7+RW)，RW=75Ω；

(5)放大部分：复合调整管的最大基极电流(取β2=40)

Ib2=I0MAX/β1β2=3A/30*40=,取β3=35 I4=Ib2+I5= mA,

为了使Q3得到较大的放大倍数，提高电源的稳定性，R1应该大些为好，但又要照顾输入电压为最小值时，也能使IB2=，故R1又不能太大，否则I4即减小。综合考虑，即要求I0?IB2MAX，一般取IC3=2IB2MAX= mA,

六.输出扩流

分离元件构成：通常均流电阻R1,R2上的压降在~1V左右,其阻值大约在~Ω

七.用三端稳压器制作恒流源

I0=IL+IA RS用来设定电流RL为负载

八.参数测定

1.稳定度

定义：输出电压和输入电压的相对变化量之比。

测量方法：输入220伏交流电，调节输出电压到额定输出电压V0=18伏，调节负载使输出电流为额定输出电流IL=3安，调节输入电压，使Vin变化10%，测量电压Vin，V0 2负载稳定度(DC/DC)

定义：输入电压保持在规定范围内的任何值，在所有其他影响量保持不变时，负载电流从空载到额定值变化所引起的输出电压的最大相对变化量，叫负载稳定度。摘自QJ1467-88标准