多路输出直流稳压电源的设计

电子技术课程设计任务书

目录

摘要 (3)

1.绪论 (4)

2.硬件组成与方案设计 (5)

2.1硬件组成 (5)

2.2方案设计 (5)

3.单元电路的设计原理 (6)

3.1 电源变压器 (6)

3.2 整流电路 (6)

3.3 滤波电路 (8)

3.4 稳压电路 (8)

3.5电源指示 (10)

4.元件参数选择 (11)

4.1集成稳压器的选择 (11)

4.1.1输出电压固定的集成稳压器的选择 (11)

4.1.2输出电压可调的集成稳压器的选择 (11)

4.2电源变压器的选择 (12)

4.3集成整流桥及滤波电容的选择 (12)

4.4分压电阻的选择 (12)

4.4.1可调电压部分 (13)

4.4.2发光二极管串联分压部分 (13)

5.整体电路图 (14)

6．器件清单及仪器相关参数 (15)

7．设计总结 (16)

参考文献 (17)

多路输出直流稳压电源

摘要

直流稳压电源一般是由电源变压器、整流、滤波及稳压电路所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流电路把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。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，并实现可输出±5V、±12V的电压并且在+3~+18V内的可调电压。

关键词:变压；整流；滤波；稳压

1.绪论

在当今社会中，各类电子产品极大地满足了我们的需求，但是任何电子设备都需要一个共同的电子电路——电源电路，在电子电路和电气设备中，通常都需要电压稳定的直流稳压电源供电，直流稳压电源可分为两类，一类是化学电源，如各种各样的干电池、蓄电池、充电电源等电源；其优点是体积小、重量轻、携带方便等；缺点是成本高、易污染。另一类是稳压电源，它是把交流电网220V 的电压降为所需要的数值，然后通过整流、滤波和稳压电路，得到稳定的直流电压，这是现实生活中应用比较广泛的一类。

电源变压器是将交流电网220V的电压变为需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。但这样的电压还是会随电网电压波动、负载和温度等的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后，还须接稳压电路，稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时，维持输出的直流电压稳定。此次集成直流电源的课程设计，要求输出±5 、±12V以及3～18V连续可调的电压。要能顺利完成者这一设计，这就需要不仅熟悉了解课本上的知识，还要学会将理论知识应用到实践中，并学会利用书籍以及网上资料来帮助自己。

2.硬件组成与方案设计

2.1硬件组成

如图 (1)所示

图（1）

图(1) 多路输出直流稳压电源的硬件组成图

2.2方案设计

本次设计首先采用变压器把220V交流电变成所需要的电压；整流，利用二极管的单向导电性，可以设计出把交流电变成直流电的电路；再根据电容的滤波作用，输出纹波较小的直流电，从而得到平滑的直流电压；最后通过稳压块的稳压作用，就可以得到输出稳定的直流电压。如图(2)所示

图(2) 多路输出直流稳压电源的基本框图及各部分的波形图

3.单元电路的设计原理

3.1 电源变压器

一般的电子设备所需要的直流电压较之交流电网提供的200V电压相差较大，为了得到输出电压的额定范围，就需要将电网电压转化到合适的数值。所以，电压变换部分的主要作用就是将电网电压变为所需要的交流电压，同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用。变压器的变比由变压器的副边电压确定。如图（3）所示

图(3) 电源变压器图

3.2 整流电路

利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。整流电路的作用是将变换后的交流电压转换为单方向的脉冲电压。由于这种电压存在着很大的脉动部分（称为纹波），因此，一般还不能直接用来给负载供电，否则，纹波会严重影响到负载的性能指标。整流电路主要有半波整流电路、全波整流电路、单相桥式整流电路。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。

半波整流电路的特点是输出电压波形为输入正弦波电源波形的正半周期，所以输出电压脉动很大，直流分量较小，整流效率较低。如图（4）所示。

图(4) 半波整流电路波形图

另一种是单向桥式全波整流电路。如图（5）所示

图(5) 单向桥式全波整流电路及波形图

在V2正半周，电流从变压器副边线圈上端流出，只经过D1流向RL，再由

D3流回变压器，所以D1、D3正向导通，D2、D4反偏截止。在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。电流通路用实线箭头表示。同理在V2负半周时D2、D4正向导通，D1、D3 反偏截止。在负载上产生上正下负的输出电压。整流波形如图5所示。综上可知输入端经变压器后在副边得到了一个单向的脉动电压。

3.3 滤波电路

由于经过整流的直流脉冲电压还含有较大的纹波，因此需要设计滤波电路将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。滤波部分的作用是对整流部分输出的脉动直流进行平滑，使之成为含交变成分很小的直流电压。也就是说，滤波部分实际上使一个性能较好的低通滤波器，且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率。其一般有电抗元件组成，如在电阻两端并联电容器C，或者在整流电路输入端与负载间串联电感器L，以及有电容、电感组合而成的各种复式滤波电路如图(6)所示。

图(6) 三种不同的复式滤波电路

3.4 稳压电路