小功率可调直流稳压电源[1]2

苏州市职业大学课程设计说明书名称小功率可调直流稳压电源

2010年6月18日至2010 年6月24日共1 周

院系电子信息工程系

班级11电气自动化3班

姓名孙冬冬

学号117301328

系主任张红兵

指导教师冯惕

目录

第1章．绪论 (3)

1.1．电源管理 (3)

1.1.1.LDO (3)

1.1.2.DO/DO (3)

1.1.3.LDO和DO/DO的选择 (3)

1.2．电源变压器 (4)

1.3．整流电路 (4)

1.3.1.整流电路的意义 (4)

1.3.2.整流电路的分类 (5)

1.3.3.桥式电路 (6)

1.4.直流稳压电路 (6)

第2章．元器件介绍 (7)

2.1．LM317 (7)

2.2．工作原理 (7)

2.3．实际应用 (8)

2.4．注意事项 (9)

2.5．LM317参数 (10)

2.6．实际外形 (11)

第3章．直流稳压电路分析与设计12

3.1．电路原理图及分布图 (12)

3.2．电路分析与计算 (14)

3.2.1.电路的组成与结构原理 (14)

3.2.2.主电路设计 (14)

3.2.3.数据分析 (15)

3.2.4我的电路板 (16)

第4章. 总结 (17)

第1章：绪论

1.1. 电源管理

在电子电路中，通常要用到电压稳定的直流稳压电源供电，小功率电源的稳压电源是由电源变压器，整流电路，滤波电路和稳压电路组成。

1.1.1 LDO

LDO是low dropout regulator，意为低压差线性稳压器，是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线性稳压器，如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2V~3V以上，否则就不能正常工作。但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，如5V转3.3V,输入与输出的压差只有1.7V，显然是不满足条件的。针对这种情况，才有了LDO类的电源转换芯片。

LDO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或FET，从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。所谓压降电压，是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的LDO（低压降）稳压器通常使用功率晶体管（也称为传递设备）作为PNP。这种晶体管允许饱和，所以稳压器可以有一个非常低的压降电压，通常为200mV 左右；与之相比，使用NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为2V 左右。负输出LDO 使用NPN 作为它的传递设备，其运行模式与正输出LDO 的PNP设备类似。

1.1.

2. DC/DC

DC-DC的意思是直流变（到）直流（不同直流电源值的转换），只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器，包括LDO。但是一般的说法是把直流变（到）直流由开关方式实现的器件叫DCDC。DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。DC-DC转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。随著集成度的提高，许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。但是，这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高。

1.1.3. LDO和DC/DC的选择

近几年来，随著半导体技术的发展，表面贴装的电感器、电容器、以及高集成度的电源控制芯片的成本不断降低，体积越来越小。由于出现了导通电阻很小的MOSFET可以输出很大功率，因而不需要外部的大功率FET。例如对于3V的输入电压，利用芯片上的NFET可以得到5V/2A的输出。其次，对于中小功率的应用，可以使用成本低小型封装。另外，如果开关频率提高到1MHz，还能够降低成本、可以使用尺寸较小的电感器和电容器。有些新器件还增加许多新功能，如软启动、限流、PFM或者PWM方式选择等。总的来说，升压是一定要选DCDC的，降压，是选择DCDC还是LDO，要在成本，效率，噪声和性能上比较。

1.2. 电源变压器

电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，作为一种主要的软磁电磁元件，在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。根据传送功率的大小，电源变压器可以分为几档：10kV A以上为大功率，10kV A～0.5kV A为中功率，0.5kV A～25V A为小功率，25V A以下为微功率。传送功率不同，电源变压器的设计也不一样，应当是不言而喻的。几乎在所有的电子产品中都要用到，它原理简单但根据不同的使用场合（不同的用途）变压器的绕制工艺会有所不同的要求。变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型铁芯。

在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。

1.3. 整流电路

1.3.1. 整流电路的意义

整流电路（rectifying circuit）把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。

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。经过整流电路之后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压，习惯上称单向脉动性直流电压。

1.3.

2. 整流电路的分类

①按电路结构可分为零式电路和桥式电路

1）零式电路指带零点或中性点的电路，又称半波电路。它的特点所有整流元件的阴极(或阳极)都接到一个公共接点﹐向直流负载供电﹐负载的另一根线接到交流电源的零点。

2）桥式电路实际上是由两个半波电路串联而成，故又称全波电路。

②按电网交流输入相数分为单相电路、三相电路和多相电路

1）对于小功率整流器常采用单相供电。单相整流电路分为半波整流，全波整流，桥式整流及倍压整流电路等。

2）三相整流电路是交流测由三相电源供电，负载容量较大,或要求直流电压脉动较小，容易滤波。三相可控整流电路有三相半波可控整流电路，三相半控桥式整流电路，三相全控桥式整流电路。因为三相整流装置三相是平衡的﹐输出的直流电压和电流脉动小，对电网影响小，且控制滞后时间短，采用三相全控桥式整流电路时，输出电压交变分量的最低频率是电网频率的6倍，交流分量与直流分量之比也较小，因此滤波器的电感量比同容量的单相或三相半波电路小得多。另外，晶闸管的额定电压值也较低。因此，这种电路适用于大功率变流装置。

3）多相整流电路