3~9V可调直流稳压电源

模拟电路课程设计报告设计课题：可调集成直流稳压电源

专业班级：08通信工程

学生姓名：

学号：

指导教师：

设计时间：2010年5月

3V~9V可调集成直流稳压电源

一、设计任务与要求

1.设计一集成稳压电路要求：

(1)输出电压可调：V

3+

=

+

~

V

Uo9

(2)最大输出电流：mA

max=

Io800

(3)输出电压变化量：mV

∆

Uo15

≤

(4)稳压系数：003

Sv

≤

.0

2.通过设计集成直流稳压电源，要求掌握：

(1)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源。

(2)掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。

二、方案设计与论证

1.直流稳压电源的基本原理

直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下：

其中，

(1)电源变压器：是降压变压器，它的作用是将220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。变压器的变比由变压器的副边按确定，变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n，式中n是变压器的效率。

(2)整流电路：利用单向导电元件，将50HZ的正弦交流电变换成脉动的直流电。

(3)滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分滤除。滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。

(4)稳压电路:稳压管稳压电路其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。

2．设计方案：

方案一: 采用7805三端稳压器电源：

固定式三端稳压电源(7805)是由输出脚Vo,输入脚Vi和接地脚GND组成,它的稳压值为+5V,它属于CW78xx系列的稳压器,输入端接电容可以进一步的滤波,输出端也要接电容可以改善负载的瞬间影响,此电路的稳定性也比较好,只是采用

的电容必须要漏电流要小的钽电容,如果采用电解电容,则电容量要比其它的数值要增加10倍,但是它不可以调整输出的直流电源;所以此方案不易采用. 方案二:采用LM317可调式三端稳压器电源：

LM317可调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压. 不过它只能连续可调的正电压,稳压器内部含有过流,过热保护电路;由一个电阻(R)和一个可变电位器(RP)组成电压输出调节电路,输出电压为:Vo=1.25(1+RP/R).

由此可见此稳压器的性能和稳压稳定都比上一个三端稳压电源要好,所以此此方案可选,此电源就选用了LM317三端稳压电源,也就是方案二.

三、单元电路设计与参数计算

1.集成三端稳压器

LM317内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压高得多的纹波抑制比。可调整输出电压低到 1.2V ，保证1.5A 输出电流，典型线性调整率0.01%，80dB 纹波抑制比，输出短路保护，过流、过热保护，调整管安全工作区保护，标准三极管封装。 LM317其特性参数： 可调范围为1.25V-7V 最大输出点流为1.5A

输入与输出工作压差为Uo Ui U -=∆：3V-40V 。 输出表达式为：REF U R R Uo *)1

2

1(+

= 其中，REF U 是集成稳压器件的输出电压，为1.25V 。

如图所示，改变R2的值，Uo 的值即可改变。当R2短路时，Uo 最小，为REF U 即1.25V ；当R2大于零时，Uo 都大于REF U ，最大可达37V,如右图所示。 2.选择电源变压器 1）确定副边电压U2：

根据性能指标要求：V Uo 3min = V Uo 9max =

又min )(max Uo Ui Uo Ui -≥- max )(min Uo Ui Uo Ui -≤- 其中：V Uo Ui V Uo Ui 40max min)(,3min max)(=-=-

V Ui V 4312≤≤∴

此范围可任选：114Uo V Ui == 根据 2)2.1~1.1(1U Uo = 可得变压的副边电压： V Uo U 1215

.11

2== 2）确定副边电流2I ：Io Io =1

又副边电流1)2~5.1(2Io I = 取mA Io Io 800max == 则A A I 2.18.0*5.12== 3)选择变压器的功率

变压器的输出功率：W U I Po 4.1422=> 3.选择整流电路中的二极管

变压器的伏变电压 V U 122=

∴桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为：V U 1722= 桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为：

A Io 4.02

8.02== 查手册选整流二极管IN4007,其参数为：反向击穿电V V U BR 171000>>= 最大整流电流A A I F 4.01>=

4.滤波电路中滤波电容的选择

1）求Ui ∆：

根据稳压电路的稳压系数的定义：Ui

Ui Uo Uo S V ∆∆=

设计要求mV

Uo 5≤∆003.0≤Sv V V Uo 9~3++= V Ui 14=

代入上式，则可求得 V Sv Uo Uo Ui Ui 3.3)003.0*9()005.0*4(*==∆=∆ ； 2）求滤波电容C

设定S t A Io Io 01.0,8.0max === 所以滤波电容：uF Ui t Io C 24243

.301.0*8.0max*==∆=

。 电路中滤波电容承受的最高电压为V U 1722=,所以所选电容器的耐压应大于17V .