集成直流稳压电源的设计Word格式.docx

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图1直流稳压电源基本组成框图

各部分电路作用如下。

（1）电源变压器的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压。

变压器的副边与原边的功率比为P2/P1=,为变压器的效率。

（2）整流电路将交流电压变换成脉动的直流电压，再经滤波电路将脉动直流电压的纹波减小或滤除，输出直流电压。

常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波、倍压整流滤波电路。

其中滤波电容C满足：

RL1C=（3~5）T/2，式中，T为输入交流信号周期；

RL1为整流滤波电路的等效负载电阻。

本实验中采用单相桥式整流滤波。

其中，用四只二极管构成的桥式整流电路的输出电压平均值为：

UO（AV）=1/3.142U2sinwtd（wt）

解得UO（AV）=2*1.414U2/3.14=0.9U2

输出电流的平均值IO（AV）=UO（AV）/RL=0.9U2/RL

电容滤波电路输出电压平均值为：

UO（AV）=1.414U2（1-T/4RLC）

当负载开路，即RL为无穷时，UO（AV）=1.414U2。

当RLC=（3~5）T/2时，UO（AV）=1.2U2

（3）固定式三端集成稳压器

常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器（均属电压串联型），下面先介绍固定式三端稳压器的典型应用。

正压系列：

78XX，该系列稳压块有过流、过热和调整管安全工作区保护，以防过载而损坏。

一般不需要外接元件即可工作，有时为改善性也加少量元件。

78XX系列又分为三个子系列，即78XX、78MXX和78LXX.其差别只在于输出电流和外形，78XX输出电流为1.5A,78MXX输出电流为0.5A，78LXX输出电流为0.1A.

负压系列：

79XX系列与78XX相比，除输出电压极性、引脚定义不同外，其他特点都相同。

（4）可调式三端集成稳压器

W317系列稳压块输出电压为1.25V~37V的范围里连续可调，外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。

其芯片内有过流、过热和调整管安全工作区保护。

最大输出电流为1.5A。

其中电阻R1与电位器RP组成电压输出调节器，输出电压UO的表达式为UO=1.25（1+RP/R1）,式中，R1一般取值为（120~240），输出端的调整压差为稳压器的基准电压，所以流经电阻R1的泄放电流为5~10mA。

W337系列，与W337系列相比，除输出电压极性、引脚定义不同外，其他特点都相同。

三、设计任务

1、根据实验箱的各种元器件设计一个5V直流电源。

（1）电路原理图如图4所示：

图45V直流电源电路

（2）当电路中只接入变压器（0~14V）,画出变压器输出波形，并测量交流值和直流值（RL=20K）。

（3）在变压器（0~14V）之后加入桥式整流电路，画出整流波形，并测量交流值和直流值（RL=20K）。

（4）在整流电路之后加入滤波电路，画出滤波后的波形，并测量交流值和直流值。

（滤波电容和负载RL的值，画出滤波后的波形，并测量交流值和直流值，测量5组数据）并根据测量数据分析电容和负载对输出值，输出波形的影响。

第一组C=10VF,R=20K

第二组C=20VF,R=20K

第三组C=20VF,R=20

第四组C=20MF,R=20

第五组C=20F,R=20K

从以上五组测量数据以及波形分析得出：

当RC的乘积越大，输出直流值越大，交流值越小，输出波形越平滑。

（5）在第（4）部的基础上加入三端稳压并测量其直流值，与（4）步对应的五

组数据。

第一组C=20MF,R=20K

第二组C=20UF,R=20K

第三组C=20F,R=20K

第四组C=20F,R=20

第五组C=30F,R=20K

（6）在（3）步的基础上直接加上三端稳压部分（不加滤波电路），画出波形，并测量其交流值与直流值，并与（3）的波形比较，并分析波形的成因（RL=20K）.

由波形比较得出：

第六步波形较第三步平滑很多。

第三步整流后的波形易随变压器副边电压及负载阻值改变而波动，不稳定。

所以加三端稳压后能更好的稳定直流电压。

即波形不易波动。

2、根据试验箱上提供的各种元器件设计一个直流可调电源。

（1）电路原理图如图5所示：

（2）交流输入0~14V时，测量其直流值输出范围。

（3）交流输入0~16V时，测量其直流值输出范围。

（4）交流输入0~18V时，测量其直流值输出范围。

3、用稳压二极管设计一个3.3V的直流稳压电源。

（1）电路原理图如图6所示：

（2）仿真结果

4、设计一个能同时输出+12V,-12V，+6V,-6V的直流电源电路。

（1）电路原理图为：

（2）仿真结果为

四、总结。

通过本次实验我了解了不少新的知识。

如滤波的方式除可用电容滤波外，还有电感滤波电路、LC滤波电路、RC或LC型滤波电路。

整流的总类有单相半波整流、单相桥式整流。

稳压的总类有稳压二级管稳压、固定式三端集成稳压器稳压、可调式三端集成稳压器稳压以及集成稳压器等。

通过本次实验我学会了设计满足要求的直流电源所需元器件的大小型号以及参数值的选择。

倘若我要去购买本次设计实验所需的元器件，我需要提供给卖家以下元器件的参数：

匝数比分别为16：

1，14：

1，12：

1的变压器，至少4只二极管，一只稳定幅值为5V的稳压二极管，4只型号为LM7805的三端稳压器（含正负系列），几只阻值可调的可调电阻以及几只容值可调电容，以及几只保险丝FU等。