可調(diào)集成直流穩(wěn)壓電源

1、蘇 州 市 職 業(yè) 大 學課程設(shè)計說明書 名稱 可調(diào)輸出集成直流穩(wěn)壓電源 11年6月 27 日至 11 年 7 月1日共 1 周院 系 電子信息工程系 班 級 10電氣3 姓 名 張 帥 系主任 張紅兵 教研室主任 陸春妹 指導教師 周昌雄 目 錄第一章：緒論 ····························&

2、#183;·3 1 電路基本知識 ····································3第二章 穩(wěn)壓電源工作原理 ········

3、···········32.1 工作原理 ·····································&#

4、183;4 2.1.1 電源變壓器 ·····································42.1.2 橋式整流電路 ·······

5、3;···························42.1.3 濾波電路 ····················

6、3;··················42.1.4 穩(wěn)壓電路 ·····························

7、3;·········52.2 元器件介紹 ····································62.2.1 LM317集成穩(wěn)壓器

8、的特性簡介 ·····················62.2.2 LM317集成穩(wěn)壓器的測試方法 ·····················7 集成穩(wěn)壓器選用時的注意事項

9、83;····················7第三章 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標及對穩(wěn)壓電源的要求 3.1可調(diào)輸出集成直流穩(wěn)壓電源電路原理圖 ············83.2穩(wěn)壓電源技術(shù)指標及要求 ·······&#

10、183;················93.3 穩(wěn)壓電源的各項指標的測試 ·····················10 3.4 元器件清單 ·······&

11、#183;···························113.5實驗總結(jié) ····················

12、83;·················11第一章 緒論1 電路基本知識在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流穩(wěn)壓電源供電，小功率的穩(wěn)壓電源是由電源變壓器，整流電路，濾波電路和穩(wěn)壓電路等四部分組成。變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟?。整流器把交流電變?yōu)橹绷麟?。?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。本設(shè)計主要采用多路輸出直流穩(wěn)壓構(gòu)成集成穩(wěn)壓電路，通過變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓過程將220V交流電，變?yōu)榉€(wěn)

13、定的直流電，并實現(xiàn)電壓可在+3+9V可調(diào)和實現(xiàn)固定輸出電壓?？烧{(diào)直流穩(wěn)壓電源是采用當前國際先進的高頻調(diào)制技術(shù)，其工作原理是將開關(guān)電源的電壓和電流展寬，實現(xiàn)了電壓和電流的大范圍調(diào)節(jié)，同時擴大了目前直流電源供應(yīng)器的應(yīng)用。直流穩(wěn)壓電源的控制芯片是采用目前比較成熟的進口元件，功率部件采用現(xiàn)國際上最新研制的大功率器件，可調(diào)直流穩(wěn)壓電源設(shè)計方案省去了傳統(tǒng)直流電源因工頻變壓器而體積笨重。與傳統(tǒng)電源相比高頻直流電源就較具有體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點，同時也為大功率直流電源減小體積創(chuàng)造了條件，此電源又稱高頻可調(diào)式開關(guān)電源?？烧{(diào)直流穩(wěn)壓電源保護功能齊全，過壓、過流點可連續(xù)設(shè)置并可預視，輸出電壓可通過觸控開關(guān)控制

14、。第二章 可調(diào)穩(wěn)壓電源工作原理2.1 工作原理2.1.1 電源變壓器 經(jīng)過整流電路將交流變?yōu)槊}動的直流電壓。由于此脈動的直流壓含有較的紋波，必須通過濾波電路加以濾波，從而得到平滑的直流電壓。電源變壓器的作用是將交流220V的電壓變?yōu)樗璧碾妷褐?，然后通過的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動、負載何溫度的變化而變化。因而在整流、濾波電路之后，還需接穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當電網(wǎng)電壓波動、負載何溫度變化時，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。2.1.2 整流電路 橋式整流屬于全波整流，它不是利用副邊帶有中心抽頭的變壓器,而是用四個二極管接成電橋形式，使在電壓V2的正負半周均有電流流過負載，在負載形成單方向的全波脈動電壓。圖

15、1 橋式整流電路主要參數(shù)： 濾波電路整流電路輸出波形中含有較多的紋波成分，與所要求的波形相去甚遠。所以通常在整流電路后接濾波電路以濾去整流輸出電壓的紋波。濾波電路常有電容濾波，電感濾波和RC濾波等。圖2分別是橋式整流電容濾波電路和它的部分波形。這里假設(shè)t<0時，電容器C已經(jīng)充電到交流電壓V2的最大值（如波形圖所示）。整流二極管VL1VL4組成單相橋式整流電路，將交流電壓U2變成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電容濾除波紋Ui.Ui與交流電壓U2的關(guān)系為Ui=(1.11.2)U2每支整流二極管的最大反向電壓Urm=U2。通過每支整流二極管的平均電流。式中R為整流濾波電路的負載電阻，為電容提供放電回

16、路，RC放電時間常數(shù)應(yīng)該滿足RC.式中T=20ms。 圖2 電容濾波電路2.1.4 穩(wěn)壓電路 三端集成穩(wěn)壓器分為固定式和可調(diào)式兩種。在此選用LM317可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器。LM317三端可調(diào)正輸出穩(wěn)壓器的輸出電壓范圍為1.2-37V，最大輸出電流為1.5A，最小輸入輸出電壓差（Vi -Vo）min =3V,最大輸入輸出電壓差（Vi -Vo）max=40V。 為保證穩(wěn)壓器能正常工作，對輸入直流電壓也有所要求，一般輸入直流電壓比輸出直流電壓高出3-5V，不宜高出太多，高出太多會使穩(wěn)壓器功耗過大，易損壞穩(wěn)壓器。同時電阻要緊靠穩(wěn)壓器，防止輸出電流在連線電阻上產(chǎn)生誤差。 2.2 元器件介紹2.2.1 L

17、M317集成穩(wěn)壓器的特性簡介三端可調(diào)穩(wěn)壓器的輸出電壓可調(diào)，穩(wěn)壓精度高，輸出波紋小。其一般的輸出電壓為1.2535V或-1.25-35V。LM317的輸出電壓范圍是 1.2V 至 37V，負載電流最大為 1.5A。它的使用非常簡單，僅需兩個外接電阻來設(shè)置輸出電壓。此外它的線性調(diào)整率和負載調(diào)整率也比標準的固定穩(wěn)壓器好。LM317 內(nèi)置有過載保護、安全區(qū)保護等多種保護電路。特性簡介    可調(diào)整輸出電壓低到 1.2V。    保證 1.5A 輸出電流。 

18、;   典型線性調(diào)整率 0.01%。    典型負載調(diào)整率 0.1%。    80dB 紋波抑制比。    輸出短路保護。    過流、過熱保護。    調(diào)整管安全工作區(qū)保護。    標準三端晶體管封裝。電壓范圍     輸入輸出最小壓差降為0.2V    LM317/ 1.25V

19、0;至 37V 連續(xù)可調(diào)。LM317集成穩(wěn)壓器的特性滿足設(shè)計要求的輸出電壓Vo：±1.25 - ±12V連續(xù)可調(diào)。 LM317的測試方法在直流穩(wěn)壓電源通電測試之前，必須認真對安裝電路進行下列事項的檢查。（1）在電源變壓器的絕緣電阻進行檢測，以防止變壓器漏電，危及人身和設(shè)備的安全。一般采用兆歐表測量一，二次繞線組之間，各繞組與接地屏蔽層之間，以及繞組與鐵心之間的絕緣電阻，其值不應(yīng)小于1000M歐，如果用萬用表高電阻擋檢測，則其指示電阻均應(yīng)為無窮大。（2）電源變壓器的一次和二次繞組不能搞錯，否則將會造成變壓器的損壞和電源故障。（3）二極管的引腳（或整流硅管的

20、引腳）和濾波電容器的極性不能接反，否則將會損壞元器件。（4）三端穩(wěn)壓器的輸入，輸出和公共端一定要識別清楚，不能接錯。特別是公共端不能開路，一旦開路。輸出端U。很可能接近U1，導致負載損壞。（5）檢查負載端不應(yīng)該有短路現(xiàn)象。 直流穩(wěn)壓電源的調(diào)整測試一般分三步進行，即空載檢查測試，外載檢查測試和質(zhì)量指標測量。 集成穩(wěn)壓器選用時的注意事項（1） 對電源精度要求較高的電子產(chǎn)品（例如通信設(shè)備、航空設(shè)備、高檔儀器儀表等）的穩(wěn)壓電源電路及使用電池供電的穩(wěn)壓電路，可選用低壓差、低功耗的集成穩(wěn)壓器。對輸出電壓需要關(guān)斷控制的穩(wěn)壓電源電路，應(yīng)選用多端可控式集成穩(wěn)壓器，五端集成穩(wěn)壓器。對需要同時生產(chǎn)+5V輸出電壓和復

21、位電壓的電源電路，可選用L78LR05、L78MR05等集成穩(wěn)壓器。對需要多組不同輸出電壓的電源電路，可選用八端集成穩(wěn)壓器。 （2）選擇集成穩(wěn)壓器的主要參數(shù) 確定集成穩(wěn)壓器的類型后，還應(yīng)根據(jù)負載電路選擇集成穩(wěn)壓器的主要參數(shù)，包括輸入電壓、輸出電壓、輸出電流、壓差、電壓調(diào)整率、電流調(diào)整率等。所選集成穩(wěn)壓器的輸入電壓應(yīng)與整流濾波電路的輸出電壓（或電池的電壓）相適應(yīng)，其輸出電壓應(yīng)與負載電路的工作電壓值相同，其輸出電流應(yīng)大于負載電路的最大工作電流（要留有一定的功率余量）。要根據(jù)應(yīng)用電路的電壓極性選擇正確的輸出電壓，即集成穩(wěn)壓器的輸出電壓極性應(yīng)與應(yīng)用電路的的電壓極性相同。第三章 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標及對穩(wěn)

22、壓電源的要求3.1 可調(diào)直流穩(wěn)壓電源電路的原理圖 圖4 可調(diào)直流穩(wěn)壓電源電路原理圖3.2 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標及穩(wěn)壓電源的要求 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標可以分為兩大類：一類是特性指標，如輸出電壓、輸出電濾及電壓調(diào)節(jié)范圍；另一類是質(zhì)量指標，反映一個穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣，包括穩(wěn)定度、等效內(nèi)阻（輸出電阻）、紋波電壓及溫度系數(shù)等。·對穩(wěn)壓電源的性能，主要有以下四個萬面的要求1穩(wěn)定性好當輸入電壓Usr（整流、濾波的輸出電壓）在規(guī)定范圍內(nèi)變動時，輸出電壓Usc的變化應(yīng)該很小一般要求 。由于輸入電壓變化而引起輸出電壓變化的程度，稱為穩(wěn)定度指標，常用穩(wěn)壓系數(shù)S 來表示： S的大小，反映一個穩(wěn)壓電源克服輸

23、入電壓變化的能力。在同樣的輸入電壓變化條件下，S越小，輸出電壓的變化越小，電源的穩(wěn)定度越高。通常S約為。2.輸出電阻小負載變化時（從空載到滿載），輸出電壓Usc，應(yīng)基本保持不變。穩(wěn)壓電源這方面的性能可用輸出電阻表征。輸出電阻（又叫等效內(nèi)阻）用rn 表示，它等于輸出電壓變化量和負載電流變化量之比。rn 反映負載變動時，輸出電壓維持恒定的能力，rn 越小，則Ifz   變化時輸出電壓的變化也越小。性能優(yōu)良的穩(wěn)壓電源，輸出電阻可小到1歐，甚至001歐。3.電壓溫度系數(shù)小當環(huán)境溫度變化時，會引起輸出電壓的漂移。良好的穩(wěn)壓電源，應(yīng)在環(huán)境溫度變化時，有效地抑制輸出電壓的漂移，保持輸出電壓穩(wěn)定，輸出電壓的漂移用溫度系數(shù)KT來表示：4.輸出電壓紋波小所謂紋波電壓，是指輸出電壓中50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。經(jīng)過穩(wěn)壓作用，可以使整流濾波后的紋波電壓大大降低，降低的倍數(shù)反比于穩(wěn)壓系數(shù)S 。3.3 穩(wěn)壓電源各項性能指標的測試 （1） .輸出電壓與最大輸出電流的測試 測試電路如圖所示。一般情況下，穩(wěn)壓器正常工作時，其輸出電流Io要小于最大輸出電流Iomax，取Io=0