模拟电子-课程设计-直流稳压电源的设计

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1、 1 课课 程程 设设 计计 报报 告告 所属院系：所属院系： 电气工程学院电气工程学院 专专 业：业： 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 课程名称：课程名称： 电子技术基础电子技术基础 A A 设计题目：设计题目： 直流稳压电源的设计直流稳压电源的设计 班班 级级： 学生姓名：学生姓名： 学生学号：学生学号： 指导老师指导老师 : : 完成日期完成日期： 2 课程设计题目：直流稳压电源的设计 要求完成的内容： 1.输出直流电压 1.510V 可调； 2.输出电流 IOm=300mA； 3.稳压系数 Sr0.05； 4.具有过流保护功能。 指导教师评语： 该生通过查阅文献和资料和手册，能够

2、综合运用电子技术课程中所学到的理知识，并能消 化和理解，把理论与实践进行结合起来。具有分析问题和解决问题的能力，较好地完成了设计 任务。 评定成绩为： 3 指导教师签名： 直流稳压电源的设计 直流稳压电源的设计要求是设计中包括电源变压器、整流电路、滤波电路、 稳压电路四个部分。通过四部分的组合将 220V 交流电压转变为设计要求直流电 压。并且用仿真软件进行仿真分析。 一、方案设计 1.总体设计框架图 方案的总体思路如下：直流稳压电源一般由直流电源变压器、整流电路、滤 波电路及稳压电路所组成，其基本框图如下： 1.1 电源变压器 是降压变压器，它将 220V 交流电压变换成符合需要的交流电压，

3、并送给整流 电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。 1.2 整流电路 此设计的整流部分主要采用桥式电路，即由四个二极管交叉而成。但使用二 极管时应注意以下问题： (1) 最大整流电路流 f I 指二极管长期运行允许通过的最大正向平均电流。若使用时超过此值，有可 能烧坏二极管。 (2) 最高反向工作电压 rm U 指允许施加在二级管两端的最大方向电压，通常为击穿电压的一半。 (3) 反向电流 r I 指二极未击穿时的反向电流值。其值会随温度的升高而急剧增加，其值越小， 二极管的单向导电性越好。但是反向电流值会随温度的上升而显著增加。 4 (4) 最高工作频率 f 指保证二极管单向导电时的最高

4、导电频率。当工作频率超过其限度时，二极 管的单向导电性能就会变差。 其实桥式整流电路相当于理想二极管，即正偏时导通，电压降为零，相当于 理想开关闭合；反偏时截至，电流为零，相当于理想开关断开。整流电路包括单向 半波整流电路和桥式整流电路。半波整流电路结构简单，使用元件少，但整流效率 低，输出电压脉动大。因此，它只适用于要求不高的场合。为了克服半波整流的缺 点，常采用桥式整流电路。 1.3 滤波电路 整流电路交流电变为脉动直流电，但其中含有大量的交流成分（成为纹波电 压） 。为了获得平滑的直流电压，应在整流电路的后面加接滤波电路，以滤去交流 部分。 此电路采用的是输入式电容滤波电路，即在桥式整流

5、电路输出端与负载之间 并联一个大电容。 其原理为： 在整流电路采用电容滤波后使二极管得到的时间缩短， 由于电容 C 充电的瞬时电流较大，形成了浪涌电流，容易破环二极管，故在选择二 极管时必须有足够的电流裕量，以免烧坏。 1.4 稳压电路 稳压器采用 LM317 系列， 输出电压值连续可调， 属于三端可调式输出集成稳压， 它的三个接线端分别称为输入端、输出端和调整端。稳压电路的功能是使输出的直 流电压稳定，不随交流电网和负载的变化而变化。 直流稳压电路的组成由电源变压、整流、滤波和稳压电路四个部分构成。 2.设计方案 （1）方案一 采用变压器、二极管、集成运放、电阻、稳压管、三极管等元器件。220V 的市 电经变压器后变成电压值较小的交流，再经桥式整流电路和滤波电路形成直流，稳 压部分采用串联型稳压电路。比例运算电路的输入电压为稳定电压，且比例系数可 调，所以其输出电压也可以调节；同时，为了扩大输出电流，集成运放输出端加晶 体管，并保持射级输出形式，就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。 （2）方案二 变压、整流和滤波电路与方案一相同，稳压部分采用集成稳压器 LM317，为可 5 调式三端集成稳压器可通过调节可变电阻来调节输出电压的数值，因此可以达到基 本设计要求。 （3）方案论证 从技术指标方面来讲，方案一采