稳压电源设计
Time:2023-06-22 01:51:15
关于稳压电源设计的问题，我们总结了以下几点，给你解答：
- 1、稳压电源设计
- 2、可调直流稳压电源设计
- 3、稳压电源设计目的
稳压电源设计
一、稳压电源
1、3～25V电压可调稳压电路图
此稳压电源可调范围在3.5V～25V之间任意调节，输出电流大，并采用可调稳压管式电路，从而得到满意平稳的输出电压。
工作原理：经整流滤波后直流电压由R1提供给调整管的基极，使调整管导通，在V1导通时电压经过RP、R2使V2导通，接着V3也导通，这时V1、V2、 V3的发射极和集电极电压不再变化（其作用完全与稳压管一样）。调节RP，可得到平稳的输出电压，R1、RP、R2与R3比值决定本电路输出的电压值。
元器件选择：变压器T选用80W～100W，输入AC220V，输出双绕组AC28V。FU1选用1A，FU2选用3A～5A。VD1、VD2选用 6A02。RP选用1W左右普通电位器，阻值为250K～330K，C1选用3300µF／35V电解电容，C2、C3选用0.1µF独石电容，C4选用 470µF／35V电解电容。R1选用180～220Ω/0.1W～1W，R2、R4、R5选用10KΩ、1／8W。V1选用2N3055，V2选用 3DG180或2SC3953，V3选用3CG12或3CG80
2、10A3～15V稳压可调电源电路图
无论检修电脑还是电子制作都离不开稳压电源，下面介绍一款直流电压从3V到15V连续可调的稳压电源，最大电流可达10A，该电路用了具有温度补偿特性的，高精度的标准电压源集成电路TL431，使稳压精度更高，如果没有特殊要求，基本能满足正常维修使用，电路见下图。
其工作原理分两部分，第一部分是一路固定的5V1.5A稳压电源电路。第二部分是另一路由3至15V连续可调的高精度大电流稳压电路。第一路的电路非常简单，由变压器次级8V交流电压通过硅桥QL1整流后的直流电压经C1电解电容滤波后，再由5V三端稳压块LM7805不用作任何调整就可在输出端产生固定的5V1A稳压电源，这个电源在检修电脑板时完全可以当作内部电源使用。
第二部分与普通串联型稳压电源基本相同，所不同的是使用了具有温度补偿特性的，高精度的标准电压源集成电路TL431，所以使电路简化，成本降低，而稳压性能却很高。图中电阻R4，稳压管TL431，电位器R3组成一个连续可调得恒压源，为BG2基极提供基准电压，稳压管TL431的稳压值连续可调，这个稳压值决定了稳压电源的最大输出电压，如果你想把可调电压范围扩大，可以改变R4 和R3的电阻值，当然变压器的次级电压也要提高。
变压器的功率可根据输出电流灵活掌握，次级电压15V左右。桥式整流用的整流管QL用15－20A硅桥，结构紧凑，中间有固定螺丝，可以直接固定在机壳的铝板上，有利散热。调整管用的是大电流NPN型金属壳硅管，由于它的发热量很大，如果机箱允许，尽量购买大的散热片，扩大散热面积，如果不需要大电流，也可以换用功率小一点的硅管，这样可以做的体积小一些。
滤波用50V4700uF电解电容C5和C7分别用三只并联，使大电流输出更稳定，另外这个电容要买体积相对大一点的，那些体积较小的同样标注50V4700uF尽量不用，当遇到电压波动频繁，或长时间不用，容易失效。最后再说一下电源变压器，如果没有能力自己绕制，有买不到现成的，可以买一块现成的200W以上的开关电源代替变压器，这样稳压性能还可进一步提高，制作成本却差不太多，其它电子元件无特殊要求，安装完成后不用太大调整就可正常工作。
可调直流稳压电源设计
可以用稳压专用IC进行制作！ 下图是常用LM317应用电路 完全符合你的几点要求！
稳压电源设计目的
一、设计目的. 1
二、设计任务及要求. 1
三、设来自计步骤. 1
四、总体设计思路. 2
五、实验设备及元器件. 5
六、测试要求. 5
七、设计报告要求. 6
八、注意事项. 6
直流稳压电源的设计
一、设计目的
1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培持胜百养综合设计与调试能力。
2.学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
3.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
二、设计任务及要求
1.设计并制作一个连续可调直流稳压电源，主要技术指标要求:
① 输出电压可调:Uo=+提3V~+9V
② 最大输出电流:Iomax=800mA
③ 输出电压变化量:肉而因ΔUo≤15mV
④ 稳压外操技脚经技系数:SV≤0.003
2.设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原度错么赶毛图境理电路图。
3.自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量，交指导教师审核。
4.批准后，进实验室进行组装、调试，并测试其主要性能参数。
三、设计步骤
1.电路图设计
(1)确定目标:设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，乐落派植课子慢洲有盟并画出直流稳压电源方框图。
(2)系统分析:根据系统功能，选择各模块所用电路形式。
(3)参数选择:根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件脚具医孙毛该款声清支复的参数。
(4)总电路图:连接各模块电路。
2.电路照县子导安装、调试
(1)为提高学生的动手能力，学生自行设计印刷电路板，并焊接。
(2再交龙齐孩)在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。
(3)重点测试稳压电路的稳压系数。
(4)将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各化副只香严轴吧教项指标。
四、总体设计思路
1.直流稳压电源设计思路
(1)电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采最蒸需用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
(2)降压后的交流电压，通部办设控单乱例溶上较过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大(即脉动大)。
(面声3)脉动大的直流电压须书受算鲁经过滤波电路变成平滑，脉动至但最尔封盐衡小的直流电，即将交流成份滤掉伤换业界连的完的府农找，保留其直流成份。
(4)滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。
2.直流稳压电源原理
直流稳压电取吧某更海烈鸡推三著渐源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，见图1。
图1直流稳压电源方框图
其中:
(1)电源变压器:是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。
(2)整流电路:利用单向导电元件，把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加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。
(4)稳压电路:稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。
整流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图2所示。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止;u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。电路的输出波形如图3所示。
图2整流电路
图3输出波形图
在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即 。电路中的每只二极管承受的最大反向电压为 (U2是变压器副边电压有效值)。
在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联，以达到使输出波形基本平滑的目的。选择电容滤波电路后，直流输出电压:Uo1=(1.1~1.2)U2，直流输出电流: (I2是变压器副边电流的有效值。)，稳压电路可选集成三端稳压器电路。
总体原理电路见图4。
图4 稳压电路原理图
3.设计方法简介
(1)根据设计所要求的性能指标，选择集成三端稳压器。
因为要求输出电压可调，所以选择三端可调式集成稳压器。可调式集成稳压器，常见主要有CW317、CW337、LM317、LM337。317系列稳压器输出连续可调的正电压，337系列稳压器输出连可调的负电压，可调范围为1.2V~37V，最大输出电流 为1.5A。稳压内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。LM317系列和lM337系列的引脚功能相同，管脚图和典型电路如图4和图5.
图4管 脚图 图5典型电路
输出电压表达式为:
式中，1.25是集成稳压块输出端与调整端之间的固有参考电压 ，此电压加于给定电阻 两端，将产生一个恒定电流通过输出电压调节电位器 ，电阻 常取值 ， 一般使用精密电位器，与其并联的电容器C可进一步减小输出电压的纹波。图中加入了二极管D，用于防止输出端短路时10μF大电容放电倒灌入三端稳压器而被损坏。
LM317其特性参数:
输出电压可调范围:1.2V~37V
输出负载电流:1.5A
输入与输出工作压差ΔU=Ui-Uo:3~40V
能满足设计要求,故选用LM317组成稳压电路。
(2)选择电源变压器
1)确定副边电压U2:
根据性能指标要求:Uomin=3V Uomax=9V
又 ∵ Ui-Uomax≥(Ui-Uo)min Ui-Uoin≤(Ui-Uo)max
其中:(Ui-Uoin)min=3V，(Ui-Uo)max=40V
∴ 12V≤Ui≤43V
此范围中可任选 :Ui=14V=Uo1
根据 Uo1=(1.1~1.2)U2
可得变压的副边电压:
2)确定变压器副边电流I2
∵ Io1=Io
又副边电流I2=(1.5~2)IO1 取IO=IOmax=800mA
则I2=1.5*0.8A=1.2A
3)选择变压器的功率
变压器的输出功率:Po>I2U2=14.4W
(3)选择整流电路中的二极管
∵ 变压器的副边电压U2=12V
∴ 桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为:
桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为:
查手册选整流二极管IN4001，其参数为:反向击穿电压UBR=50V>17V
最大整流电流IF=1A>0.4A
(4)滤波电路中滤波电容的选择
滤波电容的大小可用式 求得。
1)求ΔUi:
根据稳压电路的的稳压系数的定义:
设计要求ΔUo≤15mV ，SV≤0.003
Uo=+3V~+9V
Ui=14V
代入上式，则可求得ΔUi
2)滤波电容C
设定Io=Iomax=0.8A，t=0.01S
则可求得C。
电路中滤波电容承受的最高电压为 ，所以所选电容器的耐压应大于17V。
注意: 因为大容量电解电容有一定的绕制电感分布电感，易引起自激振荡，形成高频干扰，所以稳压器的输入、输出端常 并入瓷介质小容量电容用来抵消电感效应，抑制高频干扰。
五、实验设备及元器件
1.万用表 2.示波器
3.交流毫伏表 4.三端可调的稳压器 LM317一片
六、测试要求
1.测试并记录电路中各环节的输出波形。
2.测量稳压电源输出电压的调整范围及最大输出电流。
3.测量输出电阻Ro。
4.测量稳压系数。
用改变输入交流电压的方法，模拟Ui的变化，测出对应的输出直流电压的变化，则可算出稳压系数SV.(注意: 用调压器使220V交流改变±10%。即ΔUi=44V)
5.用毫伏表可测量输出直流电压中的交流纹波电压大小，并用示波器观察、记录其波形。
6.分析测量结果，并讨论提出改进意见。
七、设计报告要求
1.设计目的。
2.设计指标。
3.总体设计框图，并说明每个模块所实现的功能。
4.功能模块，可有多个方案，并进行方案论证与比较，要有详细的原理说明。
5.总电路图设计，有原理说明。
6.实现仪器，工具。
7.分析测量结果，并讨论提出改进意见。
8.总结:遇到的问题和解决办法、体会、意见、建议等。
八、注意事项
1.焊接时要对各个功能模块电路进行单个测试，需要时可设计一些临时电路用于调试。
2.测试电路时，必须要保证焊接正确，才能打开电源，以防元器件烧坏。
3.注意LM317芯片的输入输出管脚和桥式整流电路中二极管的极性，不应反接。
4. 按照原理图焊接时必须要保证可靠接地。