可調(diào)集成直流穩(wěn)壓電源

1、蘇 州 市 職 業(yè) 大 學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 名稱(chēng) 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(jí) 10電氣3 姓 名 張 帥 系主任 張紅兵 教研室主任 陸春妹 指導(dǎo)教師 周昌雄 目 錄第一章：緒論 ····························&

2、#183;·3 1 電路基本知識(shí) ····································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(jiǎn)介 ·····················62.2.2 LM317集成穩(wěn)壓器的測(cè)試方法 ·····················7 集成穩(wěn)壓器選用時(shí)的注意事項(xiàng)

9、83;····················7第三章 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)及對(duì)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(biāo)及要求 ·······&#

10、183;················93.3 穩(wěn)壓電源的各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試 ·····················10 3.4 元器件清單 ·······&

11、#183;···························113.5實(shí)驗(yàn)總結(jié) ····················

12、83;·················11第一章 緒論1 電路基本知識(shí)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(jì)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(guò)變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓過(guò)程將220V交流電，變?yōu)榉€(wěn)

13、定的直流電，并實(shí)現(xiàn)電壓可在+3+9V可調(diào)和實(shí)現(xiàn)固定輸出電壓?？烧{(diào)直流穩(wěn)壓電源是采用當(dāng)前國(guó)際先進(jìn)的高頻調(diào)制技術(shù)，其工作原理是將開(kāi)關(guān)電源的電壓和電流展寬，實(shí)現(xiàn)了電壓和電流的大范圍調(diào)節(jié)，同時(shí)擴(kuò)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(jìn)口元件，功率部件采用現(xiàn)國(guó)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(jì)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(diǎn)，同時(shí)也為大功率直流電源減小體積創(chuàng)造了條件，此電源又稱(chēng)高頻可調(diào)式開(kāi)關(guān)電源?？烧{(diào)直流穩(wěn)壓電源保護(hù)功能齊全，過(guò)壓、過(guò)流點(diǎn)可連續(xù)設(shè)置并可預(yù)視，輸出電壓可通過(guò)觸控開(kāi)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(guò)整流電路將交流變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓。由于此脈動(dòng)的直流壓含有較的紋波，必須通過(guò)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(guò)的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動(dòng)、負(fù)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(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)、負(fù)載何溫度變化時(shí)，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(gè)二極管接成電橋形式，使在電壓V2的正負(fù)半周均有電流流過(guò)負(fù)載，在負(fù)載形成單方向的全波脈動(dòng)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(yuǎn)。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(shí)，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(dòng)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(guò)每支整流二極管的平均電流。式中R為整流濾波電路的負(fù)載電阻，為電容提供放電回

16、路，RC放電時(shí)間常數(shù)應(yīng)該滿(mǎn)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(duì)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(huì)使穩(wěn)壓器功耗過(guò)大，易損壞穩(wěn)壓器。同時(shí)電阻要緊靠穩(wěn)壓器，防止輸出電流在連線(xiàn)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(jiǎn)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(fù)載電流最大為 1.5A。它的使用非常簡(jiǎn)單，僅需兩個(gè)外接電阻來(lái)設(shè)置輸出電壓。此外它的線(xiàn)性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。LM317 內(nèi)置有過(guò)載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。特性簡(jiǎn)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(xiàn)性調(diào)整率 0.01%。    典型負(fù)載調(diào)整率 0.1%。    80dB 紋波抑制比。    輸出短路保護(hù)。    過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)。    調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)。    標(biāo)準(zhǔn)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(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的輸出電壓Vo：±1.25 - ±12V連續(xù)可調(diào)。 LM317的測(cè)試方法在直流穩(wěn)壓電源通電測(cè)試之前，必須認(rèn)真對(duì)安裝電路進(jìn)行下列事項(xiàng)的檢查。（1）在電源變壓器的絕緣電阻進(jìn)行檢測(cè)，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(cè)量一，二次繞線(xiàn)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(wàn)用表高電阻擋檢測(cè)，則其指示電阻均應(yīng)為無(wú)窮大。（2）電源變壓器的一次和二次繞組不能搞錯(cuò)，否則將會(huì)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(huì)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(shí)別清楚，不能接錯(cuò)。特別是公共端不能開(kāi)路，一旦開(kāi)路。輸出端U。很可能接近U1，導(dǎo)致負(fù)載損壞。（5）檢查負(fù)載端不應(yīng)該有短路現(xiàn)象。 直流穩(wěn)壓電源的調(diào)整測(cè)試一般分三步進(jìn)行，即空載檢查測(cè)試，外載檢查測(cè)試和質(zhì)量指標(biāo)測(cè)量。 集成穩(wěn)壓器選用時(shí)的注意事項(xiàng)（1） 對(duì)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(duì)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(duì)需要同時(shí)生產(chǎn)+5V輸出電壓和復(fù)

21、位電壓的電源電路，可選用L78LR05、L78MR05等集成穩(wěn)壓器。對(duì)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(lèi)型后，還應(yīng)根據(jù)負(fù)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(fù)載電路的工作電壓值相同，其輸出電流應(yīng)大于負(fù)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(biāo)及對(duì)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(biāo)及穩(wěn)壓電源的要求 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)可以分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是特性指標(biāo)，如輸出電壓、輸出電濾及電壓調(diào)節(jié)范圍；另一類(lèi)是質(zhì)量指標(biāo)，反映一個(gè)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(duì)穩(wěn)壓電源的性能，主要有以下四個(gè)萬(wàn)面的要求1穩(wěn)定性好當(dāng)輸入電壓Usr（整流、濾波的輸出電壓）在規(guī)定范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，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(chēng)為穩(wěn)定度指標(biāo)，常用穩(wěn)壓系數(shù)S 來(lái)表示： S的大小，反映一個(gè)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(fù)載變化時(shí)（從空載到滿(mǎn)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(fù)載電流變化量之比。rn 反映負(fù)載變動(dòng)時(shí)，輸出電壓維持恒定的能力，rn 越小，則Ifz   變化時(shí)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(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，會(huì)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(shí)，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(lái)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(guò)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(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)試 （1） .輸出電壓與最大輸出電流的測(cè)試 測(cè)試電路如圖所示。一般情況下，穩(wěn)壓器正常工作時(shí)，其輸出電流Io要小于最大輸出電流Iomax，取Io=0