模拟电子技术课程设计-直流稳压电源的设计

模拟电子技术课程设计-直流稳压电源的设计内容摘要：

所示。 模电课程设计 —— 直流稳压电源 第 12 页 共 28 页 工作原理与半波整流电路相同，不同点是： v2 正、负半周内， V V2轮流导通，对电容 C 充电两次，缩短了电容 C 向负载的放电时间，从而使输出电压更加平滑。 输出电压的估算公式为 图 6 滤波电路 VL 应用：小功率电源。 ： 稳压电路的主要作用是维持输出直流电压的基本稳定。 因为经过整流滤波电路后的电压的稳定性比较差，电压受温度、负载、电网电压波动等因素的影响较大。 所以用稳压电路来使输出电压 U0 保持稳定。 集成稳压器的输出电压 V0 与稳压电源的输出电压相同。 稳压器的最大允许电流 ICMI0max，输入电压 Vi 的范围为： V0max+（ ViV0） min≤ Vi≤ V0min+（ ViV0） max 式中， V0max为最大输出电压； V0min为 最小输出电压；（ ViV0） min为稳压器最小输入、输出压差； （ ViV0） max为稳压器的最大输入、输出压差。 (1) 硅稳压电路： 1 硅稳压电路的特点： (1) 稳压管工作在反向击穿状态。 (2) 当工作电流 ZI 满足 BZA III  条件时，稳压管两端电压 ZV 几乎不变。 2．稳压二极管的主要参数 (1) 稳定电压 ZV —— 稳压管在规定电流下的反向 击穿电压。 (2) 稳定电流 IZ—— 稳压管在稳定电压下的工作电流。 (3) 最大稳定电流 IZmax—— 稳压管允许长期通过的最大反向电流。 (4) 动态电阻 rZ—— 稳压管两端电压变化量与电流变化量的比值，即rZ VZ/IZ。 此值越小，管子稳压性能越好。 模电课程设计 —— 直流稳压电源 第 13 页 共 28 页 图 7 硅稳压电路图 3．稳压管稳压电路的工作原理 (1) 电路图 稳压管稳压电路如 上 图所示。 Dz 为稳压管，起电流调整作用； R 为限流电阻，起电压调整作用。 (2) 电路的稳压过程： VO↓→ IZ↓→ IR↓→ VR↓ → VO↑ (3) 应用：小功率场合。 电路优点是结构简单，调试方便；缺点是输出电流较小、输出电压固定，稳压性能较差。 因此，只适用于小型电子设备 (2) 串联反馈型稳压电路： 图 8 串联反馈型电路的基本接法 模电课程设计 —— 直流稳压电源 第 14 页 共 28 页 串联反馈型稳压电路通常由四部分组成：基准电压源、调整电路、取样电路和比较放大电路。 由上图 8 可知：基准电压 VREF由 R、 DZ 组成的串联型稳压电路提供；取样电路由 R R2 和电位器 RP 组成，它将输出电压的一部分 VF 传送到比较放大电路；比较放大电路由集成运放 A（也可以用单管放大电路或差分放大电路）构成， 取样得到的信号 VF 与基准电压 VREF 通过比较，将差值电压信号进行放大，然后送给调整电路（由功率三极管或复合管构成），去控制调整三极管 T 的管压降 VCE，从而使输出电压保持稳定。 由于调整管与负载电阴串联，故称这种电路为串联稳压型电路。 (3) 三端可调式稳压电路 ： 图 9 三端可调稳压电路图 三端可调式稳压器能输出连续可调的直流电压。 常见产品如 上 图所示。 其中， CW317 系列稳压器输出连续可调的正电压， CW337 系列稳压器输出连续可调的负电压。 稳压器内 部含有过流、过热保护电路。 R1 与 RP1 组成电模电课程设计 —— 直流稳压电源 第 15 页 共 28 页 压输出调节电路，输出电压： V0≈ （ 1+RP1/R1） R1 的值为 120 欧～ 240 欧，流经 R1 的泄放电流为 5mA～ 10mA。 RP1 为精密可调电位器。 电容 C2 与 RP1 并联组成滤波电路，以减小输出的纹波电压。 二极管 D 的作用是防止输出端与地短路时，损坏稳压器。 图 10 三端可调式 CW31 CW337 芯片图 (4) 三端固定式稳压电路： 1． 固定式三端稳压器的引脚图及典型应用电路 （其中： C1 = ,Co = ， C （其中： C1 = ， CO = 1μF） Co 采用漏电流小的钽电容） 图 11 三端固定式稳压器的管脚及其应用电路 说明：稳压器输入端的电容 C1 用来进一步消除纹波 ,此外，输出端的电容 Co 与 C1 起到了频率补偿的作用，能防止自激振荡，从而使电路稳定工作。 三端固定式稳压器的常见产品如图 11 所示，其中， CW78XX 系列稳压器模电课程设计 —— 直流稳压电源 第 16 页 共 28 页 输出固定的正电压，如 7805 输出为 +5V； CW79XX 系列稳压器输出固定的负电压，如 7905 输出为 5V。 输入端接电容 C1可以进一步滤除纹波，输出端接电容 C0能改善负载的瞬态影响，使电路稳定工作。 C C0最好采用漏电流小的钽电容，如果采用电解电容，则电容量要比图中数值增加 10 倍。 图 11 三端固定式集成稳压器外形及管脚排列 四． 直流稳压电源的设计 步骤 （一） 电路的设计 考虑到电路的简便性和实用性。 我们选择了硅稳压电路和三端可调式稳压电路，并通过一个单刀双掷开关进行控制。 电路图如下图 12 所示：其中的各元件参数如下表 表 所示： LM317T 芯片 1 片 12V 变压器 1 个 1000uF 电解电容 1 个 电容 1 个 6V 稳压 管 1 个 整流桥 1 片 电阻 510Ω 1 个 散热片 1 片 电阻 330Ω 1 个 2200uF 电解电容 2 个 电阻 240Ω 1 个 10uF 电解电容 1 个 模电课程设计 —— 直流稳压电源 第 17 页 共 28 页 1uF 电解电容 1 个 发光二极管 2 个 二极管 1N4148 2 个 单刀双掷开关 1 个 表 2。