稳压电源论文参考内容3

稳压电源设计论文（1）封皮（2）设计任务书（3）论文目录（4）论文内容主要内容：①晶体管串联型稳压电源电路原理图；电路框图；简述整流、滤波、稳压部分的电路组成、元器件作用、参数计算、工作原理、电路波形。②固定输出稳压电源电路原理图；简述电路组成；工作原理；电路参数计算；电路波形。③可调输出稳压电源电路原理图；简述电路组成；工作原理；电路参数计算；电路波形。④元件清单⑤参考资料⑥稳压电源实物照片⑦实际焊接过程中遇到的问题及解决方案⑧实践小结（收获、体会及建议）⑨论文格式直流稳压电源设计与制作论文参考内容一、直流稳压电源组成一个完整的直流稳压电源由四部分组成，电源变压器、整流电路、滤波电路以及稳压电路。如图1-1所示。图1-1直流稳压电源组成框图变压器：用来将交流电网电压进行降压转换为所需要的电压值。整流电路：将交流电压变成脉动的直流电压。但此脉动的直流电压含有较大的纹波。滤波电路：对较大的纹波加以滤除，从而得到平滑的直流电压。稳压电路：直流电压随着电网电压的波动、负载和温度的的变化而变化，所以需要在整流滤波电路后加稳压电路，用以维持输出直流电压稳定，确保带载能力。常用单相整流电路分类为，半波整流、全波整流、桥式整流。二、单相半波整流电路1.单相半波整流电路工作原理单相半波整流电路如图2-1（a）所示，工作波形如图2-1（b）所示。（a）（b）图2-1单相半波整流电路单相半波整流电路输入正半周时，u20时:二极管导通，忽略二极管正向压降，uo=u2，输入负半周时u20时，二极管截止,uo=0。电路及工作波形如图2-2所示。图2-2单相半波整流电路正半周工作分析时，把二极管当作理想元件，即正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。输出电压平均值（Uo）,输出电流平均值（Io)，Io=Uo/RL=0.45U2/RL二极管上的平均电流及承受的最高反向电压，电路及工作波形如图2-3所示。图2-3单相半波整流电路承受的最高反向电压二极管上的平均电流：ID=IO，承受的最高反向电压:2U2UDRM2.单相半波整流电路仿真（1）仿真电路图（2）仿真电路测量波形（3）仿真电路测量参数（4）-----------三、全波整流电路1.单相全波整流电路工作原理单相全波整流电路如图3-1（a）所示，工作波形如图3-1（b）所示。（a）（b）图3-1单相全波整流电路变压器副边中心抽头，感应出两个相等的电压u2，当单相全波整流电路输入正半周时u2正半周时：D1导通，D2截止。当输入正半周时，u2负半周时：D2导通，D1截止。分析时，d220=2UU：，忽略二极管正向压降输出电压平均值（Uo）,输出电流平均值（Io)：二极管上的平均电流及承受的最高反向电压，电路及工作波如图3-2所示。图3-2单相全波整流电路承受最高反向电压二极管上的平均电流：012DII二极管承受的最高反向电压：2U22UDRM2.单相全波整流电路仿真（1）仿真电路图（2）仿真电路测量波形（3）仿真电路测量参数（4）-----------四、桥式全波整流电路1.桥式全波整流电路工作原理由四个二极管组成桥式整流电路如图4-1所示。图4-1桥式整流电路（a）(b)图4-2桥式整流电路正半周工作在桥式整流电路中，当输入u正半周时，VaVb：二极管D1、D3导通；D2、D4截止，工作波形如图4-2(b)所示。（a）(b)图4-3桥式整流电路负半周工作在桥式整流电路中，当输入u负半周时，VaVb：二极管D2、D4导通；D1、D3截止，工作波形如图4-3(b)中红色波形所示，指标计算如下。πO(AV)L22201222sin0.9VVVtdtVVL2LLL0.9VVIRR脉动系数222LL0.483VVSV平均整流电流2D1D3D2D4LL10.452VIIIIIR最大反向电压RM22VV2.桥式全波整流电路仿真（1）仿真电路图（2）仿真电路测量波形（3）仿真电路测量参数（4）-----------五、衡量整流工作性能的参数输出电压平均值VO（AV）---反映整流电路将交流电压转换为直流电压的能力。脉动系数S---反映整流输出电压中交流成分的大小，用来衡量整流电路输出平滑程度。S=VOr/VO（AV)---VOr谐波电压总有效值；---VO直流电压六、滤波电路几种滤波电路如图6-1所示，图（a）电容滤波电路，图（b）电感电容滤波电路（倒L型），图（c）型滤波电路图6-1滤波电路1．滤波原理利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性（电抗元件的储能作用）,滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。2．电容滤波电路分析（1）输出电压uo与放电时间常数RLC有关。RLC愈大电容器放电愈慢纹波减小uo愈大,一般(35)2dLTτRC(T:电源电压的周期),近似估算:uo=1.2U2。（2）流过二极管瞬时电流很大RLC越大uo越高负载电流的平均值越大;整流管导电时间越短iD的峰值电流越大，故一般选管时，取1(23)(23)22oLDFLUII~~R（3）单向桥式整流电容滤波电路单向桥式整流电容滤波电路如图6-2所示。图6-2桥式整流电容滤波电路未接入RL电路如图6-3，波形如图6-4所示。图6-3桥式整流电容滤波未接入RL电路(图6-4桥式整流电容滤波未接入RL的电路波形接入RL时电路如图6-5，波形如图6-6所示。图6-5桥式整流电容滤波接入RL电路u2uC时：二极管截止，C→RL放电。u2uC时：二极管D1、D3导通，一方面向RL提供电流，另一方面向C充电。图6-6桥式整流电容滤波接入RL的电路波形（4）单相半波整流电容滤波电路单相半波整流电容滤波电路如图6-7，波形如图6-8所示。图6-7单相半波整流电容滤波电路（5）单相半波整流电容滤波仿真电路波形图6-8单相半波整流电容滤波接入RL电路波形七、稳压电路（一）、稳压电路分类图7-1稳压电路分类（二）、晶体管串联型直流稳压电源--------------？1.晶体管串联型直流稳压电源框图图7-2晶体管串联型直流稳压电源框图2.晶体管串联型直流稳压电源电路图7-3晶体管串联型直流稳压电源电路3.晶体管串联型直流稳压电源工作原理串联型稳压电源的工作原理，是在输入电压存在波动时，输出电压保持恒定的装置，利用稳压二极管两端电压不变的原理，使输出电压保持不变，并用多级三极管组成达令顿复合电路，组成放大器提高稳压精度。串联型稳压电路，除了变压、整流、滤波外，稳压部分一般有四个环节：调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。当电网电压或负载变动引起输出电压V0变化时，取样电路将输出电压V0的一部分馈送回比较放大器和基准电压进行比较，产生的误差电压经放大后去控制调整管的基极电流，自动地改变调整管集-射极间的电压，补偿V0的变化，从而维持输出电压基本不变。4.晶体管串联型直流稳压电源主要技术指标（1）输入电压：AC:～220V（2）输出直流稳压：DC：3V、4.5V、6V三档。（3）直流电流：额定值150mA，最大值300mA。（4）有过载，短路保护，故障消除后自动恢复。（三）、固定输出稳压电源1.三端集成稳压器随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端，故称之为集成三端稳压器。常用的集成三端稳压器W7800(W7900)系列，其内部也是串联型晶体管稳压电路,内部附有短路和过热保护环节,外形及引脚功能如图7-4所示。W7800系列稳压器外形W7900系列稳压器外形图7-4三端集成稳压器常用的W7800(W7900)系列三端集成稳压器的性能及特点：输出电流超过1.5A（加散热器），不需要外接元件内部有过热保护、过流保护调整管设有安全工作区保护输出电压容差为4%输出电压额定值有:±（5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V）等。固定式（W7800正电压系列、W7900负电压系列）2.三端固定输出集成稳压器的应用输出为固定正电压时的接法如图7-5所示：图图7-5三端固定输出集成稳压器3.可调集成三端稳压器正电压：负电压：CW137--/CW137M--/CW137LCW117--/CW117M--/CW117LCW237--/CW237M--CW237LCW217--/CW217M--CW217LCW337--/CW337M--/CW337LCW317--/CW317M--/CW317L1---为军品级；2---为工业品级；3---为民品级4.输出可调集成稳压器的应用图7-6可调集成三端稳压器改变RP可改变输出：REFPOREFPaP11=+1.25(1)VRVVRIRRR(5)稳压电源质量指标：输出电压OIO(,,)VfVIT输出电压变化量OVIoOTVKVRIST电压调整率OOOV00I/100%ITVVSV输入调整因数OOV00IITVKV稳压系数OOO00II//ITVVVV输出电阻IOo00OVTVRI温度系数IO00TVTVST八、直流稳压电源设计与制作1.设计要求（1）四路直流输出，-12V、+5V、+12V以及+1.25V~+14V可调直流电压。（2）各路直流输出电流不小于0.5A2.原件选型及型号参数（1）变压器选择设计要求最大的输出电压为14V，根据第一节计算公式，加滤波电容后，直流输出电压UO≈1.2U2，所以要选择双端输出变压器，并且变压器副边输出电压为(14+3)/1.4=12.14V。结合输出电流要求，选择I/P220V~50Hz,O/P12V*2600mA的变压器作为电源变压电路。（2）整流电路选择由理论可知，全波整流和桥式整流的效率均为UO=0.9U2,全波整流的二极管最大反向耐压值为2.82U2，管子导通电流为0.5IO=250mA。查手册可知，常用整流二极管1N4007最大反向耐压为1000V，最大正向平均整流电流为1A，可以满足本设计要求。因此，采用1N4007组成单相全波整流电路作为直流电源的整流电路。（3）滤波电路选择由于输出最大电压为14V，电流最小为0.5A，所以RL=28Ω。采取电路较为简单的电容滤波，为了获得较为平滑的负载电压，一般时间常数τ=RL*C≥（3~5）T/2.取RL*C=5*T/2，得C=1786μF。考虑电网电压波动±10%，则电容所能承受的最高电压1.1*U2*1.414=18.67V，所以采用2200μF，25V的电解电容作为滤波电容。（4）稳压电路的选择根据输出要求可知，有固定输出和可调输出两大块。由于集成稳压器具有稳定性高以及完善的内部保护措施，并且使用方便、价格低廉，所以决定采用7812、7912、7805作为固定稳压器，采用LM317作为可调稳压器，两者的纹波电压均可在50mV以下；输出电流方面，78系列可达到1.5A，317系列TO220封装也可达到1.5A，完全满足设计要求。故采用上述器件作为整个电源的稳压部分。在原理确定，器件选型结束后，可以开始制作PCB。具体步骤如下：--------------？九、电路原理图设计按照第一部分所述原理，利用AltiumDesginer软件进行绘制，如图*-*所示。注意：（1）元器件管脚要正确连接，如7812、7912的管脚使用区别。（2）原件标识直观明了（3）原理图层次清晰（4）正确建立元器件封装库根据所选原件型号，仔细查阅数据手册。根据手册中器件尺寸图，使用正确的器件封装。遇到库中不存在的器件封装，如散热片，手动绘制封装时，需要仔细测量其尺寸。1.印刷线路板设计印刷线路板（PCB板）设计要求布局合理，布线清晰，元器件放置如图*-*，图*-*所示。注意：（1）散热片与电解电容距离要适中，防止电容受热老化（2）使用覆铜作为地平面（地线）。十、直流稳压电源组装与调试1.PCB板检查拿到PCB板后，需