线性直流稳压电源设计说明书

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1、目录1.设计要求12.设计原理12.1设计系统的组成部分12.2设计系统主要工作原理23.线性稳压电源参数计算33.1变压器电路参数计算33.2整流电路参数计算33.3滤波电容参数计算43.4稳压电路元件参数计算43.5保护电路的设计54.电路仿真调试54.1设计要求2的仿真调试54.2设计要求3的仿真调试65.线性直流稳压电源DXP绘图75.1线性直流稳压电源原理图75.2线性直流稳压电源PCB图85.3线性直流稳压电源3D图86.元件清单列表97.设计总结98.参考文献10输出电压可调的直流线

2、性稳压电源1.设计要求（1）市电为AC220V，设计一款输出电压可调的直流线性稳压电源（非开关电源）；（2）电压调整范围：DC9~12V，额定输出电流不小于1A，电源效率不低于30%；（3）当输出电压为DC9V且市电电压在AC210~230V范围变化时，电压调整率不高于5%；（4）只能使用分立元件（电阻、电容、电感和晶体管等）和运算放大器，不能使用单芯片集成解决方案（比如集成三端稳压器）。2.设计原理2.1设计系统的组成部分线性稳压电源基本结构框图如图1所示，电路主要由电源变压模块，整流模块，滤波

3、模块和稳压模块四部分组成。图1稳压电源总体框图线性稳压电源系统总电路图如图2所示。图2稳压电源总电路图电源变压器T1的作用是将220V市电转换为整流滤波电路所需要的电压，其转化的电压比等于变压器两侧的匝数比，所以调节匝数比即可调节的大小。9整流电路主要由到四个整流二极管构成整流桥，使其输入的交流电压转化为脉动的直流电压，其中需要注意整流二极管的选择。滤波电路中滤波电容起重要作用，滤波电容通过在一个周期内吸收能量与释放能量，使其电压平均值保持不变，滤除整流后输出脉动直流电压中的谐波。电容滤波后的电压

4、输出值作为稳压电路的输入值。在稳压电路中，与为电压调整管，为电压比较放大器，、和组成采样电阻网络，与构成基准电路，其中基准电压由稳压管提供。该总电路的保护电路以保险丝为基础，当负载短路或重载的情况下，输出电流会很大，超出保险丝的额定电流范围，保险丝就会快速熔断，保护电路。2.2设计系统主要工作原理该设计系统主要以稳压电路工作为核心。在串联型稳压电路中，由于的增大或的减小而导致输出电压增大，通过采样电阻采样以后反馈到电压比较放大器的基极中，基极电压增大，发射极电压由稳压管提供，所以集电极电压增大，反

5、馈到的基极，基极电压增大，发射极电压减小，即基极电压减小，的减小，增大，增大，的电压值下降。电压下降分析方法与此想法相反。由此可以看出，串联型稳压电路稳压的过程，实质上时通过电压负反馈使输出电压保持基本恒定的过程。3.线性稳压电源参数计算如图2所示，交流市电220V/50Hz输入到变压器中，变压后电压输入到整流滤波电路中，将交流电压转化为平滑的直流电压，最后经串联型稳压电路，将电压稳定到9V~12V之间并且输出电压。3.1变压器电路参数计算变压器主要用于将220V市电转化为整流滤波电路所需要的电压

6、，若要求调整管不进入饱和区，则稳压电路的直流输入电压应为1）9取，考虑到电网电压波动，则变压器二次侧电压的有效值应为2）取，则一次侧与二次侧的匝数比为3）3.2整流电路参数计算一般选择稳压二极管时，要注意在实际参数的基础上留有一定的裕量，额定电流应为（1.5~2）倍的实际电流值，额定电压应为（2~3）倍的实际反向电压值，则有式子4），5）4）5）故到四个稳压二极管应选择1N5401，其反向最大电压为100V，额定电流为3A，完全符合要求。3.3滤波电容参数计算滤波电容可以滤除输出电压所含谐波分量，

7、是输出电压波形更软，更平滑。整流后输出负载电阻可等效为6）则电容的表达式如式7），允许最大反向电压如式8），其中T为交流电周期时间7）8）所以电容可选择3000uF/50V的电解电容。3.4稳压电路元件参数计算电压调整管与采用直接耦合方式，能放大缓慢变化的信号或直流成分的变化，其中应使与都工作在放大区，则，而。99）10）11）所以，可选取型号为BD243的三极管，其最大反向电压45V，额定电流6A，功率65W，完全符合要求，可使调整管与都工作在放大区，并且电压比较放大器也可以选用三极管BD243

8、，BD243是TO220封装，所以在每个三极管上可以安装散热片，防止三极管过热烧掉。基准电路中稳压管参数计算，根据关系式可得12）所以我们可以选用稳压管1N4735A，其稳定电压6.2V。限流电阻的参数计算，在最大与最小输出电压中，有如式13）关系式13）则限流电阻可选择为1.4kΩ。采样电阻的选择，假设采样电阻的总阻值选定为2kΩ，经过式子14）与15），可分别计算出采样电阻，电位器与的阻值14）15）经上式计算，，电位器选取510Ω，。在稳压电路的输出端加上电容，可使输出电压更