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1、物理与电气工程学院课程设计报告直流稳压电源的设计作 者 专 业 年 级 指导教师 成绩日 期 第14页直流稳压电源的设计摘要：本直流稳压电源是根据模拟电子技术的知识设计而成，用来测量直流电压，测量范围为+12V，-12V,+15V,-15V。直流稳压是一种当电网电压波动或温度负载改变时，能保证输出电压基本不变的电源。其电源电路包括电源变压器，直流电路，滤波电路，稳压电路四个环节。设计中要用的元件有：变压器、整流二极管、电解电容、瓷片电容、端子。关键词：直流电源整流滤波稳压1 引言：说到稳压问题，历史悠久。目前，线性继承稳压器已发展到几
2、百个品种。按结构分为串联式和并联式集成稳压器。按照输出电压类型可分为固定式和可调式集成稳压器。按照脚管的引线数目可分为三端式和多端式集成稳压器。按制造工艺可分为：半导体式，薄膜混合式和厚膜混合式集成稳压器。按输入输出之间的压差由可分为一般的压差和低压差两大类，等等。目前，通过电子课程设计能很好的提高大学生的动手实习能力，也能很好的提高大学生的创新、设计和实践能力，因此才设计了这个直流稳压电源，又称集成直流稳压电源。2 设计方案论证方案一：采用LM317、LM337共地可调式三端稳压器电源LM317可调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压，不过它
3、只能允许可调的正电压，稳压器内部含有过流，过热保护电路；由一个电阻（R）和一个可变电位器(RP)组成电压输出调节电路，输出电压为：Vo=1.25(1+RP/R)。LM337输出为负的可调电压，采用两个独立的变压器分别和LM317及LM337组装，操作比较简单。电路图2-1所示第14页图2-1LM317与LM337组装电路方案二:采用LM7815,LM7812、LM7912和LM7915组成稳压电路LM7815固定式三端稳压器可输出+15V电压如图2-2,固定式三端可调稳压器LM7812和LM7912组装电路可对称输出±12v,其电路图如图2-3所示.
4、其电路图如图2-4所示.图2-2LM7815图2-3LM7812和LM7912组装方案的最终选择方案一的电路由三端可调式稳压器LM317和LM337组装而成,可输出范围为±1.25-±12连续可调,通过对Rw的调整可输出+5V,±12,(3-9)V连续可调.其电路组装比较简单,但输出所需电压时需要调整可变电阻,不能直接输出,因此使用时不方便.方案二由三端可调式稳压器和三端固定式稳压器共同组成,所用器件比方案一多,但电路组装简单,不会增添麻烦,在方案二中可直接得到+5v和±12的输出电压.使用式比较方便,综上所述,方案二比方案一合理,因此选择方案二2．
5、1 本设计采用桥式整流单相桥式整流电路与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求式一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此在次设计中我选用单相桥式整流电路。在调整管部分，既可以采用单管调整也可以采用复合管调整，但在此设计中要求额定电流Io=2A，如果用单管的话，可能不能达到这么大的输出电流，因此在此设计中我选用复合管做调整管。第14页滤波电路：经整流后的电压仍具有较大的交流分量，必须通过滤波电路将交流分量滤掉。尽量保留其输出中的直流分量，才能获得比较平滑的直流分量。可以利用电容两端电压不能突变或流经电感的
6、电流不能突变的特点，将电容与负载并联，或将电感与负载串联就能起来滤波作用。其主要常见的整流滤波电路如下：图3-2几种常见整流滤波电路我选用的是（b）电路2．2稳压电路由于滤波后的直流电压Ui受电网电压的波动和负载电流变化的影响（T的影响）很难保证输出电流电压的稳定。所以必须在滤波电路和负载一直加上稳压电路，才能保证输出直流电压的进一步稳定。3单元电路的设计和元器件的选择集成直流稳压电源由四部分组成:四部分分别为:电源变压器,整流电路,滤波电路,稳压电路,方框图3-0第14页3.1整流电路管D1～D4接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。如图3-2-1
7、图3-2-1桥式整流电路图3-2-2桥式整流原理在v2的正半周，电流从变压器副边线圈的上端流出，只能经过二极管D1流向RL，再由二极管D3流回变压器，所以D1、D3正向导通，D2、D4反偏截止。在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。其电流通路可用图中实线箭头表示。第14页在v2的负半周，其极性与图示相反，电流从变压器副边线圈的下端流出，只能经过二极管D2流向RL，再由二极管D4流回变压器，所以D1、D3反偏截止，D2、D4正向导通。电流流过RL时产生的电压极性仍是上正下负，与正半周时相同。其电流通路如图中虚线箭头所示。综上所述，桥式整流电路巧妙地
8、利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器副边电压的极性分别导通，将变压器副边电压的正极性端
