直流稳压电源的设计

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1、直流稳压电源的设计毕业设计专业：电气自动化班级学号：11321-19姓名：段超超指导教师：杜润宏121直流稳压电源的设计直流稳压电源的设计一、设计任务和要求本节的设计任务就是采用分立元器件设计一台串联型稳压电源。其功能和技术指标如下：1、输出电压在0—24V之间可任意可调，输出电流最大3A2、输出电压设定值稳定度为1%3、出电压中文波小于10mV二、基本工作原理1.直流稳压电源的组成直流稳压电源包括变压器，整流，滤波，稳压电路，负载组成。其框图如下+++--电源变压器整流电路滤波电路稳压电路++_+--+U1U2U3UIU

2、o（a）稳压电源的组成框图121直流稳压电源的设计U2UiuU00wtt00t0t121直流稳压电源的设计三、设计方案稳压电源的设计，是根据稳压电源的输出电压Uo、输出电流Io、输出纹波电压ΔUop-p等性能指标要求，正确地确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的性能参数，从而合理的选择这些器件。稳压电源的设计可以分为以下三个步骤：1、根据稳压电源的输出电压Uo、最大输出电流Iomax，确定稳压器的型号及电路形式。2、根据稳压器的输入电压，确定电源变压器副边电压u2的有效值U2；根据稳压电源的最大输出电

3、流I0max，确定流过电源变压器副边的电流I2和电源变压器副边的功率P2；根据P2，从表1查出变压器的效率η，从而确定电源变压器原边的功率P1。然后根据所确定的参数，选择电源变压器。3、确定整流二极管的正向平均电流ID、整流二极管的最大反向电压和滤波电容的电容值和耐压值。根据所确定的参数，选择整流二极管和滤波电容。设计举例：设计一个直流稳压电源，性能指标要求为：U0=+3V～+9V,I0max=800mA纹波电压的有效值△U0≤5mV稳压系数SV≤3×10-31、整流电路交流电压转变成单向脉动直流电1）、单相桥式整流电路A

4、、工作原理+V1－+V2－+V0－D4D1D3D2单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其电路如图1所示。I0RL121直流稳压电源的设计V20ID10ID20I00V00VD10wtwtwtwtwtwt(a)整流电路(b)波形图图1.单相桥式整流电路在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。根据图10.1.2(a)的电路图可知：当正半周时二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。当负半周时二极管D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。在负载电阻上正负半周经

5、过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图2(b)。B、参数计算根据图2（b）可知，输出电压是单相脉动电压。通常用它的平均值与直流电压等效。输出平均电压为流过负载的平均电流为121直流稳压电源的设计流过二极管的平均电流为二极管承受的最大反向电压VRmax=2V2流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量，可将脉动电压做傅里叶分析。此时谐波分量中的二次谐波幅度最大，最低次谐波的幅值与平均值的比值称为脉动系数S。C、单相桥式整流电路的负载特性曲线单相桥式整流电路的负载特性曲线是指输出电压与负载电流

6、之间的关系曲线该曲线如图10.1.3所示。曲线的斜率代表了整流电路的内阻。I00.9V20V0图3负载特性曲线2）、单相半波整流电路-121直流稳压电源的设计单相整流电路除桥式整流电路外，还有单相半波和全波两种形式。单相半波整流电路如图2(a)所示，波形图如图2(b)所示。+V2_+V0_+V1_+VD-RLI0（a）电路图其波形图如下：V20I0=ID0V00VD0wtwtwtwt(b)波形图图2单相半波整流电路121直流稳压电源的设计根据图2可知，输出电压在一个工频周期内，只是正半周导电，在负载上得到的是半个正弦波。负

7、载上输出平均电压为流过负载和二极管的平均电流为0.45V22V2RL∏RLID=IL==二极管所承受的最大反向电压为VRmax=2V23）、单相全波整流电路单相全波整流电路如图3(a)所示，波形图如图3(b)所示。(a)电路图(b)波形图图3单相全波整流电路根据图3（b）可知，全波整流电路的输出，与桥式整流电路的输出相同。输出平均电压为121直流稳压电源的设计流过负载的平均电流为二极管所承受的最大反向电压VRmax=2√2V2单相全波整流电路的脉动系数S与单相桥式整流电路相同。单相桥式整流电路的变压器中只有交流电流流过，而

8、半波和全波整流电路中均有直流分量流过。所以单相桥式整流电路的变压器效率较高，在同样的功率容量条件下，体积可以小一些。单相桥式整流电路的总体性能优于单相半波和全波整流电路，故广泛应用于直流电源之中。注意：整流电路中的二极管是作为开关运用的。整流电路既有交流量，又有直流量，通常对:输入（交流）—用有效值或最