多路直流稳压电源的设计

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1、多路直流稳压电源设计一、设计任务1.已知条件：集成稳压器7805、7905和LM317。其性能参数请查阅集成稳压器手册。2.设计一个输出正5伏、负5伏及输出电压可调的多路直流稳压电源。性能指标要求：输出电压Vo及最大输出电流Iomax，1路Vo=±5V对称输出,Iomax=100mA2路Vo=+(3～6)V连续可调,Iomax=200mA纹波电压△Vop-p≤5mV稳压系数SV≤5х10¯³整流电路滤波电路稳压电路u1u2u3u4uo二、直流稳压电源的组成和功能电源变压器:将交流电网电压V1变为合适的交流电压V2。整流电路:将交流电压V2变为脉动的直流电压V3。滤波电路:将脉动直流电压V

2、3转变为平滑的直流电压V4稳压电路:当电网电压波动及负载变化时,保持输出电压Vo的稳定。UUoIoUUoIoUUoUIot0uot0uot0uo电路整流电压波形整流电压平均值Uo=0.45UUo=0.9UUo=0.9U二极管平均电流IoIo/2Io/2二极管反向电压√2U=1.41U2√2U=2.83U√2U=1.41U副边电流有效值1.57Io0.79Io1.11Io（1）选电源变压器对于LM317：Vomax+(Vi-Vo)min≤Vi≤Vomin+(Vi-Vo)max6V+3V≤Vi≤3V+40V，9V≤Vi≤43V副边电压V2≥Vimin/1.1=9/1.1V，取V2=9V，副边

3、电流I2﹥Iomax，取I2=1A，则变压器副边输出功率P2≥I2V2=9W，查表可得变压器的效率η=0.6则原边输入功率P1≥P2/η=15W。对于78、79系列：5+(3～5)V≤Vi≤5V+25V。副边电压V2≥Vimin/1.1=7.5/1.1V，取V2=10V，副边电流I2﹥Iomax，取I2=1A，则变压器副边输出功率P2≥I2*V2=10W，查表可得变压器的效率η=0.7P1≥P2/η=20W。综上两路考虑，为留有余地，选功率为25W的电源变压器（2）滤波电容的选择滤波电容C可由纹波电压△VOP-P和稳压系数SV确定，已知VO=15V，Vi=18V，△VOP-P=5mV，S

4、V≤5х10¯³，由式Sv=(ΔVo/Vo)/(ΔVi/Vi)ΔVi=ΔVoppVi/VoSv=1.2V得电容C=Ict/ΔVi=833uF，取C=1000uFt为电容C的放电时间，t=T/2=0.05S为电容C的放电电流，可取滤波电容的耐压值应大于对于317，C=1333uF，可取1000uF与470uF并联耐压值大于√2V2=9×1.414=12.75V（3）选择整流二极管及滤波电容整流二极管D选1N4001或1N4002其极限参数为:VRM≥50V，IF=1A满足VRM＞√2V2IF＞Iomax的条件如果负载变动频繁，在7815输出也可接-10μ~100μ的电解容。（4）一般稳压电

5、路通常选用三端集成稳压器常用的产品有固定正电压输出78XX系列，负电压输出79XX系列；输出连续可调的有LM317(正)、LM337(负)系列。应用该类稳压器时，其输入UI与输出电压Uo之间的压差不低于3～5V。LM317、LM337的最小输出电压U32=1.25V，R1中的电流一般为5～10mA，R1的取值可取120～240Ω。其封装见图.若采用正负电源时，LM317的输入电压应大于Uo2+Uo3+3=5+6+3=14V,集成运放应选用单电源运放如LM324,6V基准电源可采用温度特性好的稳压管，恒流源的设计要使Uo2在整个调节范围内，其电流保持不变，因此利用+15V稳压器的输出作为恒

6、流管的偏置和电源。在图中，设恒流源的电流Ic=Iw，则Uo2的最大调节范围为ΔUo2=IwR2=Uo2-1.25选定稳压管工作电流Iw后就可以确定R2的值。而Iw可由偏置电阻R3设定。四、电路仿真1.测试Vo1,Vo2的电压和Vo3电压范围；2.测试Vo1，Vo2和Vo3(5V)的稳压系数Su（RL=100Ω）;计数Sv.3.测试Vo1,Vo2和VO3的Ro.(改变RL为50Ω和100Ω）;4.仿真分析整流电路的输入、输出波形及电源的输出纹波。电路通过仿真后，确定实验前的元件参数。五、实验内容及测试步骤1.变压器交流电压的测量(单独测量)测量变压器的次级电源电压，填入表中。2.整流滤波电

7、路测试（计算K）①取RL＝100Ω，不加滤波电容，测量直流输出电压VI及输入电压UI，②取RL＝100Ω，C＝1000μf，重复内容①)的要求③取RL＝∞，C＝1000μf，重复内容①)的要求C11000uFRL100Ω2311112VI空载1-22-31-3VIUIR=100ΩR=100ΩC=1000uFC=1000uFVL为直流，UL为交流。UI3.测量三路稳压电源的输出电压测试方法：测量输出端时分别接100Ω负载电阻。测量3-