集成直流稳压电源的设计

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1、集成直流稳压电源的设计前言直流稳压电源又称直流稳压器。它的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直接输出电压都能保持稳定。稳压器的参数有电压稳定度、纹波系数和响应速度等。前者表示输入电压的变化对输出电压的影响。纹波系数表示在额定工作情况下，输出电压中交流分量的大小；后者表示输入电压或负载急剧变化时，电压回到正常值所需时间。直流稳压电源分连续导电式与开关式两类。前者由变压器把单相或三相交流电压变到适当值，然后经整流、滤波，获得不稳定的直流电源，再经稳压电路得到稳定电压(或电流)。这种电源线路简

2、单、纹波小、相互干扰小，但体积大、耗材多，效率低(常低于40％～60％)。后者以改变调整元件(或开关)的通断时间比来调节输出电压，从而达到稳压。这类电源功耗小，效率可达85％左右。所以，80年代以来发展迅速。从工作方式上可分为：①可控整流型。用改变晶闸管的导通时间来调整输出电压。②斩波型。输入是不稳定的直流电压，以改变开关电路的通断比得到单向脉动直流，再经滤波后得到稳定直流电压。③变换器型。不稳定直流电压先经逆变器变换成高频交流电，再经变压、整流、滤波后，从所得新的直流输出电压取样，反馈控制逆变器工作频率，达到稳定输出直流

3、电压的目的。本报告从集成稳压电源的特点出发，紧紧围绕直流稳压电源的设计任务和要求，设计出符合要求的产品。采用集成工艺，将调整管、基准电压、取样电路、误差放大和保护电路等集成在一块芯片上，构成了集成化稳压电源。所以集成稳压电源就是稳压电源的集成化，它具有体积小、可靠性高、使用方便等优点，在科研、生产、实验等场合的使用非常广泛。它可作计算机、单片微机开发、电力自控系统、大专院校科研院所、工厂及中学实验室稳压电源；也可作为电气设备、电子仪器的一部分；还可作为实验室独立的电源设备使用。现在随着电脑和手机的普及，稳压电源发挥着不可磨

4、灭的作用。整个电路的设计借助于multisim仿真软件，在multisim下设计和进行仿真，得到了预期的结果。14集成直流稳压电源的设计第一章设计要求1.1集成稳压电源的特点及应用集成稳压电源具有体积小、可靠性高、使用方便等优点，在科研、生产、实验等场合的使用非常广泛。它可作计算机、单片微机开发、电力自控系统、大专院校科研院所、工厂及中学实验室稳压电源；也可作为电气设备、电子仪器的一部分；还可作为实验室独立的电源设备使用。现在随着电脑和手机的普及，稳压电源发挥着不可磨灭的作用1.2设计任务和要求(1)任务：利用所学的知识设

5、计并制作交流变换为直流的稳压电源．(2)基本要求：①输出直流电压1.5∽10V可调；②输出电流IOm=300mA；③　稳压系数Sr≤0.05；④具有过流保护功能。1.3主要参考器件LM31714集成直流稳压电源的设计第二章电路设计原理及单元电路的设计2.1系统组成及工作原理直流稳压电源一般由电源变压器T、整流电路、滤波电路及稳压电路所组成，框图如下：图2-1集成稳压电路方框图各部分的作用：（1）电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。变压器副边与原边的功率比（2-1）一般小型变压

6、器的效率如表2.1所示。表2.1小型变压器的效率副边功率P2/vA<1010-3030-8080-200效率0.60.70.80.85（2）整流电路：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。二极管具有单向导电性，利用这一特性可以组成整流电路，将交流电变为脉动的直流电。在小功率直流电源中，经常采用单相半波、单相全波、单相桥式整流电路。桥式整流电路的整流过程如图为：四个二极管两两轮流导通，正半周时电流由D1---RL---D3回到U2的负端，正半周时，电流由D2---RL---D4回到U2的正端；无论是正半周还是负半周流过

7、RL的电流的方向是一致的，所以它的电压：Ul=0.9U2;电流IL=0.9*(U2/RL)。框图如下：14集成直流稳压电源的设计图2-2桥式整流电路（3）滤波电路：滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U。滤波器一般由电感或电容以及电阻等元件组成.利用电容两端电压不能突变只能充放电的特性来达到平滑脉冲的电压的目的.在正半周D导通时分两个电流:一是电流IL向负载供电,二是IC向电容充电;如忽略D的压降则在电容上的电压等于U2,当U2达到最大的峰值后开始下降,此时电容C上的电压UC也将由于放电而逐渐下降,当U2

8、C时,二极管被反偏而截止,于是UC向负载供电且电压继续下降,直到下一个正半周U2>UC时二极管再导通,再次循环下去.图2-3单相桥式整流电容滤波电路各滤波电容C满足RC＝（3~5）T/2(2-2)式中T为输入交流信号周期，R为整流滤波电路的等效负载电阻滤波电容可由下式估算：(2-3)（4）三端集成稳压器