电子课程设计-集成直流稳压电源设计.doc

《电子课程设计-集成直流稳压电源设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子课程设计-集成直流稳压电源设计.doc（12页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、University of South China 电子电工 课程设计说明书设计题目： 集成直流稳压电源设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 本2007级机械01班 学 号： 姓 名： 张常连 指导教师： 管金云 2009 年 6 月 22 日目 录1 设计的主要目的与要求411 实验目的412 设计要求413 设计目的42 主要设计方案521 本设计采用桥式整流52.2 稳压电路：62.3 保护电路63 单元电路设计、参数计算及其元器件选择73.2 确定稳压电路的R1R2大小73.3 确定变压器副边电压、电流及功率。73.4 使输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于0.005，输出

2、内阻小于0.1欧的方法83.4.1 纹波电压83.4.2 稳压系数及电压调整率83.4.3 输出电阻及电流调整率93.5 固定三端可调式集成稳压电路器W78M15W78M1594 总原理图及元器件清单104.1 总原理图104.2 元器件清单105 结论与心得116 参考文献12引 言 说道稳压问题，历史悠久。目前，线性集成稳压器已发展到几百个品种。按结构分为串联式和并联式集成稳压器；按输出电压类型可分为固定式和可调式集成稳压器；按脚管的引线数目可分为三端式和多端式集成稳压器；按制造工艺可以分为半导体式、薄膜混合式和厚膜混合式集成稳压器；按输入和输出之间的压差又可以分为一般的压差和低压差两大类

3、，等等。目前通过点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和设计、实践的能力。因此有我设计的这个设计，直流稳压电源，、又称为集成直流稳压电源。1 设计的主要目的与要求11 实验目的通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试、要求学会：（1）选择变压器、整流二级管、滤波电容及集成稳压电容及稳压器来设计直流稳压电源；（2）掌握直流稳压电路的调试及主要技术的测试方法。12 设计要求（1）同时输出15电压，输出电流为2A（2）输出纹波电压小于5mA，稳压系数小于0.005；输出内阻小于0.1欧（3）加输出保护电路，最大输出电流不超过2A13 设计目的（1）电源变压器只做理论设

4、计（2）合理选择集成稳压器及扩流三级管（3）保护电路拟采用限流型（4）完成全电路理论设计，安装调试，绘制电路图，自制印刷版（5）撰写设计报告、调试总结报告及使用说明书。2 主要设计方案整个设计由电源变压器T、整流滤波和稳压电路三大部分组成，其基本原理框图如图1 所示。电网供给的交流电压u(220V,50Hz) 经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压ui，然后由整流滤波电路变换成比较平直的直流电压U1，再通过稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。图3-1 直流稳压电源基本组成框图21 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

5、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。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

6、 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。2.3 保护电路由于输出大电流时，三端电流内部过流保护电路已经失去作用，必须在外部增加保护这就是VT2和R2。当电流Ii在R2上产生的电压降达到VT2的UBE2时，VT2导通，于是向VT1基极注入电流，使VT1关断，从而达到限制电流的目的，其主要电路图如下：图3-5 输出电流扩展电路3 单元电路设计、参数计算及其元器件选择电路参数计算如下：（只研究正输出部分）3.1 确定稳压电路的最底输入直流电压Umin=U

7、0MAX+(U1-U0)/0.9带入各个指标，计算可以将Umin=20v3.2 确定稳压电路的R1R2大小由Icw+Ic=Io， Icw=0.5A，Io=2A，知Ic=1.5A。确定VT1的放大倍数为200倍，又Ib+I2=0.5A，故有：Ib=0.1A，I2=0.4AUbe2/R1=1.5A，若取：Ube1=Ube2=0.6V，有:R1=0.4欧从Ube1/（R1+R2）=0.4A，得：R2=1.2欧(由于R中流过W78M15的空载电流和部分负载电流，故其阻值不宜增大，一般约几欧姆，这里取R=1.2欧姆。)3.3 确定变压器副边电压、电流及功率。直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及

8、稳压电路组成。电源变压器的作用是将电网的220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压ui.电路图如下所示U1大于20/1.1=18.18V，I1大于I1max，所以我们取I1为2.2A，变压器副边功率P2大于41.8W变压器副边与原边的功率比为： P2/P1= （1-12）式中为变压器的效率。一般小型变压器的效率如表1-1所示。表1-1 小型变压器的效率副边功率P2 10W10 30W30 80W80 200W效 率 0.6 0.7 0.80.85根据P2，由上表可以算出变压器的效率。所以本方案可选择副边功率3080W，效率为0.8的电源变压器。变压器的效率为0.8，则原边功率P1大于

9、52.25W。由上分析，可选用副边电压为19V，输出电流为2.2A，功率60W的变压器。3.4 使输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于0.005，输出内阻小于0.1欧的方法3.4.1 纹波电压 纹波电压是指叠加子输出电压Uo上的交流分量。用示波器观测其峰-峰值，一般为毫伏量级。也可以用交流电压表测试其有效值，不是正弦波，所以用有效值衡量其纹波电压，存在一定误差。3.4.2 稳压系数及电压调整率稳压系数：在负载电流、环境温度不变的情况下，输入输入电压的相对变化引起输入电压的相对变化，即 电压调整率：输入电压相对变化为+10%时的输出相对变化量，即：稳压系数Su和电压调整率Ku均说明输入电压变化对

10、输出电压变化的影响，因此值需要测试其中之一即可。3.4.3 输出电阻及电流调整率输出电阻：放大器的输出电阻相同，其值为输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化两之比的绝对值,即：电流调整率：输出电流从0变到最大值时所产生的的输出电压相对变化值，即： 输出电阻r。和电流调整率Ki均说明负载电流变化对输出电压的影响，因此也只需测试其中之一即可。总之，取C1为2200uF，C2=0.3uF，C3=0.1uF用较大的电容来抑制纹波电压、稳压系数、输出内阻达到设计要求3.5 固定三端可调式集成稳压电路器W78M15W78M15该稳压块有过流、过热和调整管安全工作区保护，以防止过载而损害。一般不需要外

11、接元件即可工作。W78M15 W79M15，稳压器的输出电压为15V，输出电流为0.5A（负压部分用W79M15与正压部分相比，除了输出电压极性，引脚定义不同外，其他特点都相同。）整流二极管的选择：由U2a=25.33V，考虑到变压器二次侧绕组及管子上的压降，变压器的二次侧电压大约要高出0.1，即25.33*1.1=27.806V，得每只整流二极管的最大反向电压URM为： URM=1.414*U2a=1.414*28=39.592V （1-6）通过每只二极管的平均电流ID 为： ID=0.5I1=0.5*1500=750mA （1-7）根据ID和URM进行选管，可选用1N4001 硅整流二极管

12、 50V, 1A,(Ir=5uA,Vf=1V,Ifs=50A)。4 总原理图及元器件清单4.1 总原理图选用固定三端可调式稳压器W78M15W78M15，其典型指标满足设计要求。电路形式如图4.2 元器件清单元件序号型号主要参数数量变压器3080W =0.81电容2200uF，C2=0.3uF C3=0.1uF各两个二级管1N4001 硅整流二极管50V, 1A,8三级管3AD18B=15,4电阻R10.4欧2电阻R21.2欧2稳压器W78M15输出+15V, 0.5A1稳压器W79M15输出-15V, 0.5A15 结论与心得通过本次设计，让我们更进一步的了解到直流稳压电源的工作原理以及它的

13、要求和性能指标。也让我们认识到在此次设计电路中所存在的问题，而通过不断的努力去解决这些问题.在解决设计问题的同时自己也在其中有所收获。在设计的过程中，我遇到了很多的困难，主要是对自己所学的知识不牢固，许多的知识没有学会和理解，对一些一般的设计问题没有掌握很好的解决方法。在以后的学习中要不断的把自己的所学的与设计使用结合起来，学习上遇到的问题要脚踏实地解决。通过这次课程设计，我感觉自己提高了很多，在以后的学习中要尽快弥补自己薄弱环节。最后，衷心地感谢各位老师的指导和帮助。6 参考文献1 王增福 等编著. 新编线性直流稳压电源. 电子工业出版社. 20042 邱关源 电路原理（第五版）高等教育出版社 20063 康华光 电子技术基础数字部分（第五版） 高等教育出版社 20064 秦曾煌 电工技术（第六版）高等教育出版社 2004