文档介绍：可调直流稳压电源
信院电子系
2011-11-7
摘要
可调直流稳压电源由电源变压器,桥式整流电路,滤波器,稳压电路四部分电路组成。城市电网提供的一般为220V(或380V)/50HZ的正弦交流电,电源变压器的作用是将电网交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压。然后再将其次级输出电压去整流、滤波和稳压,最后得到所需要的直流电压幅值。本次实训通过可调直流稳压电源的设计、安装和调试,要求学会:(1)选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压源;(2)掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。-12V范围内连续可调,输出电流最大可达1A;输出纹波电压小于5mV,稳压系数小于3%,输出电阻小于。整个电路采用可调三端集成稳压器W7805和W7905。
关键字:变压器,滤波器,稳压块
实验原理
(1)实验原理图
如下图1所示为整个电路设计的原理框图,220v交流电通过变压器,整流器,滤波器和稳压电路之后,就变可以提供连续可调的直流输入电压。
图1 原理框图
(2) 电路原理图
下图2为整个电路的原理图。
图2 电路原理图
(3 )工作原理
城市电网提供的一般为220V(或380V)/50HZ的正弦交流电,电源变压器的作用是将电网交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压。然后再将其次级输出电压去整流、滤波和稳压,最后得到所需要的直流电压幅值。下图3为变压器符号图。
图3 变压器符号
变压器部分参数介绍
a)电压比
初、次级电压和线圈圈数具有以下关系,即:
b)效率
在额定功率时,变压器的输出功率和输入功率的比值称为变压器的效率,即:
变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系,通常功率越大,损耗就越小,效率也就越高;反之,功率越小,效率也就越低。
c)额定电压
指在变压器的初级线圈上所允许施加的电压,正常工作时,变压器初级绕组上施加的电压不得大于规定值。
d)额定功率
额定功率是指变压器在规定的频率和电压下能长期工作,而不超过规定温升时次级输出的功率。
e)调整率
变压器的调整率=(空载电压-满载电压)/满载电压。一般10W以下变压器的调整率在20%以上,要想在使用中降低变压器的调整率,只有选大一些的功率变压器,如3W的变压器的调整率为28%,。
(4) 整流电路
桥式整流电路的作用是利用单向导电性的整流元件二极管,将正负交替的正弦交流电压整流成为单向脉动电压。但是,这种单向电压往往包含着很大的脉动
成分,距离理想的直流电压还差得很远。下图4为整流电路。
图4 整流电路
(5)滤波电路
滤波电路由电容、电感等储能元件组成。它的作用是尽可能地将单向脉动电压中交流成分滤掉,使输出电压成为比较平滑的直流电压。如下图5所示为滤波电路。
图5 滤波电路
(6) 稳压电路
稳压电路的作用是采取某些措施,使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定。
随着集成技术的发展,稳压电路也迅速实现集成化。目前已能大量生产各种
型号的单片集成稳压电路。集成稳压器具有体积小,可靠性高以及温度特性好等优点,而且使用灵活,价格低廉,被广泛应用于仪器,仪表及其它各种电子设备中,特别是三端集成稳压器。如下图6为稳压块实物图。
二、元器件选择
1、输出电压调整
2、确定R2’值
由设计性能知
即: (粗调)
(细调)
R1的选定(180Ω~250Ω)
1) LM317稳定工作要求的最小电流为:
Iomin〞=~5mA(安全)
2) 证明
R1取值过小会使LM317的电流分流过多,导致IL下降,所以R1的下限取为180Ω。
LM317性能
LM317 是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。
(1),,%,%,80dB 纹波抑制比,输入输出电压差≥2V。
(2)使用非常简单,仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。
(3)内置有多种保护电路,如过载保护,输出短路保护,过流、过热保护,调整管安全工作区保护。
(4)通常不需要外接电容,除非输入滤波电容到LM317 输入端的连线超过 6 英寸(约 15 厘米)。使用输出电容能改变瞬态响应。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。
(5)另有许多特殊的用法。比如把调整端悬浮到一个较高的电压上,可以用来调节高达数百伏的电压,只要输入输出压差不超过LM317的极限就行。当然还要避免输出端短路。还可以把调整端接到一个可编程电压上,实现可编程的电源输