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基于某LM317地直流稳压电源课程设计.doc

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文档介绍:实用标准文案

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1可调直流稳压电源电路设计
1.1 课题任务
设计一个连续可调直流稳压电源
1.2 功能要求说明
① 输出电压可调:Uo=+3S +9V
② 输出最大电流:lomax=800mA
③ 输出电压变化量:△ U< 15mV
④ 稳压系数:Svw 0.003
1.3 可调直流稳压电源总体方案介绍及工作原理说明
1.3.1 直流稳压电源的设计思路
① 电网供电电压交流220V(有效值)50Hz,要获得低压直流输出,首先必须采 用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压;
② 降压后的交流电压,通过整流电路变成单向直流电,但其幅度变化大;
③ 脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑,脉动小的直流电,即将交流 成份滤掉,保留其直流成份;
④ 滤波后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的 稳定直流电压输出,供给负载。
1.3.2 直流稳压电源的基本原理

图1.1 直流稳压电源结构图和稳压过程

电源变压器:是降压变压器,它的作用是将 220V的交流电压变换成整流滤波电 路所需要的交流电压Ui。变压器的变比由变压器的副边按确定,变压器副边与原边 的功率比为P2/P仁n,式中n是变压器的效率。

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整流电路:利用单向导电元件,将50HZ勺正弦交流电变换成脉动的直流电。 滤波电路:可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分滤除。滤波电路滤除 较大的波纹成分,输出波纹较小的直流电压 UI。常用的整流滤波电路有全波整流滤 波、桥式整流滤波等。
稳压电路:稳压管稳压电路其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化,会引 起其电流有较大变化这一特点,通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到 稳定输出电压的目的。
133 直流稳压电源的工作原理
交流电网220V的电压经过变压器降压之后,通过整流、滤波、稳压之后才可以 送到负载,设变压器副边电压为1:
二 | 1.1
其中为有效值。
变压之后,利用单向导电元件二极管,把 50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流 电。在’[的正半周内,二极管 D1、D3导通,D2、D4截止;_的负半周内,D2 D4 导通,D1、D3截止。正负半周内部都有电流流过负载电阻 RL且方向是一致的。女口 图1.2示。
〜220V
50Hz
电网6 电Ils

图1.2 单相桥式整流电路
在桥式整流电路中,每个二极管都只在半个周期内导电,所以流过每个二极管 的平均电流等于输出电流的平均值的一半,即电路中的每只二极管承受的最大反向 电压为■ _「〔是变压器副边电压有效值)。单相桥式整流电路波形如图1.3示

图1.3 单相桥式整流电路波形
整流之后的电流中还含有较多的交流成分。通过滤波电路可滤除整流电路输出 电压中的交流成分,使电压波形变得平滑。常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波 和复式滤波等。
在整流电路的输出端,即负载电阻RL两端并联一个电容量较大的电解电容 C,则 构成了电容滤波电路,如图1.4所示电路,由于滤波电容与负载并联,也称为并联 滤波电路。

图1.4 单相桥式整流电容滤波电路
从图1.4可以看出,当1为正半周时,电源通过导通的二极管VD1 VD3向负 载RL供电,并同时向电容C充电(将电能存储在电容里,如t1〜t2 ),输出电压= % ~ W;山达峰值后禺减小,当UG^2时,VD1 VD3提前截止,电容C通过RL 放电,输出电压缓慢下降(如t2〜t3 ),由于放电时间常数较大,电容放电速度很慢, 当一下降不多时[已开始下一个上升周期,当[>「时,电源[又通过导通的VD2 VD4向负载RL供电,同时再给电容 C充电(如t3〜t4 ),如此周而复始。电路进入 稳态工作后,负载上得到如图中实线所示的近似锯齿的电压波形,与整流输出的脉 动直流(虚线)相比,滤波后输出的电压较为平滑。
显然,放电时间常数 RLC越大、输出电压越平滑。若负载开路(RL=^),电容 无放电回路,输出电压将保持为 [的峰值不变。
滤波之后的电流还是很不稳定的,直流电压 Ui受电网电压的波动和负载电流变 化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。
电路中可以采用稳压管稳压电路,晶体管稳压电路。这里采用集成稳压器稳压。 由于设计要求连续可调,采用三端可调式集成稳压器 LM317。
LM317共有三端,输入端丄£、输出端4、调整端盘L;:。其内置有过载保护、安全 区保护等多种保护电路。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压高得多的纹波 抑制比。可调整输出电压低到1.2V,保证1.5A输出电流,典型线性调整率 0.

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上传人:kunpengchaoyue 2021/9/20 文件大小:1.04 MB

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