基础电源电路设计--双路输出可调直流稳压电源的设计
工作原理
本直流电源由电源、滤波、保护、稳压等四个基本模块组成,如图1 框图所示,其电路原理图如图2
所示。
图1 直流电源模块方框图
1.电源变压器采用降压变压器，将电网交流电压220V 变换成需要的交流电压。此交流电压经过整流后,可获得电子设备所需要的直流电压。
2.整流电路利用单相桥式整流电路,把50Hz 的交流电变换为方向不变但大小仍有脉动的直流电。其优点是电压较高、纹波电压较小,变压器的利用率高。设计采用IN4007二极管组成整流电路，也可以采用桥堆RS808 等做全桥整流,最大电流可达8A,配合本设计的大滤波电容,使得本电源的瞬时大电流的供电特性好、噪声小、反应速度快、输出纹波小。
3.滤波电路采用电容滤波电路,将整流电路输出的脉动成分大部分滤除,得到比较平滑的直流电。本电路采用4700μF/50V 的大电容C1、C2 使输出电压更加平滑,电源瞬间特性好,适合带感性负载，如电机的启动。C1、C2 各并联了一只0.1μF/63V 的CBB 电容，滤去高频干扰,使输入到集成电路LM317、LM337、LM7805的直流电尽可能的平滑和纯净。
4. LM7805固定输出5V 稳压输出。为适应不同应用场合的需要而将电压设置为可调，可调稳压电路由LM317 输出正电源,LM337 输出负电源。LM317 和LM337 均使用了内部热过载,包含过流保护、热关断和安全工作区补偿等完善的保护电路,使得电源可以省去保险丝等易损耗器件。可调节输出电压的计算Uo=1.25× (1+Rf/R), Rf 为可调电阻的取值（即图中的电位器W1、W2），R （即图中的电阻R1、R2）为三端可调稳压输出端与调整端间的电阻值。可调电阻选用精密可调电阻,保证输出电压的精确可调。如选用的可调电阻Rf 为5k Ω、R 为270Ω的组合,可以分别对1.25V ～24V-1.25V ～-24V 之间实现连续可调。
5.稳压电路因为线性电源发热量较大，所以本电源中需加了足够的散热器。
2）、参数计算
1.LM317 与LM337 的选择
LM317/LM337 的电压输出范围是±1.25V ～±37V ，负载电流最大为1.5A,仅需两个外接电阻来设置输出电压，连续可调。此外,它的线性调整率为0.01 和负载调整率0.1%也比标准的固定稳压器好。此外该器件内置过载保护电路、安全保护等多重保护功能。内阻小、电压稳定、噪音极低、输出纹波小(输出端最小仅用100μF),实际使用效果比LM78××、LM79××等稳压模组好。
2.稳压电阻Rf 、R 的选择
要保证 LM317/LM337在空载时能够稳定地工作,只要保证Uo/(Rf+R)≥1.5mA 就可以了。
1.5mA 为稳压块的最小稳定工作电流。可以选择Rf 、R 分别为5k Ω可调电阻和270
Ω的固定
交流220V 输入
电阻。改变Rf的值可以调节输出电源值,输出电压计算公式如下:
Vout=1.25×(1+Rf/R)=1.25(1+R2/270)
3.二极管1N4007 的选择
D5、D6 的作用是防止输入短路时,C7、C8 经集成电路放电;D7、D8 的作用是防止输出短路时，C5、C6 通过集成电路放电。D5、D7 和D6、D8 的组合,防止输入短路时C5、C6 通过集成电路放电。
4.C5、C6 的选择
C5、C6 用于抑制纹波电压对电源调整的干扰,防止输出电压增大时纹波被放大。在10V 应用中,10μF 电容在120Hz 处改进纹波抑制约15dB。
5.变压器及电容选择
考虑到平时使用的电源大多在 0～15V 之间，而且LM317/LM337 的极限电压37V,所以选用变压器的输出电压为±18V,因为二极管0.7V 的压降，则每一路输出为±17.3。按照输出电流Io=1.5A，则单路最大输出功率；Po=UoIo=17.3V×1.5A=25.95W；单路消耗的总功率为:Pi=UiIi=18V
×1.5A=27W(i=1,2);两路共消耗的功率为P=2Pi=27×2=54W。考虑其效率设为80%,则电源消耗的功率为Pall=P/80%=54/80%=67.5W。
3）、稳压电源的主要性能指标
稳压电源的主要性能指标有：电压调节范围、电压调整率、内阻和纹波系数等。
纹波系数r是反映输出电压中所含交流分量的程度，并希望交流分量愈小愈好，系数r用输出电压中交流分量的总有效值与直流分量值之比来表示，即：
电压调整率SD，就是指当负载不变，交流电网电压变化±10%时，输出电压的变化程度，且
用输出电压相对变化的百分数来表示，即：。
电源内阻Ro是指在输入电压不变，负载变化时，输出电压的变化程度，并用输出电压的变化与输出电流的变化之比来表示，即：。
图2 直流电源电路原理图
4)、步骤
1.按照任务指标要求设计电路。
2. 按照设计好的电路，将元件安装焊接在实验板上。
3.焊接好电路后先检查电路是否连接无误，在电路上电之前测量电源接线端到地的阻值、电源接线端之间的阻值，以判断电路是否可以上电。
4. 灵活使用提供的信号源、示波器、万用表、
电源等仪器工具或其他手段对对安装好的电路板进行调试，测试电路的参数，记录好数据。
