集成稳压器的稳压电源电路设计
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集成稳压电源设计报告一、设计目标本次设计的目标是设计一个集成稳压电源,实现对输入电压的稳定输出,以满足电子设备对稳定电源的需求。
二、设计方案1.输入电压范围选择稳压电源的输入电压范围应该符合实际使用情况,一般将其设计为220V的交流电压范围,以满足家庭和办公场所的使用需求。
2.输出电压选择稳压电源的输出电压应根据实际需要进行选择,一般是根据设备的工作电压进行设计。
在本设计中,我们选择了常用的5V输出电压。
3.稳压电路选择为了实现对输入电压的稳定输出,选用了常用的线性稳压电路LM7805、它能够将输入电压稳定在5V输出,且具有过载保护和过热保护等功能。
4.输出电路设计为了保障电压输出的稳定性和可靠性,选用了大功率电容器来滤波和储能。
此外,还设计了一个欠压保护电路,当输出电压低于一定值时,将会切断输出,以保护电子设备不被损坏。
5.散热设计稳压电源设计中,由于线性稳压芯片会产生一定的热量,所以需要进行散热设计。
选用了铝制散热片和散热风扇,将热量快速散发,保持芯片的正常工作温度。
三、设计流程1.线路设计按照设计方案,绘制线路图,并进行线路布局设计。
确保线路布局合理,减少电路干扰和串扰。
2.元件选型根据设计需求,选取合适的元件。
包括电阻、电容、稳压芯片、保险丝等。
选型时需要考虑其额定电压、电流、功率等参数。
3.PCB设计进行PCB设计,将线路图转化为PCB布局。
保证元件之间的连接正确,线路走线清晰。
在设计中,还应考虑到电磁兼容性和散热问题。
4.PCB制作将PCB设计文件导出,并进行PCB制作。
注意保持制板质量和精度,确保线路通畅和稳定。
5.元件焊接将选好的元件焊接到PCB板上。
要进行焊点检查,确保焊接质量。
焊接完成后进行一些简单的线路测试,以确保电路正常。
6.整机组装将焊接好的PCB板进行整机组装。
包括安装散热片、散热风扇、外壳等。
7.电路测试进行电路的稳定性测试。
连接输入电源和待测试的设备,检查输出电压是否稳定,以及过载和过压保护功能的正常性。
集成稳压电源电路图
发布日期:2008-5-14 23:54:08文章来源:搜电浏览次数:4580
这是一种输出电压连续可调的集成稳压电源,输出电压在1.25-37V之间连续可调,输出最大电流可达1.5A。
电路简单,很适宜电子爱好者自制,可用于各种小电器供电。
工作原理
电路原理图见图1。
LM317输出电流为1.5A,输出电压可在1.25-37V之间连续调节,其输出电压由两只外接电阻R1、RP1决定,输出端和调整端之间的电压差为1.25V,这个电压将产生几毫安的电流,经R1、RP1到地,在RP1上分得的电压加到调整端,通过改变RP1就能改变输出电压。
注意,为了得到稳定的输出电压,流经R1的电流小于3.5mA。
LM317在不加散热器时最大功耗为2W,加上200×200×4mm3散热板时其最大功耗可达15W。
VD1为保护二极管,防止稳压器输出端短路而损坏IC,VD2用于防止输入短路而损坏集成电路。
元器件选择与制作
元器件清单见下表。
本机焊接完成检查无误即可正常使用,无需调试。
但焊接时要注意,电容C2应靠近IC的输入端,C3应靠近IC的输出端,这样能更好地抑制纹波。
集成直流稳压电路-电子线路课程设计总结一、引言在电子技术领域,直流稳压电源是各种电子设备中不可或缺的组成部分。
本次课程设计的目标是设计并实现一个集成直流稳压电路,旨在通过实践加深对电子线路理论知识的理解和应用能力。
二、设计目标设计一个输出电压稳定、纹波小的直流稳压电路。
电路应具备过载保护、短路保护功能。
电路设计应考虑成本、体积和效率。
三、设计原理整流电路:将交流输入电压转换为脉动直流电压。
滤波电路:平滑整流后的脉动直流电压,减少纹波。
稳压电路:采用集成稳压器对电压进行精确控制,保证输出电压稳定。
保护电路:设计过载和短路保护机制,提高电路的安全性。
四、设计方案主电路设计:选用合适的整流桥、滤波电容和集成稳压器。
辅助电路设计:设计电压取样电路、过载保护电路和短路保护电路。
电路仿真:使用电路仿真软件对设计方案进行验证。
五、电路实现元件选择:根据设计要求选择合适的电阻、电容、二极管、稳压器等元件。
电路搭建:在面包板上搭建电路,进行初步测试。
电路调试:调整元件参数,优化电路性能。
六、测试与分析输出电压测试:测量电路的输出电压,确保其稳定性和准确性。
纹波测试:测试输出电压的纹波,评估滤波效果。
负载调整率测试:模拟不同负载条件,测试电路的适应性。
保护功能测试:测试过载保护和短路保护功能的有效性。
七、问题与解决元件选择问题:部分元件参数不匹配,通过更换元件或调整参数解决。
电路稳定性问题:电路在高负载下出现波动,通过优化滤波电路解决。
保护电路响应速度:保护电路响应不够迅速,通过调整保护电路设计解决。
八、总结与反思成功经验:通过本次课程设计,加深了对直流稳压电路原理的理解,提升了电路设计和调试能力。
不足之处:在元件选择和电路调试过程中存在一些不足,需要在今后的学习中加以改进。
改进方向:未来设计中,将更加注重元件的选型和电路的稳定性,同时加强对电路保护机制的研究。
九、结语通过本次集成直流稳压电路的课程设计,不仅巩固了电子线路的理论知识,也锻炼了实践操作能力。
实验五综合设计型仿真实验—集成直流稳压电源的设计电子设备都离不开直流稳压电源。
许多电子设备要由电力网上的交流电变换的直流电来提供电。
根据电子设备的不同,对电源的要求也不同。
比如,有的电子设备消耗功率大些,就要求直流电源提供较大的功率;有的电子设备的工作性能对电压波动很敏感,就要求电源的输出电压要稳定、纹波系数要小;也有的要求直流电源输出的电压可调。
一、实验目的(1)学习集成直流稳压电源电路的原理;(2)学习直流稳压电源的技术指标要求及其调整方法;(3)学习对稳压电路有关性能指标的测试方法;(4)掌握综合型模拟电路的设计方法;(5)掌握模拟电子技术电路的调试要求和调试方法;二、实验器材虚拟实验设备◆操作系统为Windows XP的计算机1台◆Electronics Workbench Multisim 8.x~10.x电子线路仿真软件1套◆示波器Oscilloscope 1台◆交流信号源1个◆数字万用表1个◆电流表1个◆电阻(240Ω,1/4W)1个◆电位器(5KΩ)1个◆电位器(20KΩ)1个◆电解电容(2200μF,25V)1个◆电解电容(10μF,25V)1个◆电解电容(1μF,25V)1个◆磁片电容(0.33μF)1个◆二极管1N5401 4个◆二极管1N4007 2个◆三端集成稳压器LM317H 1个实际工程实验设备◆模拟实验箱1台◆双踪示波器DF4320 1台◆数字万用表DT9806 1个◆电阻(240Ω,1/4W)1个◆电位器(5KΩ)1个◆电位器(20KΩ)1个◆电解电容(2200μF,25V)1个◆电解电容(10μF,25V)1个◆电解电容(1μF,25V)1个◆磁片电容(0.33μF)1个◆二极管1N5401 4个◆二极管1N4007 2个◆三端集成稳压器LM317H 1个三、设计任务和要求本实验的设计任务就是采用分立元器件设计一台集成直流稳压电源。
其功能和技术指标如下:(1)输出电压U o=+5~+12V连续可调,输出电流I omax=1A;(2)输出纹波电压小于5mV,稳压系数小于5×10-3;输出内阻小于0.1Ω;(3)电压调整率K u≤3%;(4)电流调整率Ki≤1%。
可调稳压电源电路图设计(一)简易可调稳压电源采用三端可调稳压集成电路LM317,使电压可调范围在1.5~25V,最大负载电流1.5A。
其电路如图所示。
电路工作原理:220V交流电经变压器T降压后,得到24V交流电;再经VD1~VD4组成的全桥整流、C1滤波,得到33V左右的直流电压。
该电压经集成电路LM317后获得稳压输出。
调节电位器RP,即可连续调节输出电压。
图中C2用以消除寄生振荡,C3的作用是抑制波纹,C4用以改善稳压电源的暂态响应。
VD5、VD6在当输出端电容漏电或调整端短路时起保护作用。
LED为稳压电源的工作指示灯,电阻R1是限流电阻。
输出端安装微型电压表PV,可以直观地指示输出电压值。
元器件的选择与制作:元器件无特殊要求,按图所示选用即可。
制作要点:①C2应尽量靠近LM317的输出端,以免自激,造成输出电压不稳定;②R2应靠近LM317的输出端和调整端,以避免大电流输出状态下,输出端至R2间的引线电压降造成基准电压变化;③稳压块LM317的调整端切勿悬空,接调整电位器RP时尤其要注意,以免滑动臂接触不良造成LM317调整端悬空;④不要任意加大C4的容量;⑤集成块LM317应加散热片,以确保其长时间稳定工作。
可调稳压电源电路图设计(二)大电流可调稳压电源电路此稳压电源可调范围在3.5V~25V之间任意调节,输出电流大,并采用可调稳压管式电路,从而得到满意平稳的输出电压。
工作原理:经整流滤波后直流电压由R1提供给调整管的基极,使调整管导通,在V1导通时电压经过RP、R2使V2导通,接着V3也导通,这时V1、V2、V3的发射极和集电极电压不再变化(其作用完全与稳压管一样)。
调节RP,可得到平稳的输出电压,R1、RP、R2与R3比值决定本电路输出的电压值。
元器件选择:变压器T选用80W~100W,输入AC220V,输出双绕组AC28V。
FU1选用1A,FU2选用3A~5A。
VD1、VD2选用6A02。
设计题目:集成直流稳压电源的设计集成直流稳压电源的设计1 设计目的及性能指标要求:掌握集成直流稳压电源的实验方法。
掌握用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器来设计直流稳压电源的方法。
掌握直流稳压电源的主要性能指标及参数的测试方法。
为下一个综合实验——语音放大电路提供电源。
设计一个双路直流稳压电源。
输出电压Uo = ±12V ,最大输出电流Iomax = 1A 。
输出纹波电压ΔUop-p ≤5mV , 稳压系数SU ≤5×10-3 。
选作:加输出限流保护电路。
2电路框图和原理图方案一:采用LM317、LM337共地可调式三端稳压器电源LM317可调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压,不过它只能允许可调的正电压,稳压器内部含有过流,过热保护电路;由一个电阻(R)和一个可变电位器(RP)组成电压输出调节电路,输出电压为:Vo=1.25(1+RP/R)。
LM337输出为负的可调电压,采用两个独立的变压器分别和LM317及LM337组装,操作比较简单。
电路图2-1所示图2-1 LM317与LM337组装电路方案二: 采用LM7812和LM7912组装成稳压电路固定式三端稳压器LM7812和LM7819组装电路可对称输出±12v,其电路图如图2-2所示.图2-2 LM7812和LM7912组装方案的最终选择方案一的电路由三端可调式稳压器LM317和LM337组装而成,可输出范围为±1.25 -±12连续可调,通过对Rw的调整可输出+5V, ±12,(3-9)V连续可调.其电路组装比较简单,但输出所需电压时需要调整可变电阻,不能直接输出,因此使用时不方便.方案二由三端固定式稳压器组成,所用器件较少,并且电路组装简单,不会增添麻烦,在方案二中可直接得到+5v和±12的输出电压.使用式比较方便,综上所述,方案二比方案一合理,因此选择方案二。
绪论
电源技术是一门实践性很强的技术,服务于各行各业之中。
当今电源技术融合了电器、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多科学领域。
随着计算机和通信技术发展而带来现代信息技术革命,给电力电子技术提供了广阔的发展前景,同时也给电源技术提出了更高的要求!
电源可分为交流电源和直流电源。
前者在此不做介绍。
而直流电源又可分为两类:一类是能直接提供给直流电流或电压的,如电池、太阳能电池、硅光电池等。
另一类就是将交流电变换成所需的稳定的直流电流或电压的。
这就是我们本次实习所需要的设计。
当今的大多数电子设备中,几乎都必须用到直流稳压电源来使其正常工作。
而最常用的就是能将交流电网电压转换为稳定直流电压的直流电源,可见集成直流稳压电源在电子设备中起到的重要作用。
集成稳压器在近十多年发展很快,目前国内外已发展到几百个品种。
按电路的工作方式分,有线性集成稳压器和开关式集成稳压器。
按电路的结构形式分,有单片式集成稳压器和组合式集成稳压器。
按管脚的连接方式分,有三端式集成稳压器和多端式集成稳压器。
按制造工艺分,有半导体集成稳压器、薄膜混合集成稳压器和厚膜混合集成稳压器。
集成稳压器的稳压电源电路一般由四部分组成,他们分别是电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路。
总体设计
一、设计目的
认识要求
1)认识变压器、二极管、电阻、电容等基本元件;
2)理解桥式整流,滤波,稳压的作用;
3)明确桥式稳压电源的设计方法,能根据稳压电源的输出要求,选择适当的电源变压器,二极管。
功能要求
1)设计:集成稳压器的稳压电源电路
2)功能:能将输入的交流电压运用本身稳压功能输出+5V直流电压
二、性能指标
1、使用集成稳压器的直流稳压电源电路指标要求:
(1)输入电压为:220V,频率50Hz
(2)输出电压为:+5V
(3)稳压部分:采用三端集成稳压器
(4)电路采用全波桥式整流滤波电路
(5)负载:一个1K电阻。
2、关技术的历史与现状
从七十年代开始,我国集成稳压器的研制和发展得到了飞速的发展,现已能生产上百个品种,初步形成了完整系列的产品。
特别是大输出电流集成稳压器(输出电流大于10A)的生产,标志着我国集成稳压器的发展达到了新的阶段。
集成稳压器的原理与分立晶体管稳压器基本相同,也是由调整元件、误差放大器、基准电压、比较取样等几个主要部分组成。
但是集成稳压器充分利用了集成技术的优点,在线路结构和制造工艺上都采用了很多基本的模拟集成电路的方法。
诸如偏置电路、电流源电路、基准电压源电路、各种形式的误差放大器和集成稳压器所特有的启动电路、保护电路等。
与分立元件稳压器相比,集成稳压器具有体积小,成本低,使用方便,性能指标高的优点,这使得它的应用日趋广泛。
三、方案选择
方案一:运用基于LM317K可调式的稳压器电源
使用LM317K可调式稳压器,可连续输出可调的
直流正电压。
稳压器内部含有过流,过热保护电
路,该电路由电阻R和可变电位器RP组成输出调节电压电路,其特点是输出电压连续可调,调节范围较宽,可达到1.2V—37V,其负载调整率电压调整率等指标显然均优于固定式三点稳压器。
但由于本次设计指标要求输出电压为+5V的直流稳定电压,故此可调式稳压器不宜采用。
方案二:运用基于LM7805固定式三端稳压器
使用LM7805三端稳压器,输入端接电容可以进
一步滤波,而输出端接电容还可以改善负载的瞬
间影响。
此电路的稳定性比可调式三端稳压器要
好。
不仅如此,该固定式三端稳压电路的稳压值为+5V,恰好合适我们本次设计输出电压的要求。
因此,综合考虑起来,应该选择方案二比较合适。
四、原理设计
1、原理框图和说明
1)电源变压器:将交流电网所提供的50Hz 220V电压变换成符合整流需要的交流电压;
2)整流电路:利用具有单向导电性的元件如二极管,将正负交替的正弦交流电压变换成单方向脉动的直流电压;
3)滤波电路:利用电感电容等储能元件,尽可能地将单向脉动电压中的脉动成分滤掉,使之输出比较平滑的直流电压;
4)稳压电路:采用某种措施,使输出的直流电压在电网电压或负载电流波动是保持稳定。
本次设计采用LM7805三端固定式集成稳压器。
2、详细原理设计
2.1 原理图
2.2 LM7805固定式三端稳压器应用电路
图为LM7805基本应用电路。
图中
C2用于抑制芯片的自激振荡,应尽量
靠近稳压器的管脚。
C3用于限制芯片
高频带宽,减少高频噪声。
如果对输
出要求高,还应接10uF以上的电解电
容起滤波作用。
2.3 桥式整流应用电路
桥式整流电路由四只二极管组成的一个单桥,单桥的两组相对节点分别接变压器二次绕组和负载。
工作时,D1、D2、和D3、D4两两轮流导通。
在u2正半周,二极管D1与D2正向导通,而D3与D4反向截止,形成负载电流i0,i0导通的路径为:b→D3→RL→D4→a→b,u0=-u2。
由此可见,不论哪两个二极管导通,负载电流的方向始终保持不变。
本设计原理图中,在单相桥式整流电路的后面接
上了一个滤波电容C1,如右图。
根据模电公式,整流后
的输出电压u0=(1.1~1.2)u2 。
3、性能指标的计算
1)输出电压U0=+5V, 故LM7805稳压器的输入电压应为+10V.
由此可得Ui=+10V.
又因为Ui=(1.1~1.2)U2, 可求出U2=8.33V.
由已知,U1=220V,故可求出降压器线圈匝数比
N1:N2=220:8.33≈26:1
2)仿真结果图
3)结果分析
从仿真结果分析可以看出,所设计的直流稳压电源电路可满足设计要求:当输入电压220V、50Hz的时候,输出电压能达到+5V,电源能正常工作。
五、心得体会
通过这一次的设计,使我更加巩固了这大学三年来所学的专业知识,也增强了自己灵活运用所学知识到实践中的能力。
同时,我对二极管、电容、变压器、电阻等多种电路元件有了更加深层次的熟悉和了解,这对于学习通信专业的大学生来说是十分必要的。
其次,这一次的设计实习,让我对Protel DXP 这款软件的熟练程度更是加深了不少。
此外,更是深刻体会到学习一定要认真、严谨治学的态度,相信这也将会对我以后的学习和工作起到莫大的推动作用。