直流稳压电源的设计说明
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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=+3V~+9V②输出最大电流:Iomax=800mA③输出电压变化量:△U≤5mV④稳压系数:Sv≤0.0031.3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/P1=η,式中η是变压器的效率。
整流电路:利用单向导电元件,将50HZ的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。
1.3.3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:1.1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、D2导通,D3、D4截止;的负半周内,D3、D4导通,D1、D2截止。
课题任务设计一个连续可调直流稳压电源功能要求说明① 输出电压可调: Uo=+3V ~+9V ② 输出最大电流: Iomax=800mA ③ 输出电压变化量:△ U ≤5mV ④ 稳压系数: Sv ≤可调直流稳压电源整体方案介绍及工作原理说明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,第一必定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,经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圆滑,脉动小的直流电,马上交流成份滤掉,保留其直流成份;④ 滤波后的直流电压,再经过稳压电路稳压,即可获得基本不受外界影响的牢固直流电压输出,供给负载。
直流稳压电源的基本源理++电 源U1U2-变压器-U1U2整 流电 路+ 波 + +滤稳压U3 路UI UO电电路---U3 UI UO图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/P1=η,式中η是变压器的效率。
整流电路:利用单导游电元件,将 50HZ 的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涟漪成分,输出涟漪较小的直流电压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,经过调治与稳压管串通的限流电阻上的压降来达到牢固输出电压的目的。
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此后,经过整流、滤波、稳压此后才可以送到负载,设变压器副边电压为:其中为有效值。
变压此后,利用单导游电元件二极管,把50Hz 的正弦交流电变换成脉动的直流电。
第1篇一、实验目的1. 了解直流稳压电源的工作原理和设计方法。
2. 掌握直流稳压电源中变压器、整流、滤波和稳压等环节的作用。
3. 学会使用示波器、万用表等实验仪器进行实验测量。
4. 提高电路实验技能和理论联系实际的能力。
二、实验原理直流稳压电源是将交流电源(如市电220V)转换成稳定直流电压的装置。
其基本组成包括变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。
1. 变压器:将220V交流电压降压至整流电路所需的电压。
2. 整流电路:利用二极管的单向导电性,将交流电压转换为脉动直流电压。
3. 滤波电路:通过滤波电容将脉动直流电压中的纹波滤除,得到较为平滑的直流电压。
4. 稳压电路:通过稳压器件(如稳压二极管、集成稳压器等)使输出电压稳定。
三、实验仪器与器材1. 变压器:1台2. 整流二极管:4只3. 滤波电容:1只4. 集成稳压器:1块5. 电阻:若干6. 交流电源:1台7. 直流电源:1台8. 示波器:1台9. 万用表:1台四、实验步骤1. 组装电路:根据实验原理图,将变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器等元件连接成直流稳压电源电路。
2. 连接实验仪器:将直流稳压电源电路与示波器、万用表等实验仪器连接。
3. 测量输入电压:用万用表测量变压器次级输出电压,即整流电路输入电压。
4. 测量输出电压:用万用表测量稳压电路输出端的直流电压。
5. 测试滤波效果:观察滤波电容两端电压波形,分析滤波效果。
6. 调整稳压电路:通过调整集成稳压器的输出电压,观察输出电压的变化。
7. 测量输出纹波电压:用示波器测量稳压电路输出端的纹波电压。
8. 改变负载:在稳压电路输出端接入不同阻值的电阻,观察输出电压和纹波电压的变化。
9. 记录实验数据:将实验过程中测量的数据整理成表格。
五、实验数据与分析1. 输入电压:220V2. 输出电压:15V3. 滤波电容两端电压波形:平滑的直流电压4. 输出纹波电压:小于10mV5. 改变负载时,输出电压和纹波电压变化不大,说明稳压效果良好。
5V直流稳压电源设计说明一、引言直流稳压电源是电子设备的基本组成部分之一,其主要功能是将交流电转换为直流电,并提供稳定的电压输出。
5V直流稳压电源常被应用于各种电子产品中,如手机、数码设备、嵌入式系统等。
本文将对5V直流稳压电源的设计进行详细说明。
二、设计需求1.输出电压为5V,电流大于等于1A。
2.稳压范围在±2%以内。
3.起始电源电压为220V交流电。
4.设计尺寸紧凑,适合应用于各种电子设备中。
5.安全可靠,具备过压、过流、过温保护功能。
三、设计原理1.整流滤波:电源输入端接入变压器,将220V交流电转换为较低电压的交流电,然后通过整流电路将交流电转换为直流电。
整流电路一般采用桥式整流电路,通过四个二极管将交流电改为单向的直流电。
接下来需要对直流信号进行滤波,以去除残留的交流成分。
滤波电路通常采用电容滤波,将变化较大的直流电压变为更为稳定的直流电压。
2.稳压电路:在滤波后的直流电压上接入稳压电路,以确保输出电压的稳定性。
常用的稳压电路有线性稳压和开关稳压两种。
-线性稳压:线性稳压电路采用功率晶体管或集成电路,通过调节电路中的稳压元件的工作状态,来实现对输出电压的稳定。
线性稳压的优点是设计简单,成本低,但效率较低,热量较多。
-开关稳压:开关稳压电路采用开关元件,通过周期性开关来控制直流电压的波形,从而实现对输出电压的调节。
开关稳压的优点是效率高,体积小,热量少,但设计复杂一些。
3.保护电路:为了确保电源的安全可靠性,需要设计适当的保护电路,包括过压保护、过流保护和过温保护。
-过压保护:添加过压保护电路,当输出电压超过预设范围时,电路可以自动切断输出。
-过流保护:添加过流保护电路,当输出电流超过额定值时,电路可以自动切断输出,避免损坏电子设备。
-过温保护:添加过温保护电路,当电源温度超过安全工作范围时,电路可以自动切断输出,防止发生短路、火灾等危险情况。
四、设计步骤1.根据需求确定稳压电路的类型,线性稳压或开关稳压。
可调直流稳压电源的设计实验报告一、实验目的本次实验的目的是设计并制作一个可调直流稳压电源,能够输出稳定的直流电压,并且电压值在一定范围内可调节,以满足不同电子设备和电路的供电需求。
二、实验原理可调直流稳压电源通常由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。
电源变压器的作用是将市电交流电压(通常为 220V)变换为适合后续电路处理的较低交流电压。
整流电路将交流电压转换为单向脉动直流电压。
常见的整流电路有半波整流、全波整流和桥式整流等。
滤波电路用于滤除整流输出电压中的交流成分,使输出电压变得平滑。
常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波和π型滤波等。
稳压电路的作用是在输入电压、负载电流和环境温度等因素发生变化时,保持输出直流电压的稳定。
常见的稳压电路有串联型稳压电路、三端集成稳压器等。
本实验采用串联型稳压电路,其基本原理是利用调整管的电压调整作用,使输出电压保持稳定。
通过改变调整管的基极电压,可以调节输出电压的大小。
三、实验设备与材料1、电源变压器:220V/15V2、整流二极管:IN4007×43、滤波电容:2200μF/25V×24、集成稳压器:LM3175、电位器:10kΩ6、电阻:240Ω、390Ω7、面包板、导线若干8、万用表、示波器四、实验电路设计1、电源变压器将 220V 市电降压为 15V 交流电压。
2、采用桥式整流电路将 15V 交流电压整流为脉动直流电压。
3、用2200μF 电容进行滤波,得到较为平滑的直流电压。
4、以 LM317 为核心构建串联型稳压电路,通过调节电位器改变LM317 的输出电压。
电路原理图如下:此处插入原理图五、实验步骤1、按照电路原理图,在面包板上搭建电路。
在搭建电路时,注意元件的引脚顺序和正负极性,确保连接正确无误。
2、检查电路连接无误后,接通电源。
使用万用表测量滤波电容两端的电压,确认是否在预期范围内。
3、调节电位器,用万用表测量 LM317 输出端的电压,观察电压是否能够在一定范围内连续可调。
集成直流稳压电源设计说明书学生姓名:XX学号:XXXXX专业班级:XXXX XX报告提交日期:XXXXX湖南理工学院物电学院引言电源是各种电子设备比不可少的组成部分,其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
目前常用的直流稳压电源分为线性电源和开关电源两大类。
随着集成电路的飞速发展,稳压电路也迅速实现集成化,市场上已有大量生产的各种型号的单片集成稳压电路。
它和分立的晶体管电路比较,具有很多突出的优点,主要体现在体积小、重量轻、耗电少、可靠性高、运行速度快,且调试方便、使用灵活,易于进行大批量自动化生产。
因此,广泛地用于各种电子设备。
目录一、设计任务及要求二、基本原理与分析三、集成稳压器1、集成稳压器的分类2、三端集成稳压器四、稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求1、稳压电源的技术指标2、稳压电源的要求五、电路设计1、设计思路2、直流稳压电源的组成3、单元电路的设计4、总电路图六、总结七、参考文献一、设计任务及要求1. 设计任务设计一集成直流稳压电源,满足:(1)当输入电压在220V交流时,输出直流电压为6V;(2)输出纹波电压小于5mv,稳压系数<=0.01;(3)具有短路保护功能;(4)最大输出电流为:Imax=1.0A;2.设计要求(1)电源变压器只做选择性设计;(2)合理选择集成稳压器;(3)完成全电路理论设计、绘制电路图;(4)撰写设计报告。
(5)通过集成直流稳压电源的设计,要求学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。
二、基本原理与分析集成稳压器是将稳压电路中的各种元器件(电阻、电容、二极管、三极管等)集成化,同时做在一个硅片上,或者将不同芯片组成一个整体而成为稳压集成电路或电源模块。
线性集成稳压器的基本构成如图1所示,它主要由基准电压、比较放大器、取样电路、调整电路、启动电路和保护电路组成。
图1 线性集成稳压器的基本构成当输出电压发生变化时,取样电路取出部分输出电压进行比较,通过比较放大器将误差信号放大后,送到调整管基极,推动调整管调整其管压降,达到稳定输出电压的目的。
4.4设计项目4.4.1集成直流稳压电源的设计一、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、整流二极管、滤波电容及集成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指标的测试方法。
二、设计任务1.集成稳压电源的主要技术指标(1)同时输出±1.5,电压、输出电流为2A。
(2)输出纹波电压小于5mV,稳压系数小于5X103;输出内阻小于0.1Q(3)加输出保护电路,最大输出电流不超过2A。
2.设计要求(1)电源变压器只做理论设计。
(2)合理选择集成稳压器及扩流二极管。
(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,自制印刷板。
(5)撰写设计报告、调试总结报告及使用说明书。
三、基本原理1.直流稳压电源的基本原理直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路组成,基本框图如图4.5所示。
各部分电路的作用如下:220V图4.5直流稳压电源基本组成框图(1)电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压"1。
变压器副边与原边的功率比为P P =门2' 1式中,n为变压器的效率。
(2)整流滤波电路整流电路将交流电压"1变换成脉动的直流电压。
再经滤波电路滤除纹波,输出直流电压U1。
常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波、倍压整流滤波电路如图 4.6(a)、(b)及(c)所示。
(a)全波整流电容滤波电路(b)桥式整流电容滤波电路(c)二倍压整流滤波电路图4.6几种常见整流滤波电路各滤波电容C满足:R1C =(3 〜5 ) ?式中T为输入交流信号周期;R L为整流滤波电路的等效负载电阻。
I(3)三端集成稳压器常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器(均属电压串联型),下面分别介绍其典型应用。
①固定三端集成稳压器正压系列:78XX系列,该系列稳压块有过流、过热和调整管安全工作区保护,以防过载而损坏。
5V直流稳压电源设计说明1.引言在电子设备中,直流电源是不可或缺的部分,能够为电路提供所需的稳定电压。
本次设计的是一款输出电压为5V的直流稳压电源,适用于一些低功率的电子设备。
2.设计要求根据设计要求,本次直流稳压电源需要满足以下要求:-输出电压为5V;-最大输出电流为1A;-输入电压范围为12V~15V;-稳压精度为±5%。
3.设计原理本次设计采用线性稳压器的设计原理。
稳压器由一对二极管-电容滤波电路和一个线性稳压芯片组成。
电源的输入电压经过二极管-电容滤波电路进行滤波,然后通过线性稳压芯片进行稳压,最后输出5V的直流电压。
4.电路设计a.输入滤波电路:为了确保电源的稳定性,使用两个二极管和两个电容组成滤波电路。
二极管具有整流和保护电路不受反向电压的作用,电容则可以平滑电源波动,提供稳定的电流。
b.线性稳压芯片:为了实现稳定的输出电压,选择一款适合的线性稳压芯片。
根据要求,本设计选择LM7805芯片,该芯片能够输出稳定的5V 电压。
c.输出滤波电路:为了进一步减少输出电压的波动,可以使用一个电感和一个电容组成滤波电路。
电感可以消除输入电源噪声,电容可以平滑输出电压。
这样可以得到稳定的5V直流电压。
5.具体参数计算根据输入和输出的电压要求,需要进行一些参数的计算。
假设输入电压为Vin,输出电压为Vout,负载电流为Iload。
在本次设计中,Vin范围为12V~15V,Vout为5V,Iload最大为1A。
a. 电流计算:线性稳压芯片的负载电流为Iload,所以需要确保芯片的最小能力大于Iload。
根据芯片的数据手册可以得到,LM7805芯片的最小能力为1.5A,大于Iload,符合要求。
b. 散热计算:由于线性稳压芯片会产生一定的热量,在设计中需要考虑散热问题。
首先需要计算芯片的功率损耗,即Pd=(Vin-Vout)×Iload。
然后根据芯片的热阻和最大工作温度,计算散热一定的散热器面积。
4.4设计项目4.4.1集成直流稳压电源的设计一、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、整流二极管、滤波电容及集成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指标的测试方法。
二、设计任务1.集成稳压电源的主要技术指标(1)同时输出 1.5V±电压、输出电流为2A。
(2)输出纹波电压小于5mV,稳压系数小于3⨯;输出内阻小于0.1Ω。
510(3)加输出保护电路,最大输出电流不超过2A。
2.设计要求(1)电源变压器只做理论设计。
(2)合理选择集成稳压器及扩流二极管。
(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,自制印刷板。
(5)撰写设计报告、调试总结报告及使用说明书。
三、基本原理1.直流稳压电源的基本原理直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路组成,基本框图如图4.5所示。
各部分电路的作用如下:图4.5 直流稳压电源基本组成框图(1)电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压1u 。
变压器副边与原边的功率比为21P P η=式中,η为变压器的效率。
(2)整流滤波电路整流电路将交流电压1u 变换成脉动的直流电压。
再经滤波电路滤除纹波,输出直流电压1U 。
常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波、倍压整流滤波电路如图4.6(a )、(b )及(c )所示。
(a )全波整流电容滤波电路 (b )桥式整流电容滤波电路 (c )二倍压整流滤波电路图4.6 几种常见整流滤波电路各滤波电容C 满足:()13~52L T R C = 式中T 为输入交流信号周期;1L R 为整流滤波电路的等效负载电阻。
(3)三端集成稳压器常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器(均属电压串联型),下面分别介绍其典型应用。
① 固定三端集成稳压器正压系列:78XX 系列,该系列稳压块有过流、过热和调整管安全工作区保护,以防过载而损坏。
一般不需要外接元件即可工作,有时为改善性能也加少量元件。
78XX 系列又分三个子系列,即78XX 、78MXX 和78LXX 。
其差别只在输出电流和外形,78XX 输出电流为1.5A ,78MXX 输出电流为0.5A ,78LXX 输出电流为0.1A 。
负压系列:79XX 系列与78XX 系列相比,除了输出电压极性、引脚定义不同外,其他特点都相同。
78XX 系列、79XX 系列的典型电路如图4.7(a )、(b )、(c )所示。
(a )正电压输出 (b )负电压输出(c )正、负电压输出图4.7 固定三端稳压器的典型应用② 可调式三端集成稳压器正压系列:W317系列稳压块能在输出电压为1.25~37V V 的范围内连续可调,外接元件只需一个固定电阻和一只电位器.其芯片内也有过流、过热和安全工作区保护。
最大输出电流为1.5A 。
其典型电路如图4.8所示。
其中电阻1R 与电位器RP 组成电压输出调节电器,输出电压o U 的表达式为:11.251o Rp U R ⎛⎫≈+ ⎪⎝⎭式中,1R 一般取值为(120~240Ω),输出端与调整压差为稳压器的基准电(1)可调正压输出 (2)可调负压输出图4.8 可调式三端稳压器的曲型应用压(典型值为1.25V ),所以流经电阻1R 的泄放电流为5~10mA 。
负压系列:W337系列,与W317系列相比,除了输出电压极性、引脚定义不同外,其他特点都相同。
③ 集成稳压器的电流扩展若想连续取出1A 以上的电流,可采用图4.9所示的加接三极管增大电流的方法。
图中1VT 称为扩流功率管,应选大功率三极管。
2VT 为过流保护三极管,正常工作时该管为截止状态。
三极管1VT 的直流电流放大倍数β必须满足10I I β≥。
另外,1I 的最大值由1VT 的额定值决定,如需更大的电流,可把三极管接成达林顿方式。
(1)正压系列电流扩展电路 (2)负压系列电流扩展电路图4.9 输出电流扩展电路可以得出输出电流为:1L O I I I =-但这时,三端稳压器内部过流保护电路已失去作用,必须在外部增加保护电路,这就是2VT 和2R 。
当电流i I 在2R 上产生的电压降达到2VT 的2BE U 时,2VT 导通,于是向1VT 基极注入电流,使1VT 关断,从而达到限制电流的目的。
保护电路的动作点是:1max max 22i BE I I U R ≈=三极管的2BE U 具有负温度系数,设定2R 数值时,必须考虑此温度系数。
以上通过采用外接功率管1VT 的方法,达到扩流的目的,但这种方法会降低稳压精度,增加稳压器的输入与输出压差,这对大电流的工作的电源是不利的。
若希望稳压精度不变,可采用集成稳压器的并联方法来扩大输出电流,具体电路形式请参考有关电源类资料。
2.稳压电源的性能指标及测试方法稳压电源的技术指标分两种:一种是特性指标,包括允许的输入电压、输出电压、输出电流及输出电阻调节范围等;另一种是质量指标,用来衡量输出直流电压的稳定程度,包括稳压系数(或电压调整率)、输出电阻(或电流调整率)、温度系数及纹波电压等。
测试电路如图4.10所示。
这些质量指标的含义,可简述如下:图4.10 稳压电源性能指标测试电路(1)纹波电压纹波电压是指叠加在输出电压oU上的交流分量。
用示波器观测其峰-峰值,oppU∆一般为毫伏量级。
也可以用交流电压表测量其有效值,但因oU∆不是正弦波,所以用有效值衡量其纹波电压,存在一定误差。
(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,输入电压的相对变化,即o ouI IU USU U∆=∆电压调整率:输入电压相对变化为10%±时的输出电压相对变化量,即ouoUKU∆=稳压系数uS和电压调整率uK均说明输入电压变化对输出电压的影响,因此只需测试其中之一即可。
(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,其值为当输入电压不变时,输出变化量与输出电流变化量之比的绝对值,即oo o U r I ∆=∆电流调整率:输出电流从0变到最大值m I L ax 时所产生的输出电压相对变化值,即o t oU K U ∆= 输出电阻o r 和电流调整率t K 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。
四、设计指导直流稳压电源的一般设计思路为:由输出电压o U 、电流o I 确定稳压电路形式,通过计算极限参数(电压、电流和功耗)选择器件;由稳压电路所要求的直流电压(1U )、直流电流(1I )输入确定整流滤波电路形式,选择整流二极管及滤波电容并确定变压器的副边电压1U 的有效值、电流1I (有效值)及变压器功率。
最后由电路的最大功耗工作条件确定稳压器、扩流功率管的散热措施。
图4.11为集成稳压电源的典型电路。
其主要器件有变压器t T 、整流二极管14~VD VD 、滤波电容C 、集成稳压器及测试用的负载电阻L R 。
图4.11 集成稳压电源的典型电路下面介绍这些器件选择的一般原则。
1.集成稳压器稳压电路输入电压t U 的确定:为保证稳压器在电网量低时仍处于稳压状态,要求()max i o i o mm U U U U ≥+-式中()i o mm U U -是稳压器的最小输入输出压差,典型值为3V 。
按一般电源指标的要求,当输入交流电压220V 变化10%±时,电源应稳压。
所以稳压电路的最低输入电压()max 0.9imm o i o mm U U U U ⎡⎤≈+-⎣⎦。
另一方面,为保证稳压器安全工作,要求()max t omm i o U U U U ≤+-式中()max i o U U -是稳压器允许的最大输入输出电压差,典型值为35V 。
2. 电源变压器确定整流滤波电路形式后,由稳压器要求的最低输入直流电压Imm U 计算出变压器的副边电压I U 、副边电流I I 。
五、设计示例设计一集成直流稳压电源。
性能指标要求:5~12o V V =++连续可调,输出电流max 1o I A =。
纹波电压:5mV ≤电压调整率:3%u K ≤电流调整率:1%I K ≤选可调式三端稳压器W317,其典型指标满足设计要求。
电路形式如图4.12所示。
图4.12 设计实例1.器件选择电路参数计算如下。
(1)确定稳压电路的最低输入直流电压Im m U 。
()Im max 0.9m o I O U U U U mm ≈+-⎡⎤⎣⎦代入各指标,计算得:[]Im 1230.916.67m U V ≥+=我们取值17V 。
(2)确定电源变压器副边电压、电流及功率Im 1.1I ax U U ≥,Im I ax I I ≥所以我们取I I 为1.1A 。
171.115.5I U V ≥= 变压器副边功率217P W ≥变压器的效率η=0.7,则原边功率24.3I P W ≥。
由上分析,可选购副边电压为16V ,输出1.1A ,功率30W 的变压器。
(3)选整流二极管及滤波电容因电路形式为桥式整流电容滤波,通过每个整流二极管的反峰电压和工作电流求出滤波电容值。
已知整流二极管IN5401,其极限参数为50RM U V =,5D I A =。
滤波电容:()()m 13~5I 21941~3235I ax C T Umm F μ≈⨯=故取2只2200μF/25V 的电解电容作滤波电容。
2.稳压器功耗估算当输入交流电压增加10%时,稳压器输入直流电压最大,即Im 1.1 1.11619.36ax U V =⨯⨯=所以稳压器承受的最大压差为:19.36515V -≈最大功耗为:Im Im 15 1.116.5ax ax U I W ⨯=⨯=故应选用散热功率16.5W ≥的散热器。
3.其他措施如果集成稳压器离滤波电容C 1较远时,应在W317靠近输入端处接上一只0.33μF 的旁路电容C 2,接在调整端和地之间的电容C 3,是用来旁路电位器R P两端的纹波电压。
当C 3的容量为10μF 时,纹波抑制比可提高20dB ,减到原来的1/10。
另一方面,由于在电路中接了电容C 3,此时一旦输入端或输出端发生短路,C 3中储存的电荷会通过稳压器内部的调整管和基准放大管而损坏稳压器。
为了防止在这种情况下C 3的放电电流通过稳压器,在R 1两端并接一只二极管VD 2。
W317集成稳压器在没有容性负载的情况下可以稳定工作。
但当输出端有500~5000pF 的容性负载时,就容易发生自激。
为了抑制自激,在输出端接一只不过1μF 的钽电容或25μF 的铝电解电容C 4。
该电容还可以改善电源的瞬态响应。
但是接上该电容以后,集成稳压器的输入端一旦发生短路,C 4将对稳压器的输出端放电,其放电电流可能损坏稳压器,故在稳压器的输入与输出端之间,接一只保护二极管VD 2。