电工和电子技术课程设计直流稳压电源设计
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前言
主要内容:
课题名称和技术要求：
设计课题：串联型晶体管稳压电源
<1>输出直流电压Uo=12V,且连续可调，调节范围±2V
<2>最大输出电流Ilm≤200mA
<3>稳压系数Sr<10%
<4>具有过流保护功能
资料收集和工作过程简介:
在这次课程设计的过程中，我仔细看了课程设计的要求，去逸夫图书馆借了相关的资料，查阅了设计论文的格式样本，比较了各种设计方案的优劣，最终把自己觉得最好的方案的相关参数计算出来。自从上个学期开始，我们就开始学电工，这学期的模电在实际生活中十分有用，在设计过程中我也发现了许多问题，正如参加飞思卡尔设计电路焊板子一样，我还有很多不足之处。通过了对该电路的设计，调试，我学会了用整流变压器，整流二极管，滤波电容以及集成稳压器等元件设计直流稳压电源。
这次课程设计使我懂得了理论和实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识和实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
目录
摘要---------------------------------------------------------------------4 设计要求---------------------------------------------------------------6 主要器件选择---------------------------------------------------------9 单元电路设计原理，参数计算------------------------------------12 结论和心得体会-----------------------------------------------------17 参考文献--------------------------------------------------------------18 元器件明细表--------------------------------------------------------19
摘要：
直流稳压电源一般由整流变压器、整流、滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下。
变压 整流 滤波 稳压 直流稳压电源一般由直流电源变压器T 、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下。各部分的作用：
（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Ui 。变压器副边和原边的功率比为P2/ P1=η，式中η是变压器的效率。 （2）整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui 变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U0。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。
（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和可调式三端稳压器。常用可调式正压集成稳压器有CW317（LM317）系列，LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块，是一种使用方便、使用广泛的集成稳压块。317系列稳压块的型号很多：例如LM317HVH 、W317L 等。电子爱好者经常用317稳压块制作输出电压可变的稳压电源。
稳压电源的输出电压可用下式计算，V o ＝1.25（1＋R 2/R 1）。仅仅从公式本身看，R 1、R 2的电阻值可以随意设定。然而作为稳压电源的输出电压计算公式，R 1和R 2的阻值是不能随意设定的。
317稳压块的输出电压变化范围是V o ＝1.25V —37V （高输出电压的317稳压块如LM317HV A 、LM317HVK 等，其输出电压变化范围是V o ＝1.25V —45V ），所以R 2/R 1的比值范围只能是0—28.6。
关键字: 变压器 整流 滤波 稳压 桥式
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U
整流稳压块二极管
设计要求
方案选择
方案1：可调式三端稳
压电源设计
三端稳压电源构成直流可
调原理框图如3.2.1所示。该方
案需使用三端稳压芯片
CW317作为稳压电路可调部
分，其输出电压调整范围宽。
优点：该方案结构简单，使用
方便，干扰和噪音小
缺点：数字电位器误差较大，
图3.2.1 三端可调式稳压器电路原理图
控制精度不够高。
方案2：采用A/D或D/A
采用A/D和D/A构成直流电源的电路如图3.2.2和所示。采用单片机构成直流电源的电路如图1.3所示，利用AVR单片机自带的D/A口DAC0输出0－2.5V的电压，然后经一级反相放大器和跟随器，此时可以输出0到－5V电压。但是因为A/D变换器只能采集0到+2.56V的电压，所以再在跟随器后面加一级反相放大器器然后送回到A/D采样，MCU 比较发现DAC0输出为正确电压时，则从跟随器后直接输出电压，这样就可以输出0到-5V 的电压了。当需要正相电压时从DAC1口输出电压，这时就不需要反相，其它原理和DAC0相似。
MCU
A/D
2
3
6
AR?
Op Amp
+5V
DAC0Port
10
R110R1
10
R1-5V
2
3
6
AR?
Op Amp
VCC
DAC1
2
3
6
AR?
Op Amp
2
3
6
AR?Op Amp -5V
-5V
VCC 10
R110
R1
V0
2
3
6
AR?
Op Amp
+5V
-5V Port
10
R110
R110
R1
图3.2.2 采用D/A 和A/D 方案的电路原理图
优点：精确度高，纹波小，效率和密度比较高，可靠性也不错。
缺点：电路相对复杂，AVR 单片机的IO 口不能容忍负电压，否则会被损坏。
方案3：晶体管串联式直流稳压电路
晶体管串联式直流稳压电路。电路框图如图3.2.3所示，该电路中，输出电压UO 经取样电路取样后得到取样电压，取样电压和基准电压进行比较得到误差电压，该误差电压对调整管的工作状态进行调整，从而使输出电压发生变化，该变化和由于供电电压UI 发生变化引起的输出电压的变化正好相反，从而保证输出电压UO 为恒定值(稳压值)。
图3.2.3 晶体管串联式直流稳压电路框图
优点：单纯的电路很简单，易于连接
