串联型直流稳压电源

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串联型直流稳压电源
Company Document number:WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
1串联型直流稳压电源
为克服稳压管稳压电路输出电流较小,输出电压不可调的缺点,引入串联型稳压电
路。串联型稳压电路以稳压管稳压电路为基础,利用由晶体管电流放大作用增大负载电
流,并在电路中引入深度电压负反馈,使输出电压稳定,通过改变网络参数使输出电压可
调。直流稳压电源主要由四部分组成:变压部分、整流部分、滤波部分、稳压部分。除
变压器部分外,其它部分都有多种形式。其中串联反馈型直流稳压电源是比较典型的一
种。
整体电路框图
串联型直流稳压电源的整体电路框架图如图所示。

在电子电路及设备中,一般都需要稳定的直流电源供电,在直流稳压电路才能工作。其工作过
程是:将有效值为220V的单相交流电压经电源变压器变为幅值稳定的电压值后,送入整流电路,从
而把交流电压变成脉动的直流电压。脉动直流电压中的纹波在经滤波电路加以滤除,得到平滑的直
流电压,又经LM317稳压电路作用后输出稳定平滑的直流电。稳压电路的作用是当电网电压波动,
负载和温度变动导致稳压器的输入电压波动或输出负载电流变化时,输出电压应保持不变。

串联型直流稳压电路组成及原理
调整管、基准电压电路、采样电路和比较放大电路是串联型稳压电路的基本组成波
分。直流稳压电源由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成。
其基本框图如图所示。

2串联型稳压电路介绍
直流电源的输入为220V的电网电压,一般情况下,所需直流电压的数值和电网电
压的有效值相差较大,因而需要通过电源变压器降压。变压器的副边电压通过整流电路
从交流电压转换为直流电压。为了减小电压的脉动,需要通过低通滤波电路滤波,使输
出电压平滑。再经过稳压电路使输出的直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化
的影响,从而获得很高的稳定性[11]。
串联型稳压电路的方框图
实用的串联想稳压电路至少包含调整管、基准点压电路、采样电路和比较放大电路
等四个部分。此外,为使电路安全工作,还在电路中加保护电路,所以串联想稳压电路
的方框图如图所示。

串联型直流稳压电源的整流电路采用桥式整流电路,电路如图所示

图 整流电路图 图 输出波形

在U
2的正半周内,二极管D1、D4导通,D2、D3截止;U2的负半周内,D2、D3

通,D
1、D4截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL
,且方向是一致的。电路

的输出波形如图所示。
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If=Io1/2电路中的每只二极管承受的最大反向电压为2U2(U2是变压
副边电压有效值) [1]。

变压 整流 滤波 保护电路 稳压电路
图 串联型直流稳压电源结构框图

基准电压




比较放大

调整电路滤 波 器 整 流 器 变

保护电路
图 整体电路原理图
图 串联型稳压电路的方框图
滤波电路
整流电路的输出电压虽然是单一方向的,但含较大的交流成分,不能适应
多数电子设备的需要。因此,整流后还需要滤波电路将脉动的直流电压变为平
滑的直流电压。
滤波电路分为:电容滤波电路和电感滤波电路。本设计采用电容滤波电
路。
电容滤波电路利用电容的充电放电作用,使输出电压平滑。其电路如图所
示。
直流稳压电源电路图

直流稳压电源电路如图所示。
差分比例运算电路
电路中有两个输入,且参数对称,如图所示,则:
差分比例电路能实现对输入差模信号的比例运算。

3串联型稳压直流电源总电路图
串联型稳压直流电源电路如图所示。

TR1
TRAN-2P3S
BR1

2W10G
C11000uC21000uC3
1nF

C4
1nF

C5
220u

C6
220u

VI1VO
3
G
N
D

2

U1
7809

VI2VO
3
G
N
D
1
U2
7905

VI3VO
2
A
D
J

1

U3
LM317L

R1
600

R2
200

4
6
%
RV1

1k

C7
1000u
+88.8

Volts
Vo

图 直流稳压电源电路图
R
R
RF

RF
U11
Uo
U12

图 差分比例运算电路
R5、R6、电位器RV2是取样电路,由于取样电路并联在稳压电路的输出
端,而取样电压实际上是通过这三个电阻分压后得到。当输入电压U
I
在选取

R5、R6、电位器RV2的阻值时,可以通过选择适当的电阻值来使流过分压电阻
的电流远大于流过LM317的电流。也就是说可以忽略LM317电流的分流作
用,这样就可以用电阻分压的计算方法来确定LM317输出电压UO[8]。
图 总电路图
4 元器件的选择

变压器的选择
所选定可调式三端稳压器LM317其输出电压V
o
=~37V, 最小输入输出电压

(Ui-Uo)min=3V, (Ui-Uo)max=40V
带入数字可得:
8V40V
i
V
,取Vi=9V,即通过LM7809得到一个稳定的9V

电压,变压器可以选用12V。

为保证变压器留有一定的功率余量,额定功率要大于12/=15W,所以选择
12V、15W变压器。

4 元器件的选择
变压器的选择
所选定可调式三端稳压器LM317其输出电压Vo=~37V, 最小输入输出电压
(Ui-Uo)min=3V, (Ui-Uo)max=40V
带入数字可得:8V40ViV,取Vi=9V,即通过LM7809得到一个稳定的9V电
压,变压器可以选用12V。

二极管的选择
二极管承受最大的反向电压:
考虑到电网电压的波动范围为±10%,在实际选用二极管时,应至少有10%
的余量,选择最高反向工作电压URM为:
整流管的最大电流ZmaxOmax=2=12=0.5AII
考虑到取样和放大部分的电流,选取最大电流IZmax为=
可知2W10是一种圆形的整流桥,电流2A,最大耐压1000V,满足要求故选
此器件。
滤波电容的选择
市电上升10%是整流电路输出的电压值最大,此滤波电容承受的最大电压
U
2max
=12×=。

滤波电容C用25V~1000uf的电容。
LM317电路中电阻的选取
电阻R5常取120~240Ω,取R5=200Ω,调节电位器到最小时,Uo=0, 根据
LM317输出电压表达式:
Uo=(1+R
1
)–5=0V

R
2
=600Ω

U
o
=5V时,根据LM317输出电压表达式:

Uo=(1+ R2/R1)+R
1
–5=0V

R
V1
=800Ω 所以选取1k位的电位器

表 主要元器件列表
器件名 规格 数量

R4DC7Q
3
G
N
D
1

V
C
C
8
TR2TH
6
CV
5
U1

NE555

RL3G2R-14-AC120R320kR210MC210nFQ22N2926VI3VO2ADJ1U2LM317T73%RV21kRL1G2RL-1AB-DC24R41kC31000uR5180R6530C41000uU1(VCC)VALUE=9C3(+)VALUE=9RL3(C1)VALUE=5VRV2(1)VALUE=-5VRL1(C1)VALUE=9RL1(C1)Q1(C)+88.8VoltsC1100nR10.5R751k32184U3:ALM358R8
51k

R9
51k

R10
51k

Q1
2N2926

R11
5

+88.8
Amps
双输出变压器 12V、15W 1
桥堆 2W10 1
电压比较器 LM358P 1

稳压器
LM317T 1

LM7809 1
LM7905 1
LM7805 1

电阻器
100 2
1M 1
2
47K 4
电位器 1K 3
三极管 9012 2
继电器 943-1C-5DS 2
时基电路 NE555 1

电容
25V1000uF 5
104 2
105 1