可调直流稳压电源设计

可调直流稳压电源MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1715977367022_1 一、 设计任务 设计一个正负可调直流稳压电源，要求: 1、 输出电压:?5v~?12 v 2、 最大输出电流0.5A o o3、 当交流电网电压在220v上下波动10%，环境温度在10C~40C范围内时，均 能正常工作。 二、 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 选择 直流稳压电源有以下几种方案 由晶体管、变压器等组成的可调直流电源 1、 特点:设计调整灵活，元器件多，故障率高。 2、 由三端稳压器、变压器等组成 特点:设计调整容易，故障率低，有内部保护，效率低。 3、 开关式稳压电源: 220v/50Hz 整流滤波 开关稳压 用改变脉冲宽度的方法调整输出电压。 特点:体积 小，重量轻， 效率高，但 开关信号易 造成电磁干 扰，电源噪 声大。 比较上述三种方案，考虑到主要用于模拟放大器、 信号发生器、滤波器等模拟信号处理电路，要求电源纹波小，噪声小。室内使用，对效率、体积、重量没有严格要求，故选择方案2。 三、 元、器件参数选择 1、 首先选择关键元器件——三端稳压器 根据负载电压(?5v~?12 v)与负载电流(0.5A)的要求， 选择LM337和LM317(?1.2v~?37 v，1.5A) 以下设计按照输出最大电压12v进行设计 2、 计算V和C:(V`和C`与V和C对称，取相同值) 212121 依稳压电源的工作原理可知，如果V太大，则V太大，317两端电压大，317功2I 耗大，芯片温升高，容易损坏芯片且浪费电能。反之，如果V太小，则317内部调整2管管压降太小，不在放大区，失去调整作用。这个值应使317在最不利的条件下能正常工作。而且在能正常稳压的前提下，压降尽可能小，以减小功耗。这里说的最不利条件是指交流电网电压V最低和输出电流I最大。 1o 由317资料可知，它的正常工作条件是V,V>3v (见P.2)，所以V >15v IoI 由于C的充放电作用，波形如图所示。T是充电时间，T是放电时间，通常 112T,,T，T?T +T=10ms 21 212 10ms10ms11,,Idt,IdtV? IIo,,00CC11 为了设计C，应计算ΔV 1I V,2V,,V,1 Imin2I 其中 1v是桥式整流电路中1个二极管的压降(粗略计算) 10ms1 ？V,2V,Idt,1Imin2o,0C1 由上述，V=15v Imin 10ms1？15,2V,Idt,12o,0C1 10ms116,2V,Idt2o,0C1 10ms1,2,16IdtVo2,0C1 10ms1C,Idt1o,02,16V2 考虑最不利条件: V取V=0.9V(电网向下波动10%)， I取I=0.6A(按设计要求0.5A留10%裕量) 22min2oomax则 C=C11max 110.63,CC0.61010？,,，，,， 11max100VV0.92160.9216,,22 10ms10ms11,,Idt,Idt由V可知，C越大，ΔV越小，V也越小，纹波小，变压器1I2IIo,,00CC11 匝数少，这是我们所希望的。但是，C太大，整流元件瞬时电流太大，对整流桥与变1压器的电流提出了高要求。而且电容容量大体积大，价格贵。所以，C不能太大，也1 不能太小。 115 我们设计 ,V,V,,3(V)IImin55 0.60.6？3,,C,,2000,F ，我们选用 1100C3001 ,FC=2200/25V 1 10.6,6代入C,，,2200，10 11000.92V,162 得，V=14.7v 留有裕量，设计V=18v 22 3、 设计整流元件 (1)、整流二极管反向耐压 由整流桥工作原理知，每个整流二极管承受的最大反向峰值电压 V,22V,22，18，1.1,56v(考虑电网向上波动10%)RM2max 为了安全，选整流二极管时反向耐压比上述值至少高50% 选V?90v, 击穿电压180v以上 RM (2)二极管最大整流电流IF 桥式整流电路中，四个二极管两两轮流导通。所以每个整流二极管的最大整流电 流平均值是输出电流的一半。 1 (i),I,0.25ADAVmaxomax2 由于整流管的电流不是正弦波，它的正向电流比平均值大很多。而且在接通瞬间有相当大的冲击电流通过整流二极管，电容越大这个电流越大。因此，二极管最大整流电流I应比上述值大0.5~2倍。按0.8倍计算， F I=1.8(i)=1.8 ×0.25=0.45A FDAVmax 据此，可选用1A/200v的桥堆 4、 变压器副边绕组电流 同样由于流过变压器副边的电流不是正弦波，故选变 压器副边绕组电流有效值I比输出电流I大。一般取1.1~3倍 aco 这里取 I=1.8I=1.8×0.6=1.08A， 取2A acomax 5、 估算三端稳压器的功耗和散热器参数 三端稳压器的功耗 P,[(V),V]IIAVoo 1(V),(V，V)IAVaxinImIm2 V,2V,1axIm2 ms101V,2V,Idt,1inoIm2,0C1 ms1011(V),(2V,1，2V,1,Idt)IAVo22,02C1 ms101,2V,1,Idto2,02C1 ms101P,[2V,1,Idt,V]Iooo2,02C1 当由电网上浮)V,V,18，1.1,19.8(10%22max ,，时C,2200FI,0.6A,V,V,5vooo1maxmin ,30.6，10，10P,[2，19.8,1,,5]，0.6max,62，2200，10 ,(22,1.36)，0.6 ,12.4w ooo三端稳压器正常工作温度是0C~70C。留有裕量,按三端稳压器温度不超过60C计算, o并考虑最不利的条件(环境温度40C),则散热器热阻 ooo60,4020o R,,,1.61(C/w)(每瓦引起的温度变化)1TP12.4wmax o由此选择散热片。SRZ203叉指型散热片热阻为2.5C/w(64×100×35mm) 6、 其它 (1)、根据317芯片使用建议，C用10μF/25v。C为C的高频补偿电容，用以补adj21偿铝电解电容C在高频时电容性能的下降。一般C选0.1μF的瓷片电容。为了在输12出端进一步滤波，C，C选取与C，C相同。 4123 (2)、根据317芯片使用建议，R取240Ω/0.125w 1 R2V,1.25(1，)，IROUTadj2R1 R2,1.25(1，)R1 R2minV,1.25(1，)Omin240 R 2maxV,1.25(1，)Omax240 VOUTR,(,1)R211.25 当V,5v时，R,720,O2min 当V,12v时，R,2.064k,O2max 选取R为2.2k,电位器2 应该用一个720Ω电阻与R电位器串联 2 1.222I5mA,I0.1mA,IR6mw,IR0.055w,,,,,1112RadjR 240 所以，R和R均选用0.125w电阻和电位器即可12 由317说明书(P.7)，R应紧靠在317管脚处焊接，R接地端应靠近输出端。 12(3)、D和D是保护二极管。当由于某种原因使输入端短路时，给C，C提供放123adj 电通路，避免它们通过317放电，损坏317。 (4)、在电源输出端可加发光二极管作为指示灯。 7、电源设计应注意的几个问题 (1)、各元器件的工作电流、电压、频率和功耗应在允许的范围内，并留有适当的裕量，以保证电路在规定的条件下能正常工作，达到所要求的性能指标，并留有一定的裕量; (2)、对于环境温度、交流电网电压等工作条件，计算时应按照最不利的情况考虑; (3)、涉及元器件的极限参数(例如整流桥的耐压)时必须留有足够的裕量。一般按1.5倍左右考虑。例如:如果实际电路中三极管V的最大值为20v，挑选三极管时应CE 按V?30v考虑; ()BRCEO (4)、电阻值尽可能选在1MΩ范围内，最大一般不应超过10MΩ。其数值应在常用电阻标称系列之内，并根据具体情况正确选用电阻器的品种; (5)、非电解电容，应尽可能在100pF~0.1μF范围内选择。其数值应在常用电容器标称值系列之内，并应根据具体情况正确选用电容器的品种; (6)、在保证电路性能的前提下，应尽可能设法降低成本，减少元器件品种，减小元器件的功耗和体积，并为安装调试创造有利条件; (7)、在满足性能指标和上述各项要求的前提下，应优先选用现有的或容易买到的元器件，以节省时间和精力; (8)、应把根据计算所确定的各参数值标在电路图中恰当的位置; (9)、安装焊接时注意板面布局，可靠紧凑，干净美观。 参考资料:孙梅生，《电子技术基础课程设计》，高教出版社，1989