直流稳压电源设计

直流稳压电源设计报告班级：设计人：直流稳压电源设计报告1一、课题：用LM117设计一个输出1A的恒压源，输出电压为3~10V。要求：1）画出系统电路图，并画出变压器输出，滤波电路输出及稳压输出的电压波形；画出变压器副边电流的波形。2）输入工频220V交流电的情况下，确定变压器变比；3）在满载的情况下选择滤波电容的大小（取5倍工频半周期）4）求滤波电路的输出最大电压5）求电路中固定电阻阻值，可调电阻调节范围。二、设计思路：要获得直流电源，可通过交流电源变换成直流电源。首先使交流电通过变压器使电压值变小，然后利用二极管的单向导电性进行整流，变成单一方向的直流脉动电压,然后经过极性电容的滤波,将纹波滤掉，成为比较平滑的直流电压，最后通过三端可调稳压器LM117得到3~10V可调的稳定电压输出。三、参数计算：（1）确定稳压电路的最低输入直流电压和滤波电路的输出最大电压LM117的参数：输出电压范围：1.2V~37V负载电流最大：1.5A直流稳压电源设计报告2输入与输出压差0UUUi：3V~40V因为即403310UVUV4313若考虑电网10%的波动，则：稳压电路的最低输入直流电压：9.0/])([minmaxminoioiUUUU带入参数可得VUimim4.149.0/)310(，在这里取imimU=15V。滤波电路的输出最大电压：9.0/])([maxminmaxoioiUUUUmaxiU（3+40）/0.9=47.7V（2）确定电源变压器副边电压，电流及功率：max2min2,1.1/iiIIUU所以得AI1.12（考虑10%的波动），VU64.131.1/152,变压器副边的功率WP162。变压器的效率为0.7，则原边功率WPi86.22。由以上分析选择副边电压为14V,输出电流为1.1安，功率为30W的变压器。输入工频220V交流电的情况下，变压器变比为220:13.64=16.13:1。（3）选择整流二极管及滤波电容滤波电容uFUITCii3819)4.142/(1.1)02.05()2/(5minmax,故选3900uF/25V电解电容。maxminminmax)()(oiooioUUUUUUU直流稳压电源设计报告3整流二极管ID=I2/2=0.55A，反向峰值电压22UURM=19.3V,故可选用整流二极管3N253组成的整流电桥，极限参数为ID=2A,URM=50V。(4)电阻的确定由于)/1(25.112RRUO，其中1.25为LM117器件的基准电压。故可调节R1，R2来实现U0=3~10V.由于固定电阻240R1，可取1801R,则)26.1~252(2KR。由于滑动变阻器调到0V时，还要有252的电阻，故可用定值电阻2503R来实现，则变阻器的最大阻值为K1。(5)其他元件选择a)为了防止自激振荡，在集成稳压器的输入端一般接一个0.1~0.33uF的电容C4。b)为了消除高频噪声和改善输出的瞬态特性，在集成稳压器的输出端要接一个1uF以上的电容C2。c)接在调整端和地之间的电容C3，用来旁路电位器两端的纹波电压。当C3的容量为10uF时，纹波抑制比可提高20dB，减小到原来的1/10。d)由于在电路中接入C3，此时一旦输入端短路或输出端发生短路，C3中储存的电流通过稳压器内部的调整管和基准放大管而损坏稳压器，所以为了防止这种情况C3的放电电流流过稳压器，要在R1两端并接一只二极管。直流稳压电源设计报告4三、电路设计四、波形图1）变压器两端输入输出电压波形：2）变压器副边输出电流波形直流稳压电源设计报告53）滤波波形：4）输出稳压波形：五、功能测试：（1）输出最小电压：直流稳压电源设计报告6（2）输出最大电压：（3）输出最大电流测试：一般稳压器输出的电流要小于Iomax，取0.9A,则根据副边输出电压14V，可确定外接滑动电阻15欧姆。当15欧姆电阻全部接入时，Uo=10.008V,当调整变阻器阻值，使Uo下降5%为9.51V时，测得的电流为Iomax=985.188mA。直流稳压电源设计报告7六、所测结果分析：（1）输出纹波分析：此图为用示波器AC档测输出电压的波形，可看到，在电源刚启动时，有较大的纹波，但是经过一段时间后，纹波为0，输出稳定的直流。（2）误差分析故在误差允许范围内，设计符合要求。设计要求测试结果误差分析Uo=3V-10V3.009V-10.013V0.06%Iomax=1AIomax=985.188mA1.50%直流稳压电源设计报告8五、元件明细：元件明细表元件型号/参数数量标识交流源220V/50HZ1V1变压器220V-14V1T1桥式整流器3N2531D1二极管1N4007GP1D2电解电容3900uF1C110uF1C3电容1uF1C20.1uF1C4电阻180欧姆1R1250欧姆1R3滑动变阻器1000欧1R2三端可调稳压器LM117H1U1