可調(diào)輸出集成直流穩(wěn)壓電源課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章：緒論</b></p><p><b>　　1 電路基本知識(shí)</b></p><p><b>　　1.1 電源變壓器</b></p><p><b>　　1.2 整流電

2、路</b></p><p><b>　　1.3 濾波電路</b></p><p><b>　　1.4 穩(wěn)壓電路</b></p><p>　　第二章 穩(wěn)壓電源工作原理</p><p><b>　　2.1 工作原理</b></p><p>　　2

3、.1.1 電源變壓器</p><p>　　2.1.2 橋式整流電路</p><p>　　2.1.3 濾波電路</p><p>　　2.1.4 穩(wěn)壓電路</p><p><b>　　2.2 元器件介紹</b></p><p>　　2.2.1 LM317 簡(jiǎn)介</p><p>

4、<b>　　2.2.2 電容器</b></p><p>　　2.2.3 半導(dǎo)體二極管</p><p>　　第三章 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)及對(duì)穩(wěn)壓電源的要求</p><p>　　3.1可調(diào)輸出集成直流穩(wěn)壓電源電路原理圖</p><p><b>　　3.2 元器件清單</b></p><

5、p>　　3.3 調(diào)試內(nèi)容及數(shù)據(jù)記錄</p><p><b>　　3.4實(shí)驗(yàn)總結(jié)</b></p><p><b>　　3.5 參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1 電路基本知識(shí)</b><

6、;/p><p>　　在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流穩(wěn)壓電源供電，小功率的穩(wěn)壓電源是由電源變壓器，整流電路，濾波電路和穩(wěn)壓電路等四部分組成。整流電路是將工頻交流電轉(zhuǎn)化為具有直流電成分的脈動(dòng)直流電。濾波是將脈動(dòng)直流中的交流成分濾除，減少交流成分，增加直流成分。穩(wěn)壓電路對(duì)整流后的直流電壓采用負(fù)反饋技術(shù)進(jìn)一步穩(wěn)定直流電壓。</p><p><b>　　1.1 電源變壓器</b&

7、gt;</p><p>　　過(guò)整流電路將交流變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓。由于此脈動(dòng)的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過(guò)濾波電路加以濾波，從而得到平滑的直流電壓。電源變壓器的作用是將交流220V的電壓變?yōu)樗璧碾妷褐怠ｋ娫醋儔浩鞯墓δ苤饕?電壓變換;阻抗變換;隔離;穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等。</p><p><b>　　1.2 整流電路</b></p><p

8、>　　整流電路的主要作用是把經(jīng)過(guò)變壓器降壓后的交流電通過(guò)整流變成單個(gè)方向的直流電。但是這種直流電的幅值變化很大。它主要是通過(guò)二極管的截止和導(dǎo)通來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常見(jiàn)的整流電路主要有全波整流電路、橋式整流電路、倍壓整流電路。我們選取單相橋式整流電路實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的整流功能。</p><p><b>　　1.3 濾波電路</b></p><p>　　濾波就是將整流后脈動(dòng)直流電的

9、交流成分除去，使之變成平滑直流的過(guò)程。濾波電路有電容濾波電路，電感濾波電路和π型濾波電路。我們用的是橋式整流電路。</p><p><b>　　1.4 穩(wěn)壓電路</b></p><p>　　集成穩(wěn)壓器的特點(diǎn)：隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用的單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小，可靠性高，使用靈活，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡(jiǎn)單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端，故稱

10、之為三端集成穩(wěn)壓器。集成穩(wěn)壓器是將調(diào)整電路、取樣電路、基準(zhǔn)電路、啟動(dòng)電路及保護(hù)電路集成在一塊硅片上構(gòu)成的芯片。它完整的功能體系、健全的保護(hù)電路、安全可靠的工作性能，給穩(wěn)壓電源的制作帶來(lái)了極大的方便。集成電路穩(wěn)壓器的型號(hào)很多，按單片的引出端子分類，有三端固定式、三端可調(diào)式、和多端可調(diào)式等。三端集成穩(wěn)壓器只有三個(gè)端子，安裝和使用都很方便。</p><p>　　第二章 穩(wěn)壓電源工作原理</p><p

11、><b>　　2.1 工作原理</b></p><p>　　2.1.1 電源變壓器</p><p>　　電源變壓器幾乎在所有的電子產(chǎn)品中都要用到,它原理簡(jiǎn)單但根據(jù)不同的使用場(chǎng)合(不同的用途)變壓器的繞制工藝會(huì)有所不同的要求.電源變壓器是一種變換交流電的靜止電氣設(shè)備.電源變壓器的作用是改變電壓.既可以將發(fā)電站發(fā)出的電升為高壓,以減少在輸電中的損失,便于長(zhǎng)途輸送電力

12、.也可以在用電的地方,將高壓電逐次降低電壓,送給用戶使用.電源變壓器的功能主要有:電壓變換;阻抗變換;隔離;穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等,電源變壓器常用的鐵芯形狀一般有E型和C 型鐵芯.</p><p>　　2.1.2 橋式整流電路</p><p>　　電路原理如圖2.1.1所示。有四只二極管V1 、V2、V3 、V4 構(gòu)成橋形電路。</p><p><b>　

13、　原理分析：</b></p><p>　　u2正半周時(shí)，其導(dǎo)通途徑為：a→V1→RL→V3→b，其V2 、V4 反向截止。忽略管壓降則輸出電壓為u0≈u2。u2負(fù)半周時(shí)，其導(dǎo)通途徑為:b→V2→RL→V4→a，其v1 、V3 截止。輸出電壓uo=-u2 。其電流電壓波形如圖2.1.2所示。二極管的電流、電壓波形，如圖7.2.3（c）、（d）所示</p><p>　　圖2.1.1

14、橋式整流電路原理圖</p><p>　　圖2.1.2橋式整流電路的電流電壓波形</p><p>　　2.1.3 濾波電路</p><p>　　其電路組成，如圖2.1.3（a）所示。由一只較大容量的電容器和負(fù)載電阻構(gòu)成。工作原理可根據(jù)圖2.1.3（b）電流電壓波形來(lái)分析：設(shè)電容初始電壓為零，并在t=0時(shí)接通電源。u2在上升的過(guò)程中對(duì)電容進(jìn)行充電，其充電電壓為（電壓波形

15、的o、a段）。當(dāng)u2達(dá)到最大時(shí)uc 亦最大，即在電壓波形的a點(diǎn)處，充電結(jié)束。此后因,則整流輸出結(jié)束，電容器經(jīng)負(fù)載電阻RL放電，即此時(shí)的負(fù)載電流由電容器放電獲得。放電的快慢由時(shí)間常數(shù)決定；放電的過(guò)程按指數(shù)規(guī)律下降（電壓波形的a 、b 段）。由于電容兩端電壓的變化速度較電源電壓變化的速度慢。因此，在u2 的負(fù)半周，當(dāng)滿足時(shí)，二極管V2 、V4 導(dǎo)通，電容器C 將再次被充電，直至u2 的峰值，充電結(jié)束。如此往復(fù)，在負(fù)載端就得到一紋波系數(shù)較小的

16、鋸齒波，其輸出電壓的平均值也增大了。</p><p>　　圖2.1.3橋式整流電路及其電流電壓波形（a）電路（b）電流、電壓波形</p><p>　　2.1.4 穩(wěn)壓電路</p><p>　　圖7.3.7為三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器的基本應(yīng)用電路。為防止輸入端發(fā)生短路時(shí)，C4向穩(wěn)壓器反向放電而損壞，故在穩(wěn)壓器兩端反向并一只二極管V1 。V2則是為防止因輸出端發(fā)生短路C2

17、向調(diào)整端放電可能損壞穩(wěn)壓器而設(shè)置的。C2可減小輸出電壓的紋波。R1 、Rp構(gòu)成取樣電路，可通過(guò)調(diào)節(jié)Rp來(lái)改變輸出電壓的大小。其輸出電壓的大小可表示為:由于基準(zhǔn)電流，可以忽略，基準(zhǔn)電壓，所以:</p><p>　　U0≈1.25×﹙1+R1/R2﹚</p><p>　　可見(jiàn)，當(dāng)R2=0時(shí)，U0=1.25V，當(dāng)R2=2.2kΩ時(shí)，U0≈24V。為保證電路在負(fù)載開(kāi)路時(shí)能正常工作，R1的

18、選取很重要。由于元件參數(shù)具有一定的分散性，實(shí)際運(yùn)用中可選取靜態(tài)工作電流IQ=7mA，于是R1可確定為:</p><p>　　R1=UREF/IQ=125Ω</p><p>　　取標(biāo)稱值120Ω。若R1的取值太大，會(huì)使輸出電壓偏高。</p><p>　　圖2.1.4 三端可調(diào)穩(wěn)壓器基本應(yīng)用電路</p><p><b>　　2.2 元器

19、件介紹</b></p><p>　　2.2.1 LM317 簡(jiǎn)介</p><p>　　LM317是應(yīng)用最為廣泛的電源集成電路之一，它不僅具有固定式三端穩(wěn)壓電路的最簡(jiǎn)單形式，又具備輸出電壓可調(diào)的特點(diǎn)。此外，還具有調(diào)壓范圍寬、穩(wěn)壓性能好、噪聲低、紋波抑制比高等優(yōu)點(diǎn)。其主要性能參數(shù)如下。輸出電壓：1.25-37V DC；輸出電流：5mA-1.5A；芯片內(nèi)部具有過(guò)熱、過(guò)流、短路保護(hù)電

20、路；最大輸入-輸出電壓差：40V DC，最小輸入-輸出電壓差：3V DC；使用環(huán)境溫度：-10-+85℃ 。     圖2.2.1給出了幾種常用（不同封裝形式）的LM317的外形及引腳排列圖。</p><p>　　由于輸出端（2腳）與調(diào)節(jié)輸入端（3腳）之間的電壓保持在1.25V，調(diào)整接在輸出端與地之間的分壓電阻R1和R2來(lái)改變ADJ端的電位，可以達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的，如

21、圖2所示，原理如下： R1兩端的1.25V恒定電壓產(chǎn)生的恒定電流流過(guò)R1和R2，在R2上產(chǎn)生的電壓加到ADJ端。此時(shí)，輸出電壓Vo取決于R1和R2的比值，當(dāng)R2阻值增大時(shí)，輸出電壓升高，即：Vo=1.25[(R1+R2)/R2]。 </p><p><b>　　2.2.2 電容器</b></p><p>　　電容包括二個(gè)電極，二個(gè)電極儲(chǔ)存的電荷大小相等，符號(hào)相反。電極

22、本身是導(dǎo)體，二個(gè)電極之間由稱為絕緣體（或稱為介電質(zhì)）Dielectric，絕緣金屬隔開(kāi)。這種金屬片通常用的是鋁片或是鋁箔，若用氧化鋁來(lái)做介質(zhì)的就是電解電容器。普通用在電容器的介質(zhì)是空氣、云母、紙、油。電荷會(huì)儲(chǔ)存在電極表面，靠近介電質(zhì)的部份。由于二個(gè)電儲(chǔ)存的電荷大小相等，符號(hào)相反，因此電容器中始終保持為電中性。</p><p>　　2.2.3 半導(dǎo)體二極管</p><p>　　點(diǎn)接觸型：結(jié)面

23、積小、結(jié)電容小、正向電流小。用于檢波和變頻等高頻電路。</p><p>　　面接觸型：結(jié)面積大、正向電流大、結(jié)電容大，用于工頻大電流整流電路。</p><p>　　平面型：用于集成電路制作工藝中。PN結(jié)結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開(kāi)關(guān)電路中。</p><p>　　第三章 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)及對(duì)穩(wěn)壓電源的要求</p><p>　　3.1可調(diào)輸

24、出集成直流穩(wěn)壓電源電路原理圖</p><p><b>　　3.2 元器件清單</b></p><p><b>　　3.5 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.《模擬電子技術(shù)》 胡宴如 高等教育出版社</p><p>　　2. 《preteus教程-電子線路設(shè)計(jì)、制作與仿真》 朱清慧 張鳳蕊等