小功率线性稳压电源的设计与实现

小功率线性稳压电源的设计小功率线性稳压电源的设计与实现与实现

目 录

一、实验目的

二、设计要求与设计任务

三、实验原理

四、电路及参数设计

五、实验调试及结果分析

六、实验元件

七、实验心得及发挥部分

八、参考文献

小功率线性稳压电源的设计小功率线性稳压电源的设计与实现与实现

小功率线性稳压电源的设计与实现

一 实验目的：

1．掌握功率器件的特点和正确使用；

2．选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器设计直流稳压电源； 3．掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法；

4．系统的转换效率、散热、提高效率及长期工作安全性和可靠性等诸因素的考虑； 5．掌握电路的基本调试能力。

二 设计要求：

1：基本部分

1. 输入电压：交流220V、50HZ，电压波动范围±10%；

2. 输出直流电压：双路输出，其中一路为固定输出5V/1A；另一路为可调输出9～12 V/1A； 3. 稳定系数：Su<0.5%； 4. 输出纹波电压：Upp<5mV； 5. 电源内阻：RO<0.15Ω；

6. 输出设有过流截止式保护电路； 7. 要求数码显示（电压、电流），LCD、LED均可，不提倡使用现成的数字表头； 8. 工作方式：断续（满载不小于30分钟）。 2：发挥与扩展部分

1. 在现有的基础上，提出几种提高效率的方案（可行）； 2. 输出电压从0~12V(0.5A)连续可调； 3. 根据设计电路设计相应的PCB图；

4. 制作PCB板，并焊接、调试完成整个设计电路，进行指标测试。

设计任务：

1）根据设计指标选择电路形式，画出原理电路图； 2）选择元器件型号及参数，并列出材料清单； 3）利用软件仿真，并在通用板上组装焊接电路；

4）完成电路的测试与调整，使有关指标达到设计要求； 5）写出设计总结报告。

三 实验原理：

直流稳压电源一般由电源变压器、整流、滤波电路及稳压电路组成，基本框图如下所示：

小功率线性稳压电源的设计小功率线性稳压电源的设计与实现与实现

1．电源变压器

电源变压器Tr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。变压器的副边与原边的功率比为P2/P1=η，式中η为变压器的效率。

2．整流电路

整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。

3．滤波电路

滤波电路通过电容将脉动直流电压的纹波减小或滤除， 4．稳压电路

稳压电路的作用就是稳定输出电压。

5．数字显示

采用模数转换的方法将直流稳压源的输出电压以数字的形式显示出来。

四 电路设计 1． 设计指标 （1） 电网调整率

它表示输入电网电压由额定值变化±10%时，稳压电源输出电压的相对变化量，有时也以绝对值表示。一般稳压电源的电网调整率等于或小于1%、0.1%，甚至0.01%。

（2） 稳压系数

稳压系数有绝对稳压系数和相对稳压系数两种。绝对稳压系数表示负载不变时，稳压电源输出直流变化量ΔUo与输入电网电压变化量ΔUi之比，即

K

Uo

Ui

它表示输入电网电压变化量ΔUi引起多大输出电压的变化。所以绝对稳压系数K值越小越好。K越小，说明同一ΔUi引起的ΔUo越小，也就是输出电压越稳定。

但是，在稳压电源中更重视相对稳压系数。相对稳压系数S表示在负载不变时，稳压器输出直流电压Uo的相对变化量ΔUo与输入电网电压Ui的相对变化量ΔUi之比，即

S

Uoo

Uii

稳压系数通常是指相对稳压系数S，而不是绝对稳压系数K。

（3） 输出电阻（也称等效内阻或内阻）

在额定电网电压下，由于负载电流变化ΔIL引起输出电压变化ΔUo，则输出电阻为

小功率线性稳压电源的设计小功率线性稳压电源的设计与实现与实现

Ro

Uo

IL

（4） 纹波电压

1）最大纹波电压

在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波（包括噪声）的绝对值大小，通常以峰—峰值或有效值表示。

2）纹波系数γ

在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比

Urms

100% Uo

3）纹波电压抑制比

纹波电压抑制比是指在规定的纹波频率（例如50Hz）下，输入电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比，即纹波电压抑制比=

Ui~

Uo~

2. 电路设计

总电路部分的设计方案：

（1） 变压部分设计

T2

T1

IRON_CORE_XFORM

ER

AIR_CORE_XFORM

ER

铁氧体芯变压器 自耦变压器 铁心变压器 空心变压器

图1 变压器的图形符号

变压器的主要参数有： ①变压比

变压器的变压比是初级电压与次级电压的比值。

②额定功率

小功率线性稳压电源的设计小功率线性稳压电源的设计与实现与实现

额定功率，是变压器在指定频率和电压下能连续工作而不超过规定温升的输出功率。

③效率

效率是输出功率与输入功率之比，它反映了变压器的自身损耗。

④空载电流

变压器在工作电压下次级空载时（次级电流为零），初级线圈流过的电流称为空载电流。空载电流大的变压器损耗大 …… 此处隐藏：3551字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……