一、直流稳压电源的基本原理
直流电源电路一般由“降压——整流——滤波——稳压”这四个环节构成。基本组成框图如下:
+ R L
-
电源变压器的作用是将电网220V 的交流电压变成整流电路所需要的电压U 1 。因此,
U 1=nU i (n 为变压器的变比)
。 整流电路的作用是将交流电压U 1变换成单方向脉动的直流U 2。整流电路主要有半波整流、全波整流方式。以单相桥式整流电路为例, U 2=0.9U 1。每只二极管所承受的最大反向电压U RM =12U ,平均电流R
U I I R AV D 1)(45.021
==
。 对于RC 滤波电路,C 的选择应适应下式,即RC 放电时间常数应该满足:
RC=(3~5)T/2 ,T 为50Hz 交流电压的周期,即20ms 。
二、器件选择
1、变压器 :
将220V 交流电压变成整流电路所需要的电压U 1。 此题建议用30W 双15V 的变压器 2、整流电路:
将交流电压U 1转换成单方向脉动的直流U 2,有半波整流、全波整流,可以利用整流二极管构成整流桥堆来实现,此题建议用二极管搭建全波整流电路实现。
3、滤波电路:
将脉动直流电压U 2滤除纹波,变成纹波较小的U 3,有RC 滤波电路、LC 滤波电路等,此题建议采用大电容滤波。 4、稳压器
常用集成稳压器有固定式三端稳压器和可调式三端稳压器。下面分别介绍其典型应用及选择原则。
固定式三端稳压器的常见产品有:78XX 系列稳压器输出固定的正电压,如7805输出为+5V ;79XX 系列稳压器输出固定的负电压,如7905输出为-5V 。 可调式三端稳压器能输出连续可调的直流电压,常见产品有:LM317稳压器输出连续可调的正电压;LM337稳压器输出连续可调的负电压。各稳压芯片的
管脚接法参考相关资料。 典型电路如下图:其中电阻R 1和电位器R P 组成电压输出调节电位器,输出电压U 0的表达式为:
1(25.11
0R R U P
+
= 式中R 1一般取值为(120~240Ω)
--1.输出电压U
选择原则:
集成稳压器的输出电压U 0与稳压电源的输出电压相同。
三、主要性能指标要求
O (Ⅰ档U O =+5V ;Ⅱ档U O = +12V ,Ⅲ档U O =(-15V ~ +15V)可调) 2.输出纹波电压mV 5≤
四、设计方法和步骤
(1)根据设计任务和性能指标要求选择方案,画出相应的方框图; (2)查阅相关资料,根据方框图进行具体电路设计; (3)列出元件清单;
(4)画出电路图和PCB 图; (5)制作电路板;
(6)按照电路图进行装配和调试; (7)测试相关参数并进行数据处理;
(8)写实训报告(包括设计与调试的全过程,附上有关资料和电路图,有心得体会)。