可調(diào)直流穩(wěn)壓電源

可調(diào)直流穩(wěn)壓電源第一頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日第一講可調(diào)直流穩(wěn)壓電源(方案一)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試，要求學(xué)會(huì)：

（1）選擇變壓器、整流二極管、濾波電容及集成穩(wěn)壓器來(lái)設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓源；

（2）掌握直流穩(wěn)壓電路的調(diào)試及主要技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試方法。二、設(shè)計(jì)任務(wù)要求1、主要技術(shù)指標(biāo)（1）輸出電壓在1.5V-12V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，輸出電流最大可達(dá)1A;（2）輸出紋波電壓小于5mV，穩(wěn)壓系數(shù)小于3%，輸出電阻小于。2、設(shè)計(jì)要求（1）合理選擇變壓器、集成穩(wěn)壓器、整流橋及二極管型號(hào)；（2）結(jié)合技術(shù)指標(biāo)要求，計(jì)算部分電阻值并合理選擇電阻及電容；（3）完成電路理論設(shè)計(jì)、繪制電路圖、自制印刷板并進(jìn)行安裝調(diào)試；（4）20人一組，每組制作4塊電路板（5人一小組）。第二頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日三、基本原理

1、電路框圖

第三頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日2、電路原理圖第四頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日

3、工作原理（1）電源變壓器城市電網(wǎng)提供的一般為220V（或380V）/50HZ的正弦交流電，電源變壓器的作用是將電網(wǎng)交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓。然后再將其次級(jí)輸出電壓去整流、濾波和穩(wěn)壓，最后得到所需要的直流電壓幅值。

外形圖符號(hào)第五頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日☆變壓器部分參數(shù)介紹

a）電壓比初、次級(jí)電壓和線圈圈數(shù)具有以下關(guān)系，即:

b）效率在額定功率時(shí)，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值稱為變壓器的效率，即:

變壓器的效率與變壓器的功率等級(jí)有密切關(guān)系，通常功率越大，損耗就越小，效率也就越高；反之，功率越小，效率也就越低。

c）額定電壓指在變壓器的初級(jí)線圈上所允許施加的電壓，正常工作時(shí)，變壓器初級(jí)繞組上施加的電壓不得大于規(guī)定值。

第六頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日d）額定功率額定功率是指變壓器在規(guī)定的頻率和電壓下能長(zhǎng)期工作，而不超過(guò)規(guī)定溫升時(shí)次級(jí)輸出的功率。e）調(diào)整率變壓器的調(diào)整率=（空載電壓-滿載電壓）/滿載電壓。一般10W以下變壓器的調(diào)整率在20%以上，要想在使用中降低變壓器的調(diào)整率，只有選大一些的功率變壓器，如3W的變壓器的調(diào)整率為28%，使用功率為1.5W，調(diào)整率為12%。第七頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日橋式整流電路的作用是利用單向?qū)щ娦缘恼髟O管，將正負(fù)交替的正弦交流電壓整流成為單向脈動(dòng)電壓。但是，這種單向電壓往往包含著很大的脈動(dòng)成分，距離理想的直流電壓還差得很遠(yuǎn)。（2）整流電路第八頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日

濾波電路由電容、電感等儲(chǔ)能元件組成。它的作用是盡可能地將單向脈動(dòng)電壓中交流成分濾掉，使輸出電壓成為比較平滑的直流電壓。（3）濾波電路第九頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日（4）穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓電路的作用是采取某些措施，使輸出的直流電壓在電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流發(fā)生變化時(shí)保持穩(wěn)定。

隨著集成技術(shù)的發(fā)展，穩(wěn)壓電路也迅速實(shí)現(xiàn)集成化。目前已能大量生產(chǎn)各種型號(hào)的單片集成穩(wěn)壓電路。集成穩(wěn)壓器具有體積小，可靠性高以及溫度特性好等優(yōu)點(diǎn)，而且使用靈活，價(jià)格低廉，被廣泛應(yīng)用于儀器，儀表及其它各種電子設(shè)備中，特別是三端集成穩(wěn)壓器。

第十頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日四、元器件選擇1、輸出電壓調(diào)整2、確定R2’值由設(shè)計(jì)性能知即：選：第十一頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日即：(粗調(diào))

(細(xì)調(diào))

3、R1的選定(180Ω~250Ω)1)LM317穩(wěn)定工作要求的最小電流為：Iomin〞=1.5mA~5mA（安全）2)證明3)R1取值過(guò)小會(huì)使LM317的電流分流過(guò)多,導(dǎo)致IL下降，所以R1的下限取為180Ω。第十二頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日4、LM317性能LM317是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。（1）輸出電壓范圍是1.2V至37V，負(fù)載電流最大為1.5A，典型線性調(diào)整率0.01%，典型負(fù)載調(diào)整率0.1%，80dB紋波抑制比，輸入輸出電壓差≥2V。

（2）使用非常簡(jiǎn)單，僅需兩個(gè)外接電阻來(lái)設(shè)置輸出電壓。此外它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。

（3）內(nèi)置有多種保護(hù)電路，如過(guò)載保護(hù)，輸出短路保護(hù)，過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)，調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)。

（4）通常不需要外接電容，除非輸入濾波電容到LM317輸入端的連線超過(guò)6英寸（約15厘米）。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應(yīng)。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。（5）另有許多特殊的用法。比如把調(diào)整端懸浮到一個(gè)較高的電壓上，可以用來(lái)調(diào)節(jié)高達(dá)數(shù)百伏的電壓，只要輸入輸出壓差不超過(guò)LM317的極限就行。當(dāng)然還要避免輸出端短路。還可以把調(diào)整端接到一個(gè)可編程電壓上，實(shí)現(xiàn)可編程的電源輸出。第十三頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日5、整流橋

由于整流電路通常為橋式整流電路，故一些公司將4個(gè)整流二極管封裝在一起，這種組件通常稱為整流橋（BridgeRectifier）或者整流全橋（簡(jiǎn)稱全橋）。

整流橋選用型號(hào)：平均電流為2A（2W10，2W06等）。注：在選取元件時(shí)，若沒(méi)有全橋，也可用4個(gè)整流二極管連接代替。第十四頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日6、電容的選取C1：濾波，C1=1200

μF；C2：抑制自激振蕩，C2=(0.1～0.3)μF/63V；C3：濾波，用以減小輸出電壓的波紋電壓(即輸出電壓中的交變電壓分量)。C3=10uF/16V；C4：濾波作用，使Uo中的波動(dòng)減小;C4=100μF/16V。第十五頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日7、二極管及電位器的選取D1：選用1N4001或1N4007。作用：無(wú)D1時(shí)，C3上的電壓UC3>U1時(shí),C3的放電回路是：C3→R1→D2→C2→C3，即在R1上將建立一個(gè)下正上負(fù)的電壓UR1’，在LM317的公共端產(chǎn)生一個(gè)反向倒灌電流I反使其損壞。接入D1后，使UR1’=UD≈0.7V,I反↓→保護(hù)LM317。D2：選用1N4001或1N4007。作用：無(wú)D2，當(dāng)LM317輸入端元件短路時(shí)，出現(xiàn)UI<UO,則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)由其輸出端經(jīng)LM317流入輸入端的反向泄放電流。這個(gè)電流將可能損壞LM317。接入D2后，D2提供一個(gè)泄放電流的通路(D2正偏),從而保護(hù)了LM317。RP1：1.5KΩ，1/8W。RP2：220Ω，1/8W。第十六頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日五、元器件清單元件型號(hào)/規(guī)格數(shù)量變壓器220/15V，15W1整流橋2A1電解電容C11000uF/25V1三端可調(diào)穩(wěn)壓器LM3171滌綸電容C20.1uF/63V1金屬膜電阻R1200Ω,1/8W1電位器Rp11.5KΩ,1/8W1電位器Rp2220Ω,1/8W1電解電容C310uF/16V1電解電容C4100uF/16V1二極管IN4001orIN40072電源開(kāi)關(guān)K1單刀