串联型连续可调直流稳压正电源电路要点 - 图文

串联型连续可调直流稳压正电源的设计

方案二 开关稳压电源电路。功耗小，效率高，但电路复杂，纹波较大，存在开关干扰，它产生的交流电压和电流通过电路中的其他元器件产生尖峰干扰和谐振干扰，此外由于开关稳压电源振荡器没有工频变压器的隔离，这些干扰就会串入工频电网，使附近的其他电子仪器、设备和家用电器受到干扰。

方案三 采用三端集成稳压器电路。电路框图如图1.1b所示，一般采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输出电压调整范围较宽，稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路，且电路所用器件较少，成本低，电路简单，组装方便。

综上所述，采用方案三 1.2 设计所需的元件

（1）LM117/LM317

可调式集成三端稳压管LM117/LM317，有三条引脚输出，分别是调节端、输出端和输入端，采用TO- 220 的标准封装，外部引脚图如图1.2a所示。调节1脚调节端电压，其输出端电压范围为：1．2V～37V可调，其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流为1．5A。典型电路如图4.2所示 ，通过改变R2的值改变输出电压。

图1.2a LM117/LM317外部引脚图 图1.2b LM317/LM317外部电路典型图

2 设计原理

220V交流市电先被引入变压器中进行变压，本系统中采用的是24V变压器，故得到24V交流电接入图中，经D1、 D2、 D3、 D4组成的桥式整流电路后可得到只有正半周期的连续波形，经C1、 C2大电容滤波，可得到纹波较大的直流电压，在经过小电容滤去高频噪声后就可分别送至各个三端稳压管的输入，在三端稳压管的输出端即可得到对应所需的稳定直流电压，同理在三端稳压管的输出端接入两个电容分别是为

2

钦州学院本科课程设计

了滤去高频噪声和减小纹波，最后在三端稳压管的输出端得到电压稳定，波纹、噪声很小的直流电。可调式集成三端稳压管LM317T调节变阻器R1的值阻即可改变输出的电压值。串联型连续可调直流稳压正电源电路图如图2.2a所示。

图2.2a 串联型连续可调直流稳压正电源电路图

2.1 电源变压部分

电源变压器的作用是将电网220V的交流电压Vi变换成整流滤波电路所需要的交流电压V.2，如图11。见公式（1．1）变压器副边P2与原边的功率P1比为

P2?? （1．1） P1式中，η为变压器的效率。一般小型变压器的效率如表1所示。

表 1 小型变压器的效率

副边功率 P2/VA

效 率η

2.2

整流电路部分

<10 0.6

10～30 0.7

30～80 80～200 0.8

0.85

半波整流电路的利用率低，一般不采用。

全波整流电路由于变压器副线圈的接线较复杂，在实际中叶一般不采用。 桥式整流电路电路工作原理:利用二极管正向导通反向截止的工作原理，当U2为正半周时二极管D1、D3导通,D2、D4截止当U2为负半周时二极管D2、D4导通, D1、D3截止。而流过负载的电流的方向是一致的,在负载形成单方向的全波脉动电压。从

3

串联型连续可调直流稳压正电源的设计

而实现将交流的电压变为直流电压。主要参数：Uo=0.9*Ui脉动系数:S=0.67 选管原则: If ≥ 1/2Io、Ur≥ 1.414U2结构简单性能优越，绝大多数整流电路采用桥式整流电路，所以本次工程训练采用桥式整流。

整流电路将交流电压

U变成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的文波成

分，输出文波较小的直流电压。常用的整流滤波电路有全正波整流滤波、桥式整流滤波。我们采用的是桥式整流电路。

四个整流二极管组成单相桥式整流电路，将交流电压V.2变成脉动直流电压，

如图2.2a所示，得到输出电压Ud，波形图如图2.2c所示。再经过滤波电容C滤除波纹，输出直流电压 V3。V3与直流电压V.2的有效值V2的关系如下公式（1．2）

V3=(1.1～1.2) V2 （1．2）

每只二极管承受的最大反向电压VRM如下公式（1．3）所示

VRM=

2 V2 （1．3）

图2.2b 电源变压和全桥滤波整流电路 图2.2c 全桥整流电路波形图

2.3 电容滤波电路部分

整流滤波的电路的输出电压是单一方向的，但是含有较大的交流成分，不能适

应大多数电子电路及设备的需要。因此在整流后，还需要用滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压，需要滤波电路。

滤波电路主要有：电容滤波、RC-∏型滤波、LV-∏型滤波、L滤波，LC滤波，其中最简单的滤波电路是电容器，其优点：电路简单，负载直流电压较高，纹波也较小，适用于小电流。用大电容电解电容并联即可实现，所以我们采用的就是电容滤波电路。

电容滤波电路如图2.2d所示，其功能已经能满足本系统的需求。

4

钦州学院本科课程设计

图2.2d 电容滤波电路

2.4 直流稳压电路部分

经过滤波后的输出电流电压仍然存在较大的波纹，而且交流电网电压容许有起伏，随着电网电压的起伏输出电压也会随之变动。此外，经过滤波后输出的直流电压也负载的大小有关，当负载加重的时候，由于输出的电流能力有限，使得输出的电流电压下级。因此，当需要稳定的直流电压的时候，在整流、滤波电路后通常需要配有稳压电路。稳压是该设计方案的主要，也是关键部分。根据设计要求的性能指标，选择可调试三端稳压器。

可调式三端稳压管LM117T，外部典型电路如图7所示，其中电阻R2与电位器R1组成输出电压调节器，输出电压Uo的表达式如下公式（1．4）所示：

U0=1．25(1+ R1／R2) （1．4） 式中R2一般取120～240，R1为精密可调电位器。改变R1的值即可改变输出电压。电容C1可进一步消除纹波，还可起到相位补偿的作用，以防止自激振荡．D5用IN4148。 2.5

原理及计算

选择变压器时，根据变压器副边输出的功率P2来选取变压器。由公式（1．2）可得变压器副边的输出电压V2与稳压器输入电压V3的关系。V2的值不能取大，V2越大，稳压器的压差越大，功耗也就越大。一般取V2?V3min/1.1 ，I2> Iomax。本系统中输入电压的范围是13V? V3?42V。副边电压V2?13/1.1V，取V2=12V，副边电流I2>Iomax=1A，则变压器副边输出功率P2? V2I2=12W，由表1可知变压器效率为η=0.7，则原边输入P1? P2/η=17.1W。选用的变压器的功率大于此值即可。

整流二极管D选用1N4007，其承受的最大反向电压为1000V，IF=1A。满足

5