电力电子课程设计报告 

电力电子技术课程设计–—可调直流稳压电源的设计

目 录

1 设计目的及任务要求 ............................................................................ 1 1.1设计目的 ........................................................................................ 1 1.2设计任务要求 ................................................................................ 1 2 总体方案设计 ........................................................................................ 2 2.1 总体方案框图 ............................................................................... 2 2.2 电源变压器 ................................................................................... 2 2.3 整流电路 ....................................................................................... 3 2.4滤波电路 ........................................................................................ 3 2.5稳压电路 ........................................................................................ 4 2.6其他元件的选择 ............................................................................ 5 2.7可调直流稳压源电路原理图 ........................................................ 6 3 可调直流稳压源仿真 ............................................................................ 7 4总结.......................................................................................................... 8 参考文献 .................................................................................................... 9

I

电力电子技术课程设计–—可调直流稳压电源的设计

1 设计目的及任务要求

1.1设计目的

通过可调直流稳压电源的设计、安装和调试，要求学会：

（1）选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压源； （2）掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。

1.2设计任务要求

1、主要技术指标

（1）输出电压在1.26V-15V范围内连续可调，输出电流最大可达1A; （2）输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于3%，输出电阻小于0.1Ω。 2、设计要求

（1）合理选择变压器、集成稳压器、整流桥及二极管型号；

（2）完成电路理论设计、绘制电路图及电路图典型波形、自制印刷板并进行安装调试；

1

电力电子技术课程设计—可调直流稳压电源的设计

2 总体方案设计

2.1 总体方案框图

可调直流稳压电源的原理框图如下图2-1所示，

2.2 电源变压器

城市电网提供的一般为220V（或380V）/50HZ的正弦交流电，电源变压器的作用是将电网交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压。然后再将其次级输出电压去整流、滤波和稳压，最后得到所需要的直流电压幅值。 （1）电源电压变压器参数介绍 a）电压比

初、次级电压和线圈圈数具有以下关系，即: b）效率

在额定功率时，变压器的输出功率和输入功率的比值称为变压器的效率，即:

2??P?100%P1电源变压器整流电路滤波电路稳压电路图2-1 可调直流稳压电源原理框图

U2N2??KU1N1变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系，通常功率越大，损耗就越小，效率也就越高；反之，功率越小，效率也就越低。 c）额定电压

指在变压器的初级线圈上所允许施加的电压，正常工作时，变压器初级绕组上施加的电压不得大于规定值。 d）额定功率

额定功率是指变压器在规定的频率和电压下能长期工作，而不超过规定温升时次级输出的功率。 e）调整率

变压器的调整率=（空载电压-满载电压）/满载电压。一般10W以下变压器的调整率在20%以上，要想在使用中降低变压器的调整率，只有选大一些的功率变压器，如3W的变压器的调整率为28%，使用功率为1.5W，调整率为 12%。

2

电力电子技术课程设计—可调直流稳压电源的设计

（2）电源变压器的选择

由设计要求可知输出最大电压为12V，又考虑到电阻等元件上的压降，故在选择电源变压器时，变压器次级电压应在15V左右为宜。

2.3 整流电路

桥式整流电路的作用是利用单向导电性的整流元件二极管，将正负交替的正弦交流电压整流成为单向脉动电压。但是，这种单向电压往往包含着很大的脉动成分，距离理想的直流电压还差得很远。下图即为整流电路部分的原理图和经整流后输出的波形。

图2-2整流电路原理图

图2-3整流电路波形

整流桥的选择:我们采用把四个二极管封装在一起接成全桥的形式，选用的型号为平均电流为 2A（2W10，2W06等）。

2.4滤波电路

滤波电路由电容、电感等储能元件组成。它的作用是尽可能地将单向脉动电压中交流成分滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流电压。滤波电路即是将电容并联在整流电路上或者串联上电感。其波形图如图2-4示。

3

电力电子技术课程设计—可调直流稳压电源的设计

图2-4 滤波电路波形

电容的选择：在整个电路中，有多处必须用到电容以使得输出电压更平滑更稳定。 其中，

C1：滤波，C1=1200 μF；

C2：抑制自激振荡，C2=(0.1～0.3)μF/63V；

C3：滤波，用以减小输出电压的波纹电压(即输出电压中的交变电压分量)。 C3=10uF/16V；

C4：滤波作用，使Uo中的波动减小;C4=100μF/16V

2.5稳压电路

稳压电路的作用是采取某些措施，使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定。

随着集成技术的发展，稳压电路也迅速实现集成化。目前已能大量生产各种型号的单片集成稳压电路。集成稳压器具有体积小，可靠性高以及温度特性好等优点，而且使用灵活，价格低廉，被广泛应用于仪器，仪表及其它各种电子设备中，特别是三端集成稳压器。

三端集成稳压器有多种型号：

正压系列：78XX系列等

固定式三端稳压器 负压系列：79XX系列等

三端集成稳压器 正压系列：W317系列等 可调式三端稳压器 负压系列：W337系列等 在这里我们选用LM317，下图2-5为其引脚图。

输入引脚 输出引脚

电压调节引脚

4