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姓名XXX專業(yè)班級13應(yīng)電1班論文名稱可調(diào)直流穩(wěn)壓電源指導(dǎo)教師XXX

摘要 該設(shè)計采用穩(wěn)壓器、LM317與LM337以達到直流穩(wěn)壓電源的正負輸出可調(diào)性。整個電源回路分為變壓器，整流電路，濾波電路和穩(wěn)壓電路四個部分組成。具有可調(diào)性，體積小，穩(wěn)定性高和性價比高的優(yōu)點。本文主要介紹的其如何實現(xiàn)功能以及其工作原理，并且具體分析其硬件電路和實現(xiàn)方法。通過電流表及相關(guān)器件的檢測，可以得出該電路能夠?qū)崿F(xiàn)直流穩(wěn)壓電源的功能，并通過反復(fù)實驗，結(jié)果均表明該電路能夠進行實時的調(diào)控，控制效果果良好，靈活性高。該電源可廣泛性的用語電子產(chǎn)品，儀表等實驗場所。關(guān)鍵詞：直流穩(wěn)壓電源、整流、濾波、穩(wěn)壓TOC\o"1-9"\h\u31231引言 328310第1章總體方案 426735第2章硬件電路 7129812.1功能電路整體分析 7123872.1.1電源變壓器 7220262.1.2整流電路 7113752.1.3濾波電路 810467第3章制作調(diào)試 9295831.1.1.電路主要測試數(shù)據(jù) 10引言當(dāng)今社會人們極大的享受著電子設(shè)備帶來的便利，但是任何電子設(shè)備都有一個共同的電路——電源電路。大到超級計算機、小到袖珍計算器，所有的電子設(shè)備都必須在電源電路的支持下才能正常工作，當(dāng)然這些電源電路的樣式、復(fù)雜程度千差萬別。超級計算機的電源電路本身就是一套復(fù)雜的電源系統(tǒng)，通過這套電源系統(tǒng)，超級計算機各部分都能夠得到持續(xù)穩(wěn)定、符合各種復(fù)雜規(guī)范的電源供應(yīng)。袖珍計算器則是簡單多的電池電源電路，不過你可不要小看了這個電池電源電路，比較新型的電路完全具備電池能量提醒、掉電保護等高級功能?？梢哉f電源電路是一切電子設(shè)備的基礎(chǔ)，沒有電源電路就不會有如此種類繁多的電子設(shè)備，我們的生活也就不會這么豐富多彩了。

由于電子技術(shù)的特性，電子設(shè)備對電源電路的要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負載要求的電能，而且通常情況下都要求提供穩(wěn)定的直流電能。提供這種穩(wěn)定的直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源，直流穩(wěn)壓電源在電源技術(shù)中占有十分重要的地位。

總體方案（1）晶體管串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電路電路框圖如圖1所示，該電路中輸出電壓Uo經(jīng)取樣電路取樣后得到取樣電壓，取樣電壓與基準(zhǔn)電壓進行比較得到誤差電壓，該誤差電壓對調(diào)整管的工作狀態(tài)進行調(diào)整，從而使輸出電壓發(fā)生變化，該變化與由于供電電壓Ui發(fā)生變化引起的輸出電壓的變化正好相反，從而保證輸出電壓Uo為恒定值(穩(wěn)壓值)。因輸出電壓要求從1.25V起實現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，因此要在基準(zhǔn)電壓處設(shè)計輔助電源，用于控制輸出電壓能夠從1.25V開始調(diào)節(jié)。 （2）采用三端集成穩(wěn)壓器電路電路框圖如圖2所示，采用輸出電壓可調(diào)且內(nèi)部有過載保護的三端集成穩(wěn)壓器，輸出電壓調(diào)整范圍較寬，可實現(xiàn)輸出電壓從1.25V起連續(xù)可調(diào)，因要求電路具有很強的帶負載能力，需設(shè)計一軟啟動電路以適應(yīng)所帶負載的啟動性能。該電路所用器件較少，成本低且組裝方便、可靠性高?？烧{(diào)式集成穩(wěn)壓器可調(diào)式集成穩(wěn)壓器軟啟動電路軟啟動電路

圖2電路結(jié)構(gòu)框圖

（3）用單片機制作的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源該電路采用可控硅作為第一級調(diào)壓元件，用穩(wěn)壓電源芯片LM317、LM337作為第二級調(diào)壓元件，通過AT89CS51單片機控制繼電器改變電阻網(wǎng)絡(luò)的阻值，從而改變調(diào)壓元件的外圍參數(shù)，并加上軟啟動電路，獲得1.25～24V，0.1V步長，驅(qū)動能力可達1A，同時可以顯示電源電壓值和輸出電流值的大小。

其硬件電路主要包括變壓器、整流濾波電路、壓差控制電路、穩(wěn)壓及輸出電壓控制電路、電壓電流采樣電路、掉電前重要數(shù)據(jù)存儲電路、單片機、鍵盤顯示等幾部分，硬件部分原理圖如圖3所示。 方案論證與比較

方案一：結(jié)構(gòu)簡單，可用常用分立元器件，容易實現(xiàn)，技術(shù)成熟，完全能夠達到技術(shù)參數(shù)的要求，造價成本低，精確度不是太高。

方案二：穩(wěn)壓部分需采用一塊三端穩(wěn)壓器其他分立元器件，元器件先進，技術(shù)成熟，完全能達到題目要求，性能較方案一需優(yōu)越一些，但成本較高。

方案三：電源穩(wěn)定性好、精度高，并且能夠輸出±24V范圍內(nèi)的可調(diào)直流電壓，且其性能于傳統(tǒng)的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，但是電路比較復(fù)雜，成本很高，使用于要求較高的場合。在實際中，如果對電路的要求不太高，多采用第二種設(shè)計方案。

綜合考慮，采用方案二來實現(xiàn)。硬件電路2.1功能電路整體分析若實現(xiàn)穩(wěn)壓電源，首先就要就電路進行變壓。在變壓方面可選用變壓器來完成。由輸入交流電壓變?yōu)橹绷鲃t須對電路進行整流。本次設(shè)計選用全波橋式整流電路進行整流。然后要對輸入的電壓進行調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)方面?？蛇x用可調(diào)節(jié)三端正電壓穩(wěn)壓器進行調(diào)節(jié)（LM317）。通過整流后得電流幅值變化很大，所以需要用電容對電流進行濾波。然后輸出即可。

電路模塊分析：

變壓——>整流——>濾波——>穩(wěn)壓

2.1.1電源變壓器電源變壓器是利用電磁感應(yīng)原理，將輸入的有效值為220V的電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為所需的交流低電壓。變壓器的副邊電壓有效值由后面電路的需要決定。2.1.2整流電路利用二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⒔涣麟妷海娏鳎┳兂蓡蜗蛎}動電壓（電流）的電路，稱為整流電路。小功率電路中一般采用單相半波、全波、橋式整流電路和倍壓整流電路，其中，最常用的是單相橋式整流電路。我們的設(shè)計也是采用橋式整流電路。對整流電路輸出電壓平均值：輸出電流平均值：對二極管考慮到電網(wǎng)電壓的波動范圍為10%，實際選用二極管時，應(yīng)至少有10%的量。最大整流電流：最高反向工作電壓：2.1.3濾波電路電容濾波電路是最常見也是最簡單的濾波電路，在整流電路的輸出端（即負載電阻兩端）并聯(lián)一個電容即構(gòu)成電容濾波電路，如圖6所示。濾波電容的電容量較大，因而一般采用電解電容，且電容值愈大電路帶負載的能力愈強，濾波效果愈好。原理電容濾波電路是利用電容的充放電作用，使輸出電壓趨于平滑。當(dāng)副邊電壓u2處于正半周期并且數(shù)值大于電容兩端電壓uc時，對電容C進行充電；當(dāng)u2達到峰值后開始下降是，電容C通過負載RL放電；當(dāng)u2的負半周幅值變化到恰好大于uc時，再次對C進行充電。（電流方向如圖7所示）濾波電路的輸出電壓曲。通過可以看出，經(jīng)濾波后的輸出電壓不僅變得平滑，而且平均值也得到提高。

2.1.4穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負載的變化而變化。在設(shè)計中，常利用電容器兩端的電壓不能突變和流過電感器的電流不能突變的特點，將電容器和負載電容并聯(lián)或電容器與負載電阻串聯(lián)，以達到使輸出波形基本平滑的目的。

制作調(diào)試可調(diào)整直流穩(wěn)壓電源電路圖及其工作原理。本電路采用兩塊三端可調(diào)穩(wěn)壓集成電路LM317、LM337。當(dāng)選擇開關(guān)S置于位置“1”時，電源變壓器T降至17.5V*2的交流電壓，經(jīng)VD1~VD4整流后分別送到LM317和LM337的輸入端，再經(jīng)取樣電阻R1、R2和輸出電壓調(diào)節(jié)電位器RP1、RP2的控制，就可在輸出端得到±1.25~±15V連續(xù)可調(diào)的電壓。當(dāng)選擇開關(guān)S置于位置“2”時，就將雙組輸出的電源變壓器T作為單組使用，經(jīng)整流濾波后只送入LM317，已得到+1.25~+30V的單電源輸出，這樣就可方便地應(yīng)用于需要單電源、高電壓的被維修電路中。電路這種R1、R2用于保證提供不小于5mA的負載電流；C5、C6是為了減小取樣電阻R1、R2兩端的紋波電壓而設(shè)的旁路電容；C7、C8的設(shè)計是防止當(dāng)輸出端負載呈容性時而出現(xiàn)的自激現(xiàn)象的發(fā)生；VD5、VD7是當(dāng)輸入端發(fā)生短路時，防止C7、C8的放電電流損壞三端穩(wěn)壓塊；VD6、VD8是為防止輸出端如果出現(xiàn)短路時，C5、C6的放電電流損壞三端穩(wěn)壓塊。電路主要測試數(shù)據(jù)變壓器次級輸出：;整流輸出：;Rp阻值變化時，測電路的輸出電壓Rp(K)Vo（V）Rp理論值(K)誤差0.01.220.00.00.625.00.63.33%1.4310.01.40.21%2.1915.02.20.45%3.0520.03.01.67%4.4622.15.010.8%由以上數(shù)據(jù)分析可見，本次設(shè)計基本滿足各項要求指標(biāo)，說明設(shè)計合理，制作正確。結(jié)論雖然在制作過程中遇到很多困難，譬如雙向開關(guān)的焊接，又譬如檢查電路的導(dǎo)通性，電容的置換，但是總的來說還是成功的，也讓我明白科學(xué)是來自于動手，而不是光動腦子，因為在過程中會發(fā)生種種意想不到的困