可调直流稳压电源设计

【摘 要

直】稳流压源电,称又流直稳器压,它供电的源电都大是交电流源,交当流电电供源的 压电或载负阻电变时, 化压器的稳直输出接电都压能持稳保定直。稳压流源一电般由 电变源压,整流电路,器滤电波路,以及稳电压路等路电成。变组器把压电交市流压电 为所变要的低需压交流;整流器把交电电流为直变电;经滤流波后,稳压器把不再定稳 直流电的压为变定稳直的流电输出。压本设计主 要采三端集成稳用块压L 3M1 7来成构直流稳 电压电路源通过,压变,流整滤波,,压稳过程等 22将0V 交流,变电稳定为直的流电,并 实现压可电在2-28V 可调。

关 词键】流,直稳,压压,变可 调一集成可调、流稳压电源设直计目的的学习可调

直流稳压电基本源论在理践实综中合运用初步经验的 掌;该电握设计的 路本基方法、计步设,骤培综养合设计与调试能;力握掌调可直稳压电流的性源指能标 试方测,培养法践技实,能高分提析和决实解问际题能力的

。、集二可调成直流稳压电源的总体计思路

2设.1可 直调流压稳源电计思路设( )1变。市电压压电流交 220(有效值V)05zH要,获得低压流直出,输首必须采用电 先源变压器将市电压低到所需要降交流电的。压( 2)整。降压后流的交电压流通,过流电整变成单向直流路电但其,幅变度化(即大 脉大)动 (。3滤)波。经整流后的动脉大较直流电压的经过须波滤路变电成平滑脉动,小直流的 ,即电将交流份滤掉,成留保其直流成份 (4)。稳压。滤波的直流电压,再通过稳后电压稳压路,便可得到本基受外不界响的 影调且稳可定直的流压输出,供电给载 RL。 负()5作工流程(图图 如1 示所)

图1 稳 电源压作工流图程 2.2 可调流稳直压电的源作工原方理框图 直流压稳电是源一种将 20V 2频工流电转交换稳压输出的直流成压电的置, 装需要 它变、压流整滤波、、振消、稳、保护、压调可个环七来节完成的(图 如 所示)2。

图 21)(源变压器。电

可调

流直稳电压源方框图

电源变

压器,降压变压器,是将它电 市20V 交流2电压变换符合成要需的低较交的 电流,并送压给整流电路,压变器的变比由变器压的边副电压定确如图 3 所示)( 。

3图 2()整流路电

电。源压变

器整

流路电利用是极管二的向单导电, 把性 5H0 z的弦正交流电换成脉动变的流直电, 由 V它D,1DV2,VD3V,4 D成构相单全波流整电,路路如电 4 所示图在。 u2的 正周半,内 极管 VD1二VD、3 通导V,D、2VD4截 止u2;的 半负内周V,2DVD、4 导通V,1DVD3 、 止截正。半周内部都负电流有过的流负载电阻RL, 且方是一向致,的电路的出波输如形图 5所示

1

4整 电路流图

图5

整波形图流

桥在整式流电路, 中个二每极都只管半在周个期导内,所电流过以个二每管的平 均极流电等于输出电的流均平值的一,即 半。路电中的只每二管承受的极最反大电压 为 向U2(是 变器压边电压有副值)。 效设计中,在常利电用器两端容的压电不突变和 能过流感电器的流电不能变突的特点,电容将器和载负电并联或电容器与负容载阻串 联,电以达 到输使波形基出平本的滑目。的 选电择滤容波电路,后直流 出电输:压U o0=9.U2 直,流输出电流:Io=09.

U R2L

(Io是 压器副变电流的有边值)效 。

(3

滤波电)路 滤波。路电它可将以流整路输出电压电中的流成交分部大加以滤分除,从 得而到较 比滑平直流电的压,由 它1 等外C元器件围成构 (。) 稳4电压路 三。端调稳压器可 L31M7:三 可调端压稳因器具有定度稳高、应适强、使性方用的便优点,得广到应泛。 稳用压电路功能是的输使出的流直电压定稳 ,随不流电网电交压负和载变化的而化变,其主 由三要集成段压稳块LM 37 1组成(如图6 所示) 。

图6 5(保护电路。

)稳电压路图

L

M137 压稳的块输端②脚与入输端③出脚连接的极二 V管D 用5于止输入防电端突压 然降低或出端输电突然压升高 输出电容,电放对时 L3M71的 击,冲而从到起护稳压集

2

电路的成作(如图用7 所示) 。

7 2.3设 方计简法

介保

护路电图

设计所要求据性的指标,选能三择端成集稳器压。为要求输出电压可调因,以所选择三 端可式集调稳成器压可。调集式稳成压,器常见要主有LM 317、W3C71、W3C73 等。37 系1稳列器输出连压续可的调电压,3正7 3列系压器输稳出连调的负电压可可,调 围为范6V- 3V,1大输出电最流为 1. 5。A压内部稳含有过流过热、护保路,具电有安 可靠全性能优,、良易不损坏使、方用等便点。其电压调优率和整电调流率整优于均 定式集成稳压构固的可调成压电压稳电源。

8

LM3图17 管脚功能的

图图9

LM317 外

形设计本采中 L用M137集 成稳块压其管脚,功图如图能 8示所外,图如图 形9 示所。

三、集成

可直调流压稳电的设计过程源

.13集成可调直 稳压流源电路电的设图 (1计确定目标)设计整个系。统是那些由模组成块,各模块之个的信间传输号,画出 直流稳并压源电方图框。( 2设计分析)。据根设计需要的功能,来择各单元电路选所用电模路形。( )参3数选。择据设计指根的标要求来,定各单确电元路符中参数要求合的元件。

器3

(

)4总电路图连。接单各电元路成形本计的整体设路图电。 .23集 可成直流调压稳电电源路识的 图图如1 0 示的所集成可直流稳调压源电电路 ,

它是采用端三集可调稳压成芯片 M3L7 构1成的输电出可压调的稳电压电源,该路路的电源电变压电、整流路电、滤波路电、 路保电路与护立元器分稳件压路电作相同用两,仅是稳压电者部路分不样一。

读识

电该路时,应图对三端先集成压电稳路一有初个步了解: LM317的集 块成简介的LM31 7是一块 调可式端三成稳压器集,其 形外及引如下脚图所 示,是种正端一出输,型最输大入压电 为04,V输出电压可从1. 5V—273V 续连调,可最 大入输流为电 1.5A最,大功为 耗51,其W压性能稳优于固式定稳器压 。ML173 用三端引采方脚,其式各引功能如脚下图示所,图1 1是其内电部路方框, 图其内要主基由准压电电、路差误放大电,电压路调电路,保整电护路组成等,内其电部路的 工原作理与分立元器的件稳电压基路本同。相

1图

1

M317L内 电部方框路

3图3 .本设计稳中压路的电成组工及原作理 图如10 所 的示成集可调流稳压电直电路源输的电流出 0为.A5,输出电 压为2 V28-

V4

续连调。可电该路要主电由变源器压整、器、滤波流、器稳压器以及电压指示等电路 成。L组M173稳 压器主要稳起输定电出压的作用及,输入电压在负载和电流变时化保, 持输电出基压本变。不(1) 工过作程。流 交202V市 电压经电电变压源器 1 变压后,得T到流直压电, 经1C电容器滤波, 到得的约 24V直流电 压接加直至LM 137稳压块 的输入②端脚从。LM 17② 3脚输入直流电的,压其内经的电压整调路电误差,大放电路、准基压电路电将电稳定 压后从③脚出输去,级后路电 。(2)振消电路。 ML317的②脚与 之地连间的接 2 为消C电容振,器用消除于由于 LM31 7管脚引过长而引起的自线激荡振。( )3源电可调电。L路M137 ①脚的外的 接R P变电位器,R可、VD2、C63 构成了源可 电电调路,用调于输节电出的压大小,是通它控过制 M3L71脚上的电①来位进行输电出压 大调小节。的 该源电在常正作工时,在样电阻取R2 两的端会有个 1一.52V的基准 压,当该基 准电电不压变时就一有恒定的 5个—1000Au的 流通过 R电,P调节 R故P就可 到得同不输 出电的压。 为了保输证出压电定不变在 L恒3M71的①脚与 之间地用,防止于冲电击流坏 损M3L7,它主要1起护作保用 (4)电压冲。击保护L。31M7稳 压块输的与入出输连端接的二极管VD5 用于止输入防 电端压突降低或输出然电压端然突高升,出输电器容 4C 电时放对 L3M1 7冲的,起击护保稳 集压成路电作用。 3.的 本设4计成可集调流直压稳源电电路印制路电的制作 集成板调可直流稳压电电路印制源路电如板图 12所示 , 可据根图自该制制电路印。 印制电板板路由是绝底板,缘连导接线

以及焊组成盘印。制电板具有路构结紧,凑以代 替可杂复的布;线 整使机的积缩小体优等,点而从使制的作电子品的产可性得靠了到大大的提高。

5

图 12

可调成流直稳压源电路电印制电路图板

(

1)印制路电的制板要版。印求制路板电制版的也,就已是经有了电路理原图没有而印制 电板路, 需要根图据自己所计的设电路原图理来进印制行路板电的设。印制电路计 板的版设计是否合理,不制仅要保原器证件之的间连准确接误无工作中,无自身扰, 干要尽还做量到元器布件局合理,焊装修方便维,整美观齐牢固,靠。 (可)2器元的布件局求要。 按①信号流程排。安原器件在 制电印路板上量按尽号传信的递程流来排列采用 这,种式后方电路与理图核原对来起比方便, 较在此设中对于计同单一电路的元器件元应尽 能排列可一起。在② 以 核心器元件为心安中排。通应常单元以电路的核元器件心为中心进行安,排一 均般三以极,集管成电路为心元中件,器依他据个们脚引的置位来排其安元他件器。( 在设计中此以三应集成稳端压为块核心元件器 ③以)便于后级前电的连接来路安排。了便为于电的路前级后线尽连能可地,在短进 行体整局时,布可 将级前输的出端与级的后入输端尽能的可靠,但近同时也要虑考个 电路整的板输入与输出端与其它电路端间之的接要方连便。 以④路板上的电器原排列均件、匀齐整、凑紧安来排。除了些某工频率作很的元高 器, 为了缩件短连线, 以可按不的同方排向, 也列尽应减少量印电制板引出线的总数,路 减少飞以和接点线数的目提高,设计品的产靠性可 (。3特)殊器件元置位确的定。① 发热元 件器。于耗散对率功较比、大易发热的容元器(如大功率件阻器、晶 体管电集、成块等应尽)量安装印在板制的上或部风通良的好方,并尽可地的能离远其

它6

器元, 件免影响其它元器件以正常的工。作本设在中将计耗功散率比较大的三集端稳成压块 ML137 放在印了电路板的制部上,有利于其更好的散热从而提,高整机可靠的性 ②。调元可件。器对于 可调电位器可,变容电器可调元等器件的布置要合整机的结总体结 构来考,虑对 机于外调的整器原件其位置调要钮节在外壳上位的置对相应。本设 在中将微调电位器与电计压输端出放口在了机外。壳③ 量分的元器重件 。于质量较对的大元件不器仅依能靠焊来固定盘应,采卡子或 用架支来行进固定,必要时 以可将其定在外固上壳在,本计设中质将量大较电的源变器 就压定固了外壳在上。3.5 印电制路布线板的原 (则1布线)短要尤其是晶体。的基管、高极

频引线电位、差较不而又大邻近的向引线,要 尽能可短,间的距要量尽大。 2(布线位)。置般一将公共地布置线印制在路电板的边部位,以缘于将印便电制板路安 排机壳在。电上源直流导线亦、考应缘部位。边边应留有缘一定距,一般离不小于 2m。 (m)布3外形线导线。弯拐处圆。要直因、角角尖高频对和高影响较压大,故拐弯处 弧半圆 径R 大应 2m于。 m4()条线要。在求条允许件情的下,况线可条适以当加的粗间,距可以适当加的大 走线要正且、布确要线均匀 (5。布)线规定单。印制面电板上的路制印导不线能交。遇叉此到情,可况着绕飞线 走平行走或。线 印电制板的设置与布路是线一实践很强的项工作,在 设计本过程中根据应体具路电 的特和机点结构械求要活灵运用。

集成可、调直稳流电压设源计所需验实备及元器件

4.设 1所需器元清件单

代号 SA

称开 关

号型 --

规格

普通开关

量 数1

说 由实际需要明选

7

T1 V

1DVD-6 1C 2 CC 3C4C5 1 R2RR3 R P I1C ID

E变

压器 极管 二电解电容 介纸容电电 电解容 电电解容电 解电容电阻器 阻电 器电器阻 电位器稳 压块发 光二 管

-N4001-1N10074CD 1/0DC11C J1/0CJ11C D1/CD10 C1D01/CD11 DC10/DC1 R1JR//RTXTR J/R/TRX RTJ/T/RTR XH7WB-1 L3M71 --

22V0/16~8V 耐1大于 压50V 220~0300uF32/V5 0.2 2Fu1/60V 0 1uF/5V 200 u1/2FV50. 1Fu2K 21Ω0 10 2K K12.5~7V 3可调 -

- 1 161 1 1 1 111 111

由实际要需选择符 要求可代合 在允用范许可代围用在 允许围可代范 在允用范许围可用 代在许范允围代可

用差允许误/+-2%0 差误允+许/2-0 误差允%许/+-2% W0H型 号可代 用M337L,CW13 可7代普通 光二极管

发P

L插针

-

-

-

3-

普插通

成集电可路直调稳压电源电路流器元清件

42 所需设. 电备变压源、器示器波万、表用(模拟数字)或 集成块(LM、173等(如)图 13 所) 。

图13

成可直调稳压流源所需设备电仪器及图

8

、集五可成调流稳压直源设计电测试要求的

.51稳 电源压的性能指 标稳压源的技电指术分为标种两一:是种性指标,特包允括输入电许、压出电压输 、输电出流及出输电压调范节围等; 一种是另量质标,用指衡量来输直流出电的压稳定程 度,包括电调整率(压或稳系数)压、 流电整率(或输出电阻)调、 波纹数(纹系电波) 等压 (1。)输入压。电入电输压是电源指变压器级次线圈的出输电,压设本计次中级线圈的输出电压 是流交 0V2 。2)(输出电压。出输电是指输压入电压过整流经、波滤、稳压等电路后输出直的流 压电,值设计中本出电输值为压续可调的连直流2 V28-V (。3输)出流。电输电出流是指电源在输端出接的负所一定时载过流该负的载电流,值

当所负载接化变时输出电也会流发生变化。 4( 输)电压出节范调。 围输电压调出节围是指在电范的源输出端输的出电压是在值 定范一围连续内定稳可调地,设计本的中输出电压节调范围是 V-228。 V5()压调电率(整稳系压)数 电。调压率也称整压稳系数其,指是源变电压输器电 压入化时提供其稳变输出定压电的能。力 6)(流电调整率输出(阻电 )电。流整率调也输称电阻,其是出指输电流从 0 出到 变最值大所产时的生输出电相压变化对。值 (7纹波)系数(波纹压电 )。波系纹数也纹称波电,压指在负载电流、环境温是度不变 情况的下 输,入电压相对的变化起输引电压出相对变的;是化输出直指流压电中含有一 的定频交流工分成。 用波器观示其峰测值峰般一毫为伏量级,也可用 交毫流表测量伏 有效其值但因纹,不是正弦波,所波有以定一的误差 。52 .稳压源的电性能标指测试方的 法1()入电输压的量测将万用。表档的拨到位 0V 交5档,然流用红黑后表笔分别触接 电变压器源次的输级线出圈的两端,等万 用的指针稳表定后读的出数值就稳压是源电的 入输电。压 (2)输出压电将万。表用档位拨到 50V 的直流档,然后红表用笔电接的正源,端表 黑接笔电源的负端等到,用万表指的稳针定后读出数值的是就电源的输该电出压值。

9

3输出电流。)将电的源输出电压调到12V,然后 接一上满足只额定压的电箱音, 其正让工常作 ,然用后万表的两表用去笔量流测音过的电箱值流,等用万表的读稳数后定读出 电流的值就是此电时的输源出电流(所接因的载不同负而出输流也电不同 ) (4。输出电压调)节范围将万用表。的档拨到位5 0 V直档,流然后用红表笔接源电输 端出正的, 黑端表笔电接输出端源的负端,后调节然压旋调记钮旋钮打到录同位不置得 电使值,压最记后调压下的围范(值V-228),则此范围就 是该源的输电电出压节范围调。 ()电5压整调(率压系数)稳的量。测当输入压电不,变负电载流从变化到零额值定 ,时出输压电相的变对,化通常用分数表示百:Ud(U=-o)U/Uo Uo( :载时输出空电压U: 变 器压平衡热后满的电压,载设计即压)。电( 6电)流调整率输出(阻电)量。测它是输入电指不变压,负载时流电 I o变引化起输出电 压的对相化量变即:, S I= ×1 0%

0持保 IV 变不改,变 R 使L I=100moA,量测相应 的o 变V化量即。 (得7)波纹数系(纹电压波的)测量纹波电。就是压流成交分的峰峰,值我们在作直 流制稳电压源, 纹波时电越压小越。测好量时以可一把个大功率电直接阻接电在的源负正 端通过,波示器探头的到连示

波器将,D C--地C A置于 A 档,荧C光上屏就出现会流纹交波 ,该流交波纹幅度的小,越说明直电源的直流特流性越。应好该意的问注题是示,波 应该器良有好接的,地另外,波示探器头线地也会来很大带的纹波精确测,纹量波应 时用选缆直接电接到示波器上在。额负定载流电,下输出纹电压的有效波值 与输出U直流电 压oU 比之既, YU=U/o 100%。x

、成集调可直稳流压源电计过程中设的注事意项

6. 1正确制输控电压范围入LM 37 稳1压昰块一半种体导器,件其部的内体三晶管也有极定的一耐值,所以输 压入压不应电于稳大压块最的大入电输。压 .62防 止脚接错 LM3引17稳 压的三块引个接错就脚容易损坏。此因在试、调使用,各时引脚应均连 接在良的好情况下才可以电。其通地端(接也就是调端)整不能悬,空以防止稳压内器

1部0

失隔去离用而引起作坏损并且要。当地妥接上保护二其极管。 .3 6装加热散或小片风扇防过热止而引起电饱流和 ML13 7加散热不片或风扇时小常,温下大功最率损耗为1 W2W,-虚增若功率大必 ,须加装一定得热散装置。 在设计中为本散掉了稳块的压量热让,整个源电电路常稳定正 工作地,加了散热小扇风进良好行地散热。6 .4焊接方面 接时焊要各个对功模块能电进行路单测试, 需个要时设可一些临计时路用电调试。于6. 5 试方测面 测试电路时必须,保要证接正焊,才确打开能电,以源防器件烧元坏。 6. 接地6 照原按图焊理接必须要时证可保接靠地。

七、

集成可调流直稳电压源路电误的分差

析综合析分可知以道在测试路的电程中可过能来带的误差素因有: 7. 1误因差素(1 )得输出电测时接触点流之间微的电阻造小成误差; 的(2)电表流内串入回路阻造成误的;差 (3)得纹测电波压示时波造器成误差的 ;()4示波器,万用表本身的 确度而造准的成统误差;系7.2 进改此电的路法方 (1减)小触点接的微电阻。 (2小)根电流表据的阻对测内量结果可以进行正。修( )测3得波时纹波示器采用动同步。 手4)采(用高更确精度仪器去检测的。

综、总合结

通本过设次计让我,更进一们的步了到解流直稳压电源的作工理原及以它要的求 性能指和;标 让我也们识到认本此在设次计电路的中所存在问题,从的而过不断的努力 通去解这决问题些解决设,计程过产中的问题生同的也时我们自让己在也其有中收获。

所11

我们这设次的这计直流稳个电压电源,路采了集成三端用电压稳压整管调(ML31)外加 调7整路来实现电压稳定和电整部调分;还通过 二极管的向单电特性来导现实成可集直调流稳 电压源电路的保护能功,其单易简

实现而从高了整个电路的工提效率作稳和定性 ,也我让们所对学知识有了一个更的的好用,同时也提应高了我们动的手作操力。

、致谢九

随伴计算机和讯通术发展而来技的代信现息术技革,命 电力电给子技提术供了阔 的发展广景前同时也给电,源提了出高的要求。电更源使在用时会造很多不成良后,果世界 国纷各纷对源电产提出了品同不求要制并定一系列了的产精品度准。标 有满足产品 只标,准能够才进市场。所入,本文在写以作过中程导指师老出了提多建议,给许予很 了帮大,同时参助了别人的考写作料与资经验在,此并表示一挚的诚意!

十、谢考参献

【1】文,>东华师大范物学理系万嘉,若林运编康,著高教育出等社。版 【2】>基,中华工学院电子教研室学,编华光康主,编等高育教版出。社 【】3>计(,第版)华中二技科学谢大自主编,华美中技科大学版出社 【。】,孙余凯,吴鸣>山,项明绮等著,编子工电出版社业

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【摘 要

直】稳流压源电,称又流直稳器压,它供电的源电都大是交电流源,交当流电电供源的 压电或载负阻电变时, 化压器的稳直输出接电都压能持稳保定直。稳压流源一电般由 电变源压,整流电路,器滤电波路,以及稳电压路等路电成。变组器把压电交市流压电 为所变要的低需压交流;整流器把交电电流为直变电;经滤流波后,稳压器把不再定稳 直流电的压为变定稳直的流电输出。压本设计主 要采三端集成稳用块压L 3M1 7来成构直流稳 电压电路源通过,压变,流整滤波,,压稳过程等 22将0V 交流,变电稳定为直的流电,并 实现压可电在2-28V 可调。

关 词键】流,直稳,压压,变可 调一集成可调、流稳压电源设直计目的的学习可调

直流稳压电基本源论在理践实综中合运用初步经验的 掌;该电握设计的 路本基方法、计步设,骤培综养合设计与调试能;力握掌调可直稳压电流的性源指能标 试方测,培养法践技实,能高分提析和决实解问际题能力的

。、集二可调成直流稳压电源的总体计思路

2设.1可 直调流压稳源电计思路设( )1变。市电压压电流交 220(有效值V)05zH要,获得低压流直出,输首必须采用电 先源变压器将市电压低到所需要降交流电的。压( 2)整。降压后流的交电压流通,过流电整变成单向直流路电但其,幅变度化(即大 脉大)动 (。3滤)波。经整流后的动脉大较直流电压的经过须波滤路变电成平滑脉动,小直流的 ,即电将交流份滤掉,成留保其直流成份 (4)。稳压。滤波的直流电压,再通过稳后电压稳压路,便可得到本基受外不界响的 影调且稳可定直的流压输出,供电给载 RL。 负()5作工流程(图图 如1 示所)

图1 稳 电源压作工流图程 2.2 可调流稳直压电的源作工原方理框图 直流压稳电是源一种将 20V 2频工流电转交换稳压输出的直流成压电的置, 装需要 它变、压流整滤波、、振消、稳、保护、压调可个环七来节完成的(图 如 所示)2。

图 21)(源变压器。电

可调

流直稳电压源方框图

电源变

压器,降压变压器,是将它电 市20V 交流2电压变换符合成要需的低较交的 电流,并送压给整流电路,压变器的变比由变器压的边副电压定确如图 3 所示)( 。

3图 2()整流路电

电。源压变

器整

流路电利用是极管二的向单导电, 把性 5H0 z的弦正交流电换成脉动变的流直电, 由 V它D,1DV2,VD3V,4 D成构相单全波流整电,路路如电 4 所示图在。 u2的 正周半,内 极管 VD1二VD、3 通导V,D、2VD4截 止u2;的 半负内周V,2DVD、4 导通V,1DVD3 、 止截正。半周内部都负电流有过的流负载电阻RL, 且方是一向致,的电路的出波输如形图 5所示

1

4整 电路流图

图5

整波形图流

桥在整式流电路, 中个二每极都只管半在周个期导内,所电流过以个二每管的平 均极流电等于输出电的流均平值的一,即 半。路电中的只每二管承受的极最反大电压 为 向U2(是 变器压边电压有副值)。 效设计中,在常利电用器两端容的压电不突变和 能过流感电器的流电不能变突的特点,电容将器和载负电并联或电容器与负容载阻串 联,电以达 到输使波形基出平本的滑目。的 选电择滤容波电路,后直流 出电输:压U o0=9.U2 直,流输出电流:Io=09.

U R2L

(Io是 压器副变电流的有边值)效 。

(3

滤波电)路 滤波。路电它可将以流整路输出电压电中的流成交分部大加以滤分除,从 得而到较 比滑平直流电的压,由 它1 等外C元器件围成构 (。) 稳4电压路 三。端调稳压器可 L31M7:三 可调端压稳因器具有定度稳高、应适强、使性方用的便优点,得广到应泛。 稳用压电路功能是的输使出的流直电压定稳 ,随不流电网电交压负和载变化的而化变,其主 由三要集成段压稳块LM 37 1组成(如图6 所示) 。

图6 5(保护电路。

)稳电压路图

L

M137 压稳的块输端②脚与入输端③出脚连接的极二 V管D 用5于止输入防电端突压 然降低或出端输电突然压升高 输出电容,电放对时 L3M71的 击,冲而从到起护稳压集

2

电路的成作(如图用7 所示) 。

7 2.3设 方计简法

介保

护路电图

设计所要求据性的指标,选能三择端成集稳器压。为要求输出电压可调因,以所选择三 端可式集调稳成器压可。调集式稳成压,器常见要主有LM 317、W3C71、W3C73 等。37 系1稳列器输出连压续可的调电压,3正7 3列系压器输稳出连调的负电压可可,调 围为范6V- 3V,1大输出电最流为 1. 5。A压内部稳含有过流过热、护保路,具电有安 可靠全性能优,、良易不损坏使、方用等便点。其电压调优率和整电调流率整优于均 定式集成稳压构固的可调成压电压稳电源。

8

LM3图17 管脚功能的

图图9

LM317 外

形设计本采中 L用M137集 成稳块压其管脚,功图如图能 8示所外,图如图 形9 示所。

三、集成

可直调流压稳电的设计过程源

.13集成可调直 稳压流源电路电的设图 (1计确定目标)设计整个系。统是那些由模组成块,各模块之个的信间传输号,画出 直流稳并压源电方图框。( 2设计分析)。据根设计需要的功能,来择各单元电路选所用电模路形。( )参3数选。择据设计指根的标要求来,定各单确电元路符中参数要求合的元件。

器3

(

)4总电路图连。接单各电元路成形本计的整体设路图电。 .23集 可成直流调压稳电电源路识的 图图如1 0 示的所集成可直流稳调压源电电路 ,

它是采用端三集可调稳压成芯片 M3L7 构1成的输电出可压调的稳电压电源,该路路的电源电变压电、整流路电、滤波路电、 路保电路与护立元器分稳件压路电作相同用两,仅是稳压电者部路分不样一。

读识

电该路时,应图对三端先集成压电稳路一有初个步了解: LM317的集 块成简介的LM31 7是一块 调可式端三成稳压器集,其 形外及引如下脚图所 示,是种正端一出输,型最输大入压电 为04,V输出电压可从1. 5V—273V 续连调,可最 大入输流为电 1.5A最,大功为 耗51,其W压性能稳优于固式定稳器压 。ML173 用三端引采方脚,其式各引功能如脚下图示所,图1 1是其内电部路方框, 图其内要主基由准压电电、路差误放大电,电压路调电路,保整电护路组成等,内其电部路的 工原作理与分立元器的件稳电压基路本同。相

1图

1

M317L内 电部方框路

3图3 .本设计稳中压路的电成组工及原作理 图如10 所 的示成集可调流稳压电直电路源输的电流出 0为.A5,输出电 压为2 V28-

V4

续连调。可电该路要主电由变源器压整、器、滤波流、器稳压器以及电压指示等电路 成。L组M173稳 压器主要稳起输定电出压的作用及,输入电压在负载和电流变时化保, 持输电出基压本变。不(1) 工过作程。流 交202V市 电压经电电变压源器 1 变压后,得T到流直压电, 经1C电容器滤波, 到得的约 24V直流电 压接加直至LM 137稳压块 的输入②端脚从。LM 17② 3脚输入直流电的,压其内经的电压整调路电误差,大放电路、准基压电路电将电稳定 压后从③脚出输去,级后路电 。(2)振消电路。 ML317的②脚与 之地连间的接 2 为消C电容振,器用消除于由于 LM31 7管脚引过长而引起的自线激荡振。( )3源电可调电。L路M137 ①脚的外的 接R P变电位器,R可、VD2、C63 构成了源可 电电调路,用调于输节电出的压大小,是通它控过制 M3L71脚上的电①来位进行输电出压 大调小节。的 该源电在常正作工时,在样电阻取R2 两的端会有个 1一.52V的基准 压,当该基 准电电不压变时就一有恒定的 5个—1000Au的 流通过 R电,P调节 R故P就可 到得同不输 出电的压。 为了保输证出压电定不变在 L恒3M71的①脚与 之间地用,防止于冲电击流坏 损M3L7,它主要1起护作保用 (4)电压冲。击保护L。31M7稳 压块输的与入出输连端接的二极管VD5 用于止输入防 电端压突降低或输出然电压端然突高升,出输电器容 4C 电时放对 L3M1 7冲的,起击护保稳 集压成路电作用。 3.的 本设4计成可集调流直压稳源电电路印制路电的制作 集成板调可直流稳压电电路印制源路电如板图 12所示 , 可据根图自该制制电路印。 印制电板板路由是绝底板,缘连导接线

以及焊组成盘印。制电板具有路构结紧,凑以代 替可杂复的布;线 整使机的积缩小体优等,点而从使制的作电子品的产可性得靠了到大大的提高。

5

图 12

可调成流直稳压源电路电印制电路图板

(

1)印制路电的制板要版。印求制路板电制版的也,就已是经有了电路理原图没有而印制 电板路, 需要根图据自己所计的设电路原图理来进印制行路板电的设。印制电路计 板的版设计是否合理,不制仅要保原器证件之的间连准确接误无工作中,无自身扰, 干要尽还做量到元器布件局合理,焊装修方便维,整美观齐牢固,靠。 (可)2器元的布件局求要。 按①信号流程排。安原器件在 制电印路板上量按尽号传信的递程流来排列采用 这,种式后方电路与理图核原对来起比方便, 较在此设中对于计同单一电路的元器件元应尽 能排列可一起。在② 以 核心器元件为心安中排。通应常单元以电路的核元器件心为中心进行安,排一 均般三以极,集管成电路为心元中件,器依他据个们脚引的置位来排其安元他件器。( 在设计中此以三应集成稳端压为块核心元件器 ③以)便于后级前电的连接来路安排。了便为于电的路前级后线尽连能可地,在短进 行体整局时,布可 将级前输的出端与级的后入输端尽能的可靠,但近同时也要虑考个 电路整的板输入与输出端与其它电路端间之的接要方连便。 以④路板上的电器原排列均件、匀齐整、凑紧安来排。除了些某工频率作很的元高 器, 为了缩件短连线, 以可按不的同方排向, 也列尽应减少量印电制板引出线的总数,路 减少飞以和接点线数的目提高,设计品的产靠性可 (。3特)殊器件元置位确的定。① 发热元 件器。于耗散对率功较比、大易发热的容元器(如大功率件阻器、晶 体管电集、成块等应尽)量安装印在板制的上或部风通良的好方,并尽可地的能离远其

它6

器元, 件免影响其它元器件以正常的工。作本设在中将计耗功散率比较大的三集端稳成压块 ML137 放在印了电路板的制部上,有利于其更好的散热从而提,高整机可靠的性 ②。调元可件。器对于 可调电位器可,变容电器可调元等器件的布置要合整机的结总体结 构来考,虑对 机于外调的整器原件其位置调要钮节在外壳上位的置对相应。本设 在中将微调电位器与电计压输端出放口在了机外。壳③ 量分的元器重件 。于质量较对的大元件不器仅依能靠焊来固定盘应,采卡子或 用架支来行进固定,必要时 以可将其定在外固上壳在,本计设中质将量大较电的源变器 就压定固了外壳在上。3.5 印电制路布线板的原 (则1布线)短要尤其是晶体。的基管、高极

频引线电位、差较不而又大邻近的向引线,要 尽能可短,间的距要量尽大。 2(布线位)。置般一将公共地布置线印制在路电板的边部位,以缘于将印便电制板路安 排机壳在。电上源直流导线亦、考应缘部位。边边应留有缘一定距,一般离不小于 2m。 (m)布3外形线导线。弯拐处圆。要直因、角角尖高频对和高影响较压大,故拐弯处 弧半圆 径R 大应 2m于。 m4()条线要。在求条允许件情的下,况线可条适以当加的粗间,距可以适当加的大 走线要正且、布确要线均匀 (5。布)线规定单。印制面电板上的路制印导不线能交。遇叉此到情,可况着绕飞线 走平行走或。线 印电制板的设置与布路是线一实践很强的项工作,在 设计本过程中根据应体具路电 的特和机点结构械求要活灵运用。

集成可、调直稳流电压设源计所需验实备及元器件

4.设 1所需器元清件单

代号 SA

称开 关

号型 --

规格

普通开关

量 数1

说 由实际需要明选

7

T1 V

1DVD-6 1C 2 CC 3C4C5 1 R2RR3 R P I1C ID

E变

压器 极管 二电解电容 介纸容电电 电解容 电电解容电 解电容电阻器 阻电 器电器阻 电位器稳 压块发 光二 管

-N4001-1N10074CD 1/0DC11C J1/0CJ11C D1/CD10 C1D01/CD11 DC10/DC1 R1JR//RTXTR J/R/TRX RTJ/T/RTR XH7WB-1 L3M71 --

22V0/16~8V 耐1大于 压50V 220~0300uF32/V5 0.2 2Fu1/60V 0 1uF/5V 200 u1/2FV50. 1Fu2K 21Ω0 10 2K K12.5~7V 3可调 -

- 1 161 1 1 1 111 111

由实际要需选择符 要求可代合 在允用范许可代围用在 允许围可代范 在允用范许围可用 代在许范允围代可

用差允许误/+-2%0 差误允+许/2-0 误差允%许/+-2% W0H型 号可代 用M337L,CW13 可7代普通 光二极管

发P

L插针

-

-

-

3-

普插通

成集电可路直调稳压电源电路流器元清件

42 所需设. 电备变压源、器示器波万、表用(模拟数字)或 集成块(LM、173等(如)图 13 所) 。

图13

成可直调稳压流源所需设备电仪器及图

8

、集五可成调流稳压直源设计电测试要求的

.51稳 电源压的性能指 标稳压源的技电指术分为标种两一:是种性指标,特包允括输入电许、压出电压输 、输电出流及出输电压调范节围等; 一种是另量质标,用指衡量来输直流出电的压稳定程 度,包括电调整率(压或稳系数)压、 流电整率(或输出电阻)调、 波纹数(纹系电波) 等压 (1。)输入压。电入电输压是电源指变压器级次线圈的出输电,压设本计次中级线圈的输出电压 是流交 0V2 。2)(输出电压。出输电是指输压入电压过整流经、波滤、稳压等电路后输出直的流 压电,值设计中本出电输值为压续可调的连直流2 V28-V (。3输)出流。电输电出流是指电源在输端出接的负所一定时载过流该负的载电流,值

当所负载接化变时输出电也会流发生变化。 4( 输)电压出节范调。 围输电压调出节围是指在电范的源输出端输的出电压是在值 定范一围连续内定稳可调地,设计本的中输出电压节调范围是 V-228。 V5()压调电率(整稳系压)数 电。调压率也称整压稳系数其,指是源变电压输器电 压入化时提供其稳变输出定压电的能。力 6)(流电调整率输出(阻电 )电。流整率调也输称电阻,其是出指输电流从 0 出到 变最值大所产时的生输出电相压变化对。值 (7纹波)系数(波纹压电 )。波系纹数也纹称波电,压指在负载电流、环境温是度不变 情况的下 输,入电压相对的变化起输引电压出相对变的;是化输出直指流压电中含有一 的定频交流工分成。 用波器观示其峰测值峰般一毫为伏量级,也可用 交毫流表测量伏 有效其值但因纹,不是正弦波,所波有以定一的误差 。52 .稳压源的电性能标指测试方的 法1()入电输压的量测将万用。表档的拨到位 0V 交5档,然流用红黑后表笔分别触接 电变压器源次的输级线出圈的两端,等万 用的指针稳表定后读的出数值就稳压是源电的 入输电。压 (2)输出压电将万。表用档位拨到 50V 的直流档,然后红表用笔电接的正源,端表 黑接笔电源的负端等到,用万表指的稳针定后读出数值的是就电源的输该电出压值。

9

3输出电流。)将电的源输出电压调到12V,然后 接一上满足只额定压的电箱音, 其正让工常作 ,然用后万表的两表用去笔量流测音过的电箱值流,等用万表的读稳数后定读出 电流的值就是此电时的输源出电流(所接因的载不同负而出输流也电不同 ) (4。输出电压调)节范围将万用表。的档拨到位5 0 V直档,流然后用红表笔接源电输 端出正的, 黑端表笔电接输出端源的负端,后调节然压旋调记钮旋钮打到录同位不置得 电使值,压最记后调压下的围范(值V-228),则此范围就 是该源的输电电出压节范围调。 ()电5压整调(率压系数)稳的量。测当输入压电不,变负电载流从变化到零额值定 ,时出输压电相的变对,化通常用分数表示百:Ud(U=-o)U/Uo Uo( :载时输出空电压U: 变 器压平衡热后满的电压,载设计即压)。电( 6电)流调整率输出(阻电)量。测它是输入电指不变压,负载时流电 I o变引化起输出电 压的对相化量变即:, S I= ×1 0%

0持保 IV 变不改,变 R 使L I=100moA,量测相应 的o 变V化量即。 (得7)波纹数系(纹电压波的)测量纹波电。就是压流成交分的峰峰,值我们在作直 流制稳电压源, 纹波时电越压小越。测好量时以可一把个大功率电直接阻接电在的源负正 端通过,波示器探头的到连示

波器将,D C--地C A置于 A 档,荧C光上屏就出现会流纹交波 ,该流交波纹幅度的小,越说明直电源的直流特流性越。应好该意的问注题是示,波 应该器良有好接的,地另外,波示探器头线地也会来很大带的纹波精确测,纹量波应 时用选缆直接电接到示波器上在。额负定载流电,下输出纹电压的有效波值 与输出U直流电 压oU 比之既, YU=U/o 100%。x

、成集调可直稳流压源电计过程中设的注事意项

6. 1正确制输控电压范围入LM 37 稳1压昰块一半种体导器,件其部的内体三晶管也有极定的一耐值,所以输 压入压不应电于稳大压块最的大入电输。压 .62防 止脚接错 LM3引17稳 压的三块引个接错就脚容易损坏。此因在试、调使用,各时引脚应均连 接在良的好情况下才可以电。其通地端(接也就是调端)整不能悬,空以防止稳压内器

1部0

失隔去离用而引起作坏损并且要。当地妥接上保护二其极管。 .3 6装加热散或小片风扇防过热止而引起电饱流和 ML13 7加散热不片或风扇时小常,温下大功最率损耗为1 W2W,-虚增若功率大必 ,须加装一定得热散装置。 在设计中为本散掉了稳块的压量热让,整个源电电路常稳定正 工作地,加了散热小扇风进良好行地散热。6 .4焊接方面 接时焊要各个对功模块能电进行路单测试, 需个要时设可一些临计时路用电调试。于6. 5 试方测面 测试电路时必须,保要证接正焊,才确打开能电,以源防器件烧元坏。 6. 接地6 照原按图焊理接必须要时证可保接靠地。

七、

集成可调流直稳电压源路电误的分差

析综合析分可知以道在测试路的电程中可过能来带的误差素因有: 7. 1误因差素(1 )得输出电测时接触点流之间微的电阻造小成误差; 的(2)电表流内串入回路阻造成误的;差 (3)得纹测电波压示时波造器成误差的 ;()4示波器,万用表本身的 确度而造准的成统误差;系7.2 进改此电的路法方 (1减)小触点接的微电阻。 (2小)根电流表据的阻对测内量结果可以进行正。修( )测3得波时纹波示器采用动同步。 手4)采(用高更确精度仪器去检测的。

综、总合结

通本过设次计让我,更进一们的步了到解流直稳压电源的作工理原及以它要的求 性能指和;标 让我也们识到认本此在设次计电路的中所存在问题,从的而过不断的努力 通去解这决问题些解决设,计程过产中的问题生同的也时我们自让己在也其有中收获。

所11

我们这设次的这计直流稳个电压电源,路采了集成三端用电压稳压整管调(ML31)外加 调7整路来实现电压稳定和电整部调分;还通过 二极管的向单电特性来导现实成可集直调流稳 电压源电路的保护能功,其单易简

实现而从高了整个电路的工提效率作稳和定性 ,也我让们所对学知识有了一个更的的好用,同时也提应高了我们动的手作操力。

、致谢九

随伴计算机和讯通术发展而来技的代信现息术技革,命 电力电给子技提术供了阔 的发展广景前同时也给电,源提了出高的要求。电更源使在用时会造很多不成良后,果世界 国纷各纷对源电产提出了品同不求要制并定一系列了的产精品度准。标 有满足产品 只标,准能够才进市场。所入,本文在写以作过中程导指师老出了提多建议,给许予很 了帮大,同时参助了别人的考写作料与资经验在,此并表示一挚的诚意!

十、谢考参献

【1】文,>东华师大范物学理系万嘉,若林运编康,著高教育出等社。版 【2】>基,中华工学院电子教研室学,编华光康主,编等高育教版出。社 【】3>计(,第版)华中二技科学谢大自主编,华美中技科大学版出社 【。】,孙余凯,吴鸣>山,项明绮等著,编子工电出版社业

。12


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