直流稳压电源设计

电子课程设计题目

直流稳压电源的设计

摘 要：设计一台串联型直流稳压电源，解决了正确选择整流二极管、滤波电容、集成稳压电路及电压显示的问题，并且掌握小功率直流稳压电源的有关参数的测试方法。

本文设计的是量程为 12V且在0~12V可调的直流稳压电源，其最大输出电流为500mA，并具有数字显示电压功能。并且利用A/D转化，将输出的连续电压信号变为离散的数字信号实现输出电压的控制。另外核心部分为：采用数字电路实现输出电压的控制，通过加减键实现加计数或减计数。同时通过计数器和译码-驱动器，最终将电压值显示到数码管组上。该稳压电源具有性能稳定.结构简单.电压、电流指标精度高.调节方便等优点 。

关键词：直流稳压电源；整流滤波；稳压电路；三端集成稳压器；电压显示。

1 引言

电子系统（如收音机、随身听等）都要求用稳定的直流电源，而日常生活中本次设计应解决的主要问题是：如何产生稳定的电压，怎样对输出电压进行数码显示，基本掌握仿真软件Proteus的使用方法。

电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的技术，服务于各行各业。数字式稳压电源与传统稳压电源电路相比，具有操作方便、电压稳定度高的特点。目前，数字式直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛应用于我们生活、工作、科研、各个领域。

本文将介绍一种数字式直流稳压电源，要求输出电压量程 18V，3V～+18V连续可调；输出电压可数字显示，显示精度优于 0.1%；

作为第一次课程设计，整个资料搜集与工作过程有待提高。第一步用一天时间重点温习模电课本中稳压电源部分，对直流稳压电压的原理，结构框图，变压、整流滤波、稳压三大部分有了初步了解。第二步结合任务书的基本要求，用两天时间查找搜集相关书籍与网络资料，在茫茫书海中找到核心资料，先确定总体方案为控制方式，再模块方案选择与论证，确立变压、单相桥式整流电容滤波、两路稳压输出、数控与数显的设计结构。画出整个电路草图。第三步，重温 multisim软件的电路原理图画法与电路仿真。在该软件的学习与使用的过程中遇到一些大大小小的问题。比如安装程序，熟悉各种工具的使用，元器件的查找，仿真起初难以出结果等等。原理图和仿真完成后，第三步则撰写报告。整个课程设计过程，不仅使我们更扎实的学习电子技术课程、学会仿真软件multisin；而且将理论知识与实践相结合，一定程度的锻炼了我们的动手和电子设计能力，资料搜集能力，也达到了一种将知识活学活用的目的。

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2 总体设计方案

2.1 设计思路

根据要求稳压源输出电压Uo(3—18V)，且有一定的带负载能力等。正确地

确定输出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所有元器件的性能参数，然后合理的选择这些器件。

(1)首先选用合适的电源变压器将电网电压u1。降低到所需要的交流电源

u2 。

(2)降压后的交流电压u2，通过整流电路整流变成单向脉动直流电压U3．直流脉动电压经过滤波电路变成平滑的、脉动小的直流电压U4，即滤除交流成分，保留直流成分，滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压 。

(3)稳压电路。由于输入电压u1。发生波动，负载和温度发生变化，滤波电路输出的直流电压 也会随之变化．为了维持输出电压Uo稳定不变，需加一级稳压电路．稳压电路的作用是当外界因素(电网电压、负载、环境温度)发生变化时，能使输出直流电压不受影响而维持稳定的输出．

（4）电压显示电路。由于输出电压为3—18V中任意电压，需显示稳压源输出电压数值，从而方便用户使用。

2.2 总体设计框图

直流稳压电源一般有电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成。有时为了各种不同电子系统的需求电路中常带电压显示电路。基本框图及各处电压的波形如图1所示。

U1

U2 U3

U4 Uo

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图1 总体框图

3 设计原理分析

3.1 电源变压器的选择：

根据输出电压为3—18V，电源变压器的输出应高于电路输出电压才能使输出稳定，于是选择交流220：20V变压。但是考虑到软件水平有限（没有合适的变压器），在制作电路的时候直接省去了变压部分。 3.2 整流滤波电路选 3.2.1 整流电路的选择 方案一：

单相半波整流电路：

单相半波整流简单，使用器件少，它只对交流电的一半波形整流，只要横轴上面的半波或者只要下面的半波。但由于只利用了交流电的一半波形，所以整流效率不高，而且整流电压的脉动较大，无滤波电路时，整流电压的直流分量较小，Vo=0.45Vi，变压器的利用率低。 方案二：

单相全波整流电路：

使用的整流器件较半波整流时多一倍，整流电压脉动较小，比半波整流小一半。无滤波电路时的输出电压Vo=0.9Vi，变压器的利用率比半波整流时高。变压器二次绕组需中心抽头。整流器件所承受的反向电压较高。 方案三：

单相桥式整流电路：

使用的整流器件较全波整流时多一倍，整流电压脉动与全波整流相同，每个器件所承 …… 此处隐藏：4308字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……