本帖最后由 lingzijue 于 2013-8-15 13:38 编辑
一、工作原理
本直流电源由电源、滤波、保护、稳压等四个基本模块组成, 如图1 框图所示,其电路如图2
所示。
1. 电源变压器 采用降压变压器，将电网交流电压 220V变换成需要的交流电压。此交流电压
经过整流后, 可获得电子设备所需要的直流电压。
2. 整流电路 利用单相桥式整流电路, 把50Hz 的交流电变换为方向不变但大小仍有脉动的直
流电。其优点是电压较高、纹波电压较小, 变压器的利用率高。本设计用桥堆RS808 做全桥整流,
最大电流可达8A,配合本设计的大滤波电容, 使得本电源的瞬时大电流的供电特性好、噪声小、反
应速度快、输出纹波小。
3. 滤波电路采用电容滤波电路, 将整流电路输出的脉动成分大部分滤除, 得到比较平滑的直流
电。本电路采用 4700μF/50V 的大电容C3、C4使输出电压更加平滑, 电源瞬间特性好, 适合带感性
负载，如电机的启动。C3、C4各并联了一只 0.1μF/63V 的CBB 电容，滤去高频干扰, 使输入到
集成电路L11、L12 的直流电尽可能的平滑和纯净。
4. 稳压电路由 LM317输出正电源,LM337 输出负电源。LM317和LM337 均使用了内部热过
载, 包含过流保护、热关断和安全工作区补偿等完善的保护电路, 使得电源可以省去保险丝等易损
耗器件。
调节电路: 为适应不同应用场合的需要而将电压设置为可调。输出电压的计算Uo=1.25×
(1+Rf/R), 可调电阻选用精密可调电阻, 保证输出电压的精确可调。如本文选用的Rf为5kΩ、R 为
270Ω的组合,可以分别对1.25V～24V-1.25V～-24V之间实现连续可调。
5. 保护电路 因为线性电源发热量较大，所以本电源中加了足够的散热器。
由于采用高性能的集成电路, 从而简化了电路的结构, 突出了电源变换问题中的关键部分。通
过调试与检测, 电路整体性能良好。本电源不仅可以单独使用, 还可以置于其他电子设备中用作稳
压或稳流源使用。
二、参数计算
1.LM317 与LM337 的选择
LM317/LM337的电压输出范围是±1.25V～±37V ，负载电流最大为1.5A,仅需两个外接电阻
来设置输出电压，连续可调。此外, 它的线性调整率为0.01 和负载调整率0.1%也比标准的固定稳
压器好。此外该器件内置过载保护电路、安全保护等多重保护功能。内阻小、电压稳定、噪音极
低、输出纹波小(输出端最小仅用100μF),实际使用效果比LM78××、LM79××等稳压模组好。
2. 稳压电阻 R1、R2的选择
要保证317 在空载时能够稳定地工作, 只要保证Vo / ( R 1 + R 2 ) ≥1.5mA 就可以了。1.5mA 为317
稳压块的最小稳定工作电流。我选择R1、R3分别为5kΩ和 270 Ω的固定电阻。改变 R1的值可
以调节输出电源值, 输出电压计算公式如下:
Vout=1.25×(1+R2/R1)=1.25(1+R2/270)
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3. 二极管 1N4007的选择
D5、D6的作用是防止输入短路时,C5 、C6经集成电路放电;D7 、D8的作用是防止输出短路
时，C9、C10 通过集成电路放电。D5、D8和D6、D7的组合, 防止输入短路时 C9、C10 通过集成
电路放电。
4.C9 、C10 的选择
C9、C10 用于抑制纹波电压对电源调整的干扰, 防止输出电压增大时纹波被放大。在10V 应
用中,10 μF 电容在120Hz 处改进纹波抑制约 15dB。
5. 变压器及电容选择
考虑到平时使用的电源大多在0～15V 之间，而且 LM317/LM337的极限电压 37V, 所以选用
变压器的输出电压为±18V, 因为二极管0.7V 的压降，则每一路输出为±17.3 。按照输出电流
Io=1.5A ，则单路最大输出功率；Po=UoIo=17.3V ×1.5A=25.95W ；单路消耗的总功率为:Pi=UiIi=18V
×1.5A=27W(i=1,2); 两路共消耗的功率为 P=2Pi=27×2=54W。考虑其效率设为 80%,则电源消耗的
功率为Pall=P/80%=54/80%=67.5W 。
三、参数测试
1. 稳压电源输出电压调整范围如表 1 、表2 所示。
2. 测量输出电阻 R(如表3 所示).
保持稳压电源的的输入电压Ui=V,测出输出电压U01, 输出电流 I01, 然后接上负载 R2,测出输出
电压U02 和输出电流 I02, 则输出电阻为:
3. 测量稳压系数。
用改变输入交流电压的方法, 模拟Ui 的变化,测出对应的输出直流电压的变化(如表4 所示), 则
可算出稳压系数SV。
4. 用晶体管毫伏表, 可测量输出直流电压中的交流纹波电压大小, 实测为0.04mV。
5. 最大负载电流 Imax= ±1.5A
综上, 本设计实测参数与设计要求基本符合, 达到预期设计目的。
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