第一讲集成直流稳压电源设计　.doc

第一讲 直流稳压电源的设计　 　 一．实验目的　 　 学习小功率直流稳压电源的设计与调试方法。　 2．掌握小功率直流稳压电源有关参数的测试方法。　　 　　　 二．预习要求　 　 1．根据直流稳压电源的技术指标要求，按照教材中介绍的方法，设计出满足技术指标要求的稳压电源。根据设计与计算的结果，写出设计报告。　　 2．制定出实验方案，选择实验用的仪器设备，　　　 　 三．实验原理　　　 　　 小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图1所示。　　 　　 + 电 源 + 整 流 + 滤 波 + 稳 压 +　　 u1 u2 u3 uI U0　 _ 变压器 _ 电 路 _ 电 路 _ 电 路 _　 　 （a）稳压电源的组成框图　　 u1 u2 u3 uI U0 　　 　 　　　 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t 　　 　　 　　　 （b）整流与稳压过程　　 图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程　　　 1．电源变压器 　　 电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。电源变压器的效率为：　　　 　　　 其中：是变压器副边的功率，是变压器原边的功率。一般小型变压器的效率如表1所示：　　 表1 小型变压器的效率　　　 副边功率　 　　　 　　　 　　　 　 效率　 0.6　 0.7　　 0.8　　 0.85　　 因此，当算出了副边功率后，就可以根据上表算出原边功率。　　 2．整流和滤波电路　 在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路，整流电路的作用是将交流电压u2变换成脉动的直流电压u3。滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压u3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压UI。UI与交流电压u2的有效值U2的关系为：　　　 　　 在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为： 　　　 　　 流过每只二极管的平均电流为：　 　　　 其中：R为整流滤波电路的负载电阻，它为电容C提供放电通路，放电时间常数RC应满足：　　　 　 其中：T = 20ms是50Hz交流电压的周期。　　 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时，滤波电路输出的直流电压UI会随着变化。因此，为了维持输出电压UI稳定不变，还需加一级稳压电路。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。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。　 集成稳压器的类型很多，在小功率稳压电源中，普遍使用的是三端稳压器。按输出电压类型可分为固定式和可调式，此外又可分为正电压输出或负电压输出两种类型。　 固定电压输出稳压器　 常见的有CW78（LM78）系列三端固定式正电压输出集成稳压器；CW79（LM79）系列三端固定式负电压输出集成稳压器。三端是指稳压电路只有输入、输出和接地三个接地端子。型号中最后两位数字表示输出电压的稳定值，有5V、6V、9V、15V、18V和24V。稳压器使用时，要求输入电压UI与输出电压Uo的电压差UI - Uo ≥2V。稳压器的静态电流Io = 8mA。当Uo = 5 ~ 18V时，UI的最大值UImax= 35V；当Uo=18 ~ 24V时，UI的最大值UImax = 40V。它们的引脚功能及组成的典型稳压电路见附录图A所示。