【正文】 ........................ 8 可調(diào)穩(wěn)壓直流電源的基本組成 ......................................................................................... 8 整流濾波電路 ..................................................................................................................... 9 整流電路 .......................................................................................................................... 9 濾波電路 ........................................................................................................................ 11 穩(wěn)壓電路 ........................................................................................................................... 13 過流保護 ........................................................................................................................... 16 顯示電路 ........................................................................................................................... 18 參數(shù)的計算 .................................................................................................................... 19 元件的選擇 .................................................................................................................... 20 ICL7107 的校準 ............................................................................................................. 21 ICL7107 的供電電源 ..................................................................................................... 21 V 仿真圖 ............................................................................................................................... 24 系統(tǒng)總圖 ............................................................................................................................. 26 體會 ................................................................................................................................... 27 結論 ................................................................................................................................... 27 參考文獻 .................................................................................................................................... 28 1 1 前言 穩(wěn)壓直流電源的研究背景 直流穩(wěn)壓電源一般由三大部分組成，它們分別是變壓器部分，整流濾波部分和穩(wěn)壓器部分。通過變壓器把 220V的市電變?yōu)殡娫此枰牡蛪航涣麟?，然后?jīng)過整流器，把交流電變成直流電，但是這時候的直流電并不穩(wěn)定，需要經(jīng)過濾波后，再由穩(wěn)壓器穩(wěn)壓輸出穩(wěn)定的直流電。本設計采用 lm317芯片作為集成穩(wěn)壓 電路的芯片，不僅電路簡單，而且電壓可以在 可調(diào)，而且它效率高，性能好，有較高的調(diào)整精度，各方面都適合設計的要求。本電源在市場上很有應用前景，可以作為收音機或掌機的外接電源，也可以用作手機電池的充電器，功率高點的還作為小型電視或其他家用電器的電源。 直流穩(wěn)壓電源是電子技術常用的儀器之一，它現(xiàn)在廣泛的應用在學校教學，科學研究等領域，是電子設計人員進行實驗操作和科學研究必不可少的電子儀器。在日常的電子電路中，供電電源常常要用到穩(wěn)壓直流電源。所以，穩(wěn)壓直流電源具有非常重要的研究意義。 在日常生 活中，很多家用電器或者 IT產(chǎn)品都要用到穩(wěn)壓直流電源供電。但是在實際生活中，我們的家庭用電都是用到 220V的交流電網(wǎng)。這就需要通過變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓電路來將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓的直流電，供家用電器使用。變壓器可以將 220V的交流電轉(zhuǎn)換成適合用電器的低壓交流電。整流器由二極管組成，用于濾去整流輸出電壓中的紋波。 課題的主要內(nèi)容 電源的輸出控制 本系統(tǒng)利用 lm317的穩(wěn)壓及其電壓可調(diào)的功能，通過旋轉(zhuǎn)接在調(diào)整腳的電位器，實現(xiàn)輸出電壓在 ，調(diào)整精度較高。 LM317的電壓 調(diào)整電路圖如圖 1所示。 2 VI3VO2ADJ1U1LM 31 7 LR122 0 RR V 1P O T 圖 1 lm317 的電壓調(diào)整原理電路圖 如圖 1所示，通過調(diào)整可調(diào)電阻 RV1的阻值，就可以調(diào)整輸出電壓 Vo 的大小。所以，如果希望調(diào)整的精度高，可調(diào)電阻 RV1的調(diào)整精度也要高。 穩(wěn)壓直流電源的功能 本設計的穩(wěn)壓直流電源，除了可以輸出穩(wěn)定的直流電壓和實現(xiàn)電壓的平滑連續(xù)可調(diào)外，還有數(shù)顯功能，能夠用 LED數(shù)碼管顯示輸出端的電壓。 性能指標 輸出最大電壓： 20V 輸出最小電壓： 輸出最大電流： 最大傳送功率： 20W 論文的總體 結構 第一部分主要介紹課題的背景，研究意義，介紹本文的主要研究內(nèi)容，包括實現(xiàn)的功能和性能指標等。 第二部分提出穩(wěn)壓直流電源的總的設計思路和幾種可行的方案，以及各方案實現(xiàn)的功能，并對這些不同的方案進行分析，最終選擇了本方案，并對本方案需要用到的元器件進行詳細的介紹。 3 第三部分對選擇的方案進行分析闡述，把電路分模塊地論述，給出各部分電路圖。 第四部分對穩(wěn)壓直流電源的性能參數(shù)進行測量和評估，以及對被控對象進行研究。 第五部分給出設計的實物圖。 第六部分對本穩(wěn)壓直流電源給出本課題的結論，作結束語。 2 方案的選擇 和設計思路 方案設計與論證 1 輸出電壓范圍 ； 2 波紋系數(shù)盡量小，輸出穩(wěn)定； 3 能數(shù)字顯示電壓。 三個方案的選擇： 方案一：開關電源，采用 PWM脈寬調(diào)節(jié)。它的功耗比較小，效率高，穩(wěn)壓范圍寬，電路的形式多樣。但是， PWM占空比的線性變化使相應的電流呈非線性變化，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)濾波電容的存在對占空比很小的 PWM波積分效果明顯，導致電壓的非線性變化更顯著，特別是 PWM占空比很小的時候，即希望調(diào)出很小的電壓的時候。 方案二：用單片機控制輸出電壓的調(diào)整，使用電壓采樣電路，通過 A/D轉(zhuǎn)換實現(xiàn)閉環(huán)控制。主 要由微控制器模塊，穩(wěn)壓控制模塊，電壓采樣模塊，顯示鍵盤模塊，電源模塊五部分組成。方案二系統(tǒng)框圖如圖 2所示。 掉電貯存單元 51 單 片 機 LCD 顯示單元 電壓控制單元 按鍵電路 電壓 /電流采樣電路 輸出 電源電路 4 圖 2 方案二系統(tǒng)框圖 方案三：利用 lm317集成穩(wěn)壓芯片為核心，通過變壓器之后整流濾波再穩(wěn)壓輸出穩(wěn)定的直流電。再用 ICL7107芯片制作數(shù)字顯示電壓表頭，芯片的供電也是用 lm317制作 +5V的穩(wěn)壓電源提供。方案三系統(tǒng)框圖如圖 3所示。 圖 3 方案三系統(tǒng)框圖 根據(jù)課題的要求最終選擇方案三，雖然方案三電壓調(diào) 節(jié)精度不及方案二，但是連續(xù)可調(diào)的直流電壓比較符合課題，方案二中的數(shù)控直流電源是步進調(diào)壓的。而且方案三具有電路簡單，價格低廉，便于操作等優(yōu)點，而且經(jīng)過調(diào)試，其電壓輸出穩(wěn)定，調(diào)壓精度高，效率高，完全符合課題的要求。 芯片的選擇 LM317三端可調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器 Lm317是可調(diào)節(jié)三端正電穩(wěn)壓器，在輸出電壓的范圍是 的電流，此穩(wěn)壓器非常容易使用，只要兩個外部電阻來設置輸出電壓。此外，還使用內(nèi)部限流，熱關斷和安全工作區(qū)補償從而使之能防止燒斷保險絲。 Lm317是應用很廣泛的集成電路之一。它不僅能構成三端穩(wěn)壓電路的最簡單形式，同時輸出電壓具有可調(diào)的功能。此外，它還有眾多的優(yōu)點，例如，調(diào)壓范圍寬，穩(wěn)壓性能好，噪聲低，紋波抑制比高。它的主要性能參數(shù)如下： 輸出電壓： DC； 輸出電流： ； 保護電路：芯片內(nèi)部有過熱，過流，短路保護電路； 最大輸入輸出電壓差： 40V DC； 220AC 輸入 變壓器 LM317 穩(wěn)壓電路 輸出 ICL7107 LED 顯示 5