【正文】 or integrated DC power supply circuit, and produced with the MCU adjustable DC power supply circuit, and a more detailed description of an application CW317 threeterminal regulator IC circuit design methods. Keywords: DC power Supply regulator Overcurrent Protection CW317 Harvest 引 言 當(dāng)今社會(huì)人們極大的享受著電子設(shè)備帶來的便利，但是任何電子設(shè)備都有一個(gè)共同的電路 電源電路。大到超級(jí)計(jì)算機(jī)、小到袖珍計(jì)算器，所有的電子設(shè)備都必須在電源電路的支持下才能正常工作。袖珍計(jì)算器則是簡(jiǎn)單多的電池電源電路。提供這種穩(wěn)定的直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源。 線性穩(wěn)壓電源 線性穩(wěn)定電源有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是它的功率器件調(diào)整管工作在線性區(qū)，靠調(diào)整管之間的電壓降來穩(wěn)定輸出。 該類電源優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高，紋波小，可靠性高，易做成多路，輸出連續(xù)可調(diào)的成品。從輸出指示上可分指針指示型和數(shù)字顯示式型等等。 開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕，穩(wěn)定可靠；缺點(diǎn)相對(duì)于線性電源來說紋波較大（一般≤ 1%VO(PP),好的可做到十幾 mV(PP)或更小 )。在同樣的輸入電壓變化條件下， S 越小，輸出電壓的變化越小，電源的穩(wěn)定度越高。 輸出電阻（又叫等效內(nèi)阻）用 rn 表示，它等于輸出電壓變化量和負(fù)載電流變化量之比。良好的穩(wěn)壓電源，應(yīng)在環(huán)境溫度變化時(shí)，有效地抑制輸出電壓的漂移，保持輸出電壓穩(wěn)定，輸出電壓的漂移用溫度系數(shù)KT 來表示 . （ 4） .輸出電壓紋波小 所謂紋波電壓，是指輸出電壓中 50 赫或 100 赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。其中 R R2 和 RP 組成取樣電路， R R2 和 RP稱為取樣電阻； R3和 V2組成基準(zhǔn)電路， R3是 VZ 的限流電阻， VZ給 V2 發(fā)射極提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓； V2為比較放大管，作用是將穩(wěn)壓電路輸出電壓的變化量先放大，然后再送到調(diào)整管基極； V1 是調(diào)整管，起調(diào)整作用。 圖 1 串聯(lián)型穩(wěn) 壓電路 (2) 采用三端集成穩(wěn)壓器電路。 其硬件電路主要包括變壓器、整流濾波電路、壓差控制電路、穩(wěn)壓及輸出電壓控制電路、電壓電流采樣電路、掉電前重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、單片機(jī)、鍵盤顯示等幾部分，硬件部分原理圖如圖 3 所示。 電壓電流采樣電路由單片機(jī)控制實(shí)時(shí)對(duì)當(dāng)前電壓電流進(jìn)行采樣，以修正輸出電壓值。 在實(shí)際中，如果對(duì)電路的要求不太高 (這種情況較多 )，多采用第二種設(shè)計(jì)方案。 整流電路：整流電路的主要作用是把經(jīng)過變壓器降壓后的交流電通過整流變成單個(gè)方向的直流電。我們選取單相橋式整流電路實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的整流功能。 穩(wěn)壓電路： 因?yàn)橐筝敵鲭妷嚎烧{(diào)，所以選擇三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器。 圖 4變壓器及其波形變換 電源變壓器實(shí)物圖如圖 5，變壓器工作原理電路示意框圖見圖 6。 （ 2）電路特點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出電壓波動(dòng)較大、效率低。（ 3）工作原理：在 U2正半周： D1 導(dǎo)通、 D2 管截止，負(fù)載中有電流流過； 在 U2負(fù)半周： D1 截止、 D2 管導(dǎo)通，負(fù)載中有電流流過。 仿真電路： （ 4）參數(shù)計(jì)算 ①輸出的直流電壓值為： 厚 德 勵(lì) 志 篤 學(xué) 精 藝 － 17 － 電子信息工程技術(shù)專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) ②流過負(fù)載平均電流： IDO= UO /RL=③流過整流二極管的平均電流： IF= IDO =④整流二極管的最大反向電壓： UDR=SQR（ 2） U2 ⑤二極管的選擇： （ 1） D 管的最大整流電流 IF必須大于實(shí)際流過二極管的平均電流 IDO： IF IDO =ULO/RL= U2/RL （ 2） D 管的最大反向工作電壓 UR必須大于二極管實(shí)際所承受的最大反向峰值電壓 URM： UR URM =SQR（ 2） U2 綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇橋式整流電路較為合適。 電容濾波電路 盡管整流后的電壓為直流電壓，但波動(dòng)較大，仍然不能直接作為電源使用，還需進(jìn)一步濾波，將其中的交流成份濾掉。在電容量不變時(shí)，要改變兩端電壓就必須改變兩端電荷，而電荷改變的速度，取決于充放電時(shí)間常數(shù)。由于 Rint 一般很小，電容器很快就充電到交流電壓 V2的最大值 V2 ，由于電容無放電回路，故輸出電壓（電容 C 兩端的電壓 )保持在 V2 不變。 3 當(dāng) V2又降至 V2＜ VC時(shí)，二極管又截止，電容 C又向 RL放電，如圖中 c 、 d段所示 .電容如此周而復(fù)始充放電，就得到了一個(gè)如圖所示的鋸齒波電壓 Vo = VC ，由此可見 輸出電壓的波動(dòng)大大減小。為了得到平滑的輸出電壓，一般?。? RLC≧（ 3— 5） T/2 (T— 交流電源電壓周期 ) RL 越小，輸出電壓越小。 ③ 電感濾波電路的幾點(diǎn)說明： L越大、 RL越小，輸出電壓紋波越??； 忽略電感內(nèi)阻， ULO= （理論值）； 電感濾波適用于低電壓，大電流的場(chǎng)合。最簡(jiǎn)單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端，故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。三端集成穩(wěn)壓器只有三個(gè)端子，安裝和使用都很方便。 厚 德 勵(lì) 志 篤 學(xué) 精 藝 － 25 － 電子信息工程技術(shù)專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 14 三端固定式集成穩(wěn)壓器型號(hào)組成及意義 （３）三端固定式集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用 ①固定輸出穩(wěn)壓器 在實(shí)際上工作中，可根據(jù)不同的需要，選取符合要求的 CW78XX、 CW79XX 系列產(chǎn)品。 C3是容量較大的電解電容，主要用來進(jìn)一步減小輸出脈動(dòng)和低頻干擾。 圖 17 提高輸出電流接線圖 III CXX??0 IIII WBRXX ??? IIUIIIII WCBECWBR R ???????? ? ?10 （ 2） 由于 1??? ； 且 很小，可忽略不計(jì)，所以 IUI CBER ??0 （其中 IIU CBER ?? 0 ） （ 3） 式中 R 為 V提供偏置電壓， UBE 由三極管決定，鍺管為０．３ V，硅管為０．７ V。 2. 三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器 三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器按輸出電壓分為正電壓輸出 CW317（ CW11 CW217）和負(fù)電壓輸出 CW337（ CW13 CW237）兩大類。 圖 18 CW317 和 CW337 外形 典型應(yīng)用電路如圖 19 所示。 綜合比較而言穩(wěn)壓電路部分選擇 具有體積小，可靠性高，使用靈活，價(jià)格低廉，穩(wěn)壓內(nèi)部含有過流、過熱保護(hù)電路 等優(yōu)點(diǎn)三端集成穩(wěn)壓（ CW317）電路。 317 系列穩(wěn)壓器輸出連續(xù)可調(diào)的正電壓， 337 系列穩(wěn)壓器輸出連可調(diào)的負(fù)電壓，可調(diào)范圍為 6V~13V，最大輸出電流 為 。組成的穩(wěn)壓電源電路如圖 20 所示。為留有余地，選功率為10W 的電源變壓器。 在沒有容性負(fù)載的情況下 ,穩(wěn)壓器可以穩(wěn)定地工作 ,但當(dāng)輸出端有 5005000PF 的容性負(fù)載時(shí) ,容易發(fā)生自激 .為抑制自激 ,在輸出端接一只 1 微法的鉭電容或 25 微法的鋁電解電容 C4,它還可以發(fā)送電源的瞬態(tài)響應(yīng) .但當(dāng)輸入端發(fā)生短路時(shí) ,C4 中儲(chǔ)存的電荷將對(duì)穩(wěn)壓器輸出端放電 ,放電電流可能損壞穩(wěn)壓器 .故在穩(wěn)壓器兩端并接保護(hù)二極管VD2。 ③ 正確識(shí)讀 CW317 的引腳 ， 根據(jù)裝配圖完成可調(diào)輸出的三端集成穩(wěn)壓器組成的穩(wěn)壓電源安裝。 ⑦ 調(diào)節(jié)電位器 RP，測(cè)量輸出 電壓的變化范圍是否在 1. 5V～ 6V之間。 ③ 測(cè)量輸出電阻 Ro。即Δ Ui=44V） ⑤ 用毫伏表可測(cè)量輸出直流電壓中的交流紋波電壓大小，并用示波器觀察、記錄其波形。 ③ 測(cè)得紋波電壓時(shí)示波器造成的誤差 。 ③ 測(cè)得紋波時(shí)示波器采用手動(dòng)同步 。在設(shè)計(jì)的時(shí)間上由于與復(fù)習(xí)考試的時(shí)間有些沖突，在設(shè)計(jì)的時(shí)候有些地方很可能還不夠完善，但是我非常高興學(xué)?？梢越o我們同學(xué)們這 次自己設(shè)計(jì)報(bào)告的機(jī)會(huì)，這個(gè)看似簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)報(bào)告卻真的花了我們不少的時(shí)間和心血。經(jīng)過對(duì)前面部分電路的仿真我掌握了仿真的具體方法。希望以后能將自己設(shè)計(jì)的直流穩(wěn)壓電源運(yùn)用到實(shí)際應(yīng)用中去。 了解了穩(wěn)壓直流電源的組成部分和各部分的具體的作用，并且通過專研和實(shí)際的調(diào)試，測(cè)試，掌握了各級(jí)輸出級(jí)的電壓值以及各電壓的輸出波形的具體測(cè)量方法和誤差分析。 雖然在這次的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和參數(shù)的確定以及試驗(yàn)結(jié)果的測(cè)試的過程當(dāng)中也遇到了一些困難和迷惑，但是通過查閱相關(guān)的資料和書籍，并且跟同學(xué)互相探討和研究，基本上解決了所遇到的問題。 在此十分感謝老師對(duì)我們的指導(dǎo)。2021 [ 2 ] 余道衡，徐承和。 長(zhǎng) 沙 ： 中南大學(xué)出版社， 2 0 0 5 [ 4 ] 陶希平主編。北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2 0 0 1