【正文】 ......................................................... 8 整流電路 .......................................................................................................................... 8 濾波電路 ........................................................................................................................ 11 穩(wěn)壓電路 ........................................................................................................................... 13 過流保護(hù) ........................................................................................................................... 16 顯示電路 ........................................................................................................................... 18 參數(shù)的計算 .................................................................................................................... 19 元件的選擇 .................................................................................................................... 20 ICL7107 的校準(zhǔn) ............................................................................................................ 21 ICL7107 的供電電源 .................................................................................................... 21 4 穩(wěn)壓直流電源的測試 ......................................................................................................... 23 電源的輸出顯示精確度與紋波測試 ............................................................................... 23 V 負(fù)載能力測試 ................................................................................................................... 28 5 穩(wěn)壓直流電源的實(shí)物圖 ...................................................................................................... 30 通電后的工作情況 ........................................................................................................... 30 電源實(shí)物圖 .......................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 32 英文摘要 ....................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。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。本電源在市場上很有應(yīng)用前景，可以作為收音機(jī)或掌機(jī)的外接電源，也可以用作手機(jī)電池的充電器，功率高點(diǎn)的還作為小型電視或其他家用電器的電源。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。 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。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。整流器由二極管組成，用于濾去整流輸出電壓中的紋波。 LM317的電壓調(diào)整電路圖如圖 1所示。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。 性能指標(biāo) 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(jié)構(gòu) 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(shí)現(xiàn)的功能和性能指標(biāo)等。 3 第三部分對選擇的方案進(jìn)行分析闡述，把電路分模塊地論述，給出各部分電路圖。 第五部分給出設(shè)計的實(shí) 物圖。 2 方案的選擇和設(shè)計思路 方案設(shè)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。它的功耗比較小，效率高，穩(wěn)壓范圍寬，電路的形式多樣。 方案二 ：用單片機(jī)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(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。方案二系統(tǒng)框圖如圖 2所示。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。 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(jìn)調(diào)壓的。 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 過 ，此穩(wěn)壓器非常容易使用，只要兩個外部電阻來設(shè)置輸出電壓。 Lm317是應(yīng)用很廣泛的集成電路之一。此外，它還有眾多的優(yōu)點(diǎn)，例如，調(diào)壓范圍寬，穩(wěn)壓性能好，噪聲低，紋波抑制比高。表 1為幾種集成穩(wěn)壓器的型號與性能指標(biāo)： 表 1 幾種集成穩(wěn)壓器的型號與性能指標(biāo) 類型 三段固定 三端可調(diào) 大電流可調(diào) 參數(shù) 符號 單位 78Mxx、 79Lxx lm31 LM337 LM138 輸入電壓 V1 V +（ 840） +（ 340） 35 輸出電壓 V0 V +（ 524） +（ ） 最小電壓差 （ ViVo） min V +() 電壓調(diào)整率 Sv %V 318 電流 調(diào)整率 Si % 1215 溫度系數(shù) S /℃ 300 (075) ℃ 紋波抑制比 RR dB 536 60 6 7780 6075 調(diào)整端電流 Id uA 50、 65100 輸出阻抗 Zo Ω 最小負(fù)載電流 Iomin mA 輸出電流 Io A 空擋（ ） M（ ） L（ ） 最大功耗 Pmax W 輸出噪聲電壓 Vn uV(峰 峰值 ) 470、 125600 50 ICL7107 三位半 LCD/LED 顯示 A/D 轉(zhuǎn)換器 ICL7107是現(xiàn)時一種在數(shù)字儀表領(lǐng)域上應(yīng)用非常廣泛的三位半 A/D轉(zhuǎn)換器，它的用途非常廣泛，不僅可以用于制作數(shù)字顯示電壓表，電路稍加改造，還可以用于制作數(shù)字電流表和數(shù)字溫度計等實(shí)用的電路或儀表。它集成了七段譯碼器，顯示驅(qū)動器，參考源和時鐘系統(tǒng)，并且可以直接驅(qū)動發(fā)光二極管。真正的差動輸入和差動參考源在各種各樣的系統(tǒng)中都發(fā)揮了非常大的作用。 ICL7107芯片共有 40 個引腳，芯片的第一腳，是將芯片正放，眼睛面對芯片的型號字符，在芯片的左下方就是它的第一腳。 芯片的第一引腳是供電，需要接入 DC5V的電壓。芯片第 31引腳是信號輸入引腳。下面給出 ICL7107 芯片的管腳排列圖，如圖 4所示： 圖 4 ICL7107的管腳排列圖 7 表 2為 ICL7107芯片的各種極限參數(shù)的表格，包括工作溫度、儲存溫度、熱阻和最大結(jié)溫等。 穩(wěn)壓電源電路圖如圖 5所示。交流 220V電壓經(jīng)過電源變壓器降壓整流后得到直流電壓 Vin，電壓 Vin經(jīng)過濾波電路輸入到集成穩(wěn)壓器的輸入端，在集成穩(wěn)壓器輸出端課調(diào)出 （可調(diào)范圍取決于 R2和 R3的取值，最大范圍可以從 調(diào)到 37V。 為獲得較高的輸出電壓值， LM317穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端與地之間的電阻 R2值及其壓降往往較大，在 R2兩端并接一個不小于 10uF的電容 C3，可有效地抑制輸出端的紋波。因此，在穩(wěn)壓器的輸入端接入 C2，輸出端接入 10uF的電解電容 C5，提供足夠的電流供給，同時可以防止可能發(fā)生的自激振蕩以及減小高頻噪聲和改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。為此，在穩(wěn)壓器兩端并接二極管 D6，輸入端短路時 C5通過 D6放電，保護(hù) LM317穩(wěn)壓器。因為課題不需要用到 20V 以上的電壓，所以應(yīng)該選用 18V24V的變壓器，這樣可以降低 LM317集成芯片的功耗，達(dá)到低功耗，高效率的要求。完成這一任務(wù)主要是靠二極管的單向?qū)щ娮饔?，因此二極管是構(gòu)成整流電路的關(guān)鍵元件。本設(shè)計采用單相橋式整流電路。 在工作時，電路中的四只二極管都是作為開關(guān)運(yùn)用，當(dāng)正半周時，二極管 V V3導(dǎo) 通（ V V4截止），在負(fù)載電阻上得到正弦波的正半周；當(dāng)負(fù)半周時，二極管 V V4導(dǎo)通（ V V3截止），在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周 。 橋式整流電路原理圖如圖 6所示。由于濾波電容的容量愈大，二極管導(dǎo)通角愈小，通過二極管脈沖電流的幅度愈大，因此，整流管的幅值電流必須加以考慮。二極管最大反向電壓： 2m a x 22 1 .2d iUU U?? 式中 U2為電源變壓器次級電壓有效值， Ui為整流輸出電壓 (即穩(wěn)壓器輸入電壓 )。根據(jù)計算， 1N4007的二極管符合設(shè)計要求，可以用作整流橋。 圖 7 橋式整流電路電壓和電流波形 11 如圖 7所示，在交流電壓 u2的整個周期內(nèi)，負(fù)載 Rl都有同方向的電流通過， 故 Rl上得到單方向全波 脈動的直流電壓。 濾波電路 整流電路將交流電變?yōu)槊}動直流電，但其中含有大量的交流成分（稱為紋波電壓）。 對于濾波電路的選擇有兩種方案： 方案一：采用電感濾波電路。在電感濾波電路中，