/串聯(lián)型連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓正電源電路分析與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人：王章雄〔10043125合作人：周益〔100431122012年4月4日目錄一、前言摘要……………二、設(shè)計(jì)任務(wù)……………三、實(shí)驗(yàn)原理……………四、系統(tǒng)組成……………五、設(shè)計(jì)思路……………六、設(shè)計(jì)調(diào)試……………七、調(diào)試中遇到的問題…八、解決方案……………九、設(shè)計(jì)結(jié)論……………十、心得體會(huì)……………前言摘要隨著生活的各式各樣,我們生活所需要的產(chǎn)品的品種也越來越多,其中絕大多數(shù)產(chǎn)品為電子產(chǎn)品,不同的產(chǎn)品工作時(shí)所需要的電源電壓也不同,因而對(duì)電源的性能和參數(shù)要求也不同。目前,各種直流電源產(chǎn)品充斥著市場,電源技術(shù)已經(jīng)比較成熟。然而,基于成本的考慮,對(duì)于電源性能要求不是很高的場合,可采用帶有過流保護(hù)的集成穩(wěn)壓電路,同樣能滿足產(chǎn)品的要求。本次設(shè)計(jì)的題目為串聯(lián)型連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓負(fù)電源：先是家用電源經(jīng)過變壓器得到一個(gè)大約十五伏的電壓U1,然后U1經(jīng)過一個(gè)橋堆進(jìn)行整流,再采用可調(diào)阻值的滑動(dòng)變阻器進(jìn)行分壓,在橋堆的輸出端加一電容C進(jìn)行濾波,濾波后再通過LM317〔具體參數(shù)參照手冊(cè)輸出一個(gè)負(fù)電壓,在LM317的輸出端加一個(gè)電阻R1,調(diào)整端加一個(gè)固定電阻R2和R3,這樣輸出的電壓就可以在某一范圍內(nèi)可調(diào)。因?yàn)殡娫吹脑O(shè)計(jì)中要求輸出電流可以擴(kuò)展,在LM317的輸出端加一個(gè)晶體管。經(jīng)過一系列的分析、準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)、焊接、調(diào)試…除了在布局與焊接美觀方面之外,設(shè)計(jì)的電路基本符合設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)任務(wù)和要求輸出直流電壓1.5—10可調(diào)；輸出電流Iom=300mA;<有電流擴(kuò)展功能>穩(wěn)壓系數(shù)Sr≤0.05；具有過流保護(hù)功能。實(shí)驗(yàn)原理基本方案介紹本電路包括四部分：變壓電路、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路。變壓電路：本電路使用的降壓電路是單向交流變壓電路,家用交流電源先經(jīng)過變壓器得到一個(gè)副邊電壓U1,然后U1經(jīng)過橋式整流和濾波電路得到UI,UI再經(jīng)過一個(gè)來自比較的放大電路進(jìn)行限流保護(hù)電路,把U2通過限流保護(hù)電路和一個(gè)基準(zhǔn)電壓電路及取樣電路來輸出一個(gè)穩(wěn)壓電壓整流電路中利用二極管的單向?qū)щ娦詫㈦娫醋儔浩鞲边吔涣麟妷鹤儞Q成脈動(dòng)的直流電壓,整流電路有半波整流電路和全波整流電路之分。濾波電路將整流電路輸出的單向脈動(dòng)電壓中的交流成分濾掉,輸出表較平滑的直流電壓UI。采樣電路由電阻R3、R4組成,R3變化反應(yīng)輸出電壓U0的變化量,并將這種變化輸入到放大電路的反相輸入端。放大電路的同相輸入端接穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz,提供基準(zhǔn)電壓,基本不變。取樣電壓U2與Uz比較放大,放大電路的輸出電壓與U2反相。當(dāng)UI升高或Io減小二導(dǎo)致輸出電壓Uo升高,則U2升高,從而使放大電路的輸出電位〔即調(diào)整管的基極電位降低；輸出電壓Uo必將隨之減小,而調(diào)整管的管壓降必將隨之增大,使Uo必將隨之減小,而調(diào)整管的管壓降必將隨之增大,使Uo保持基本不變。系統(tǒng)組成本實(shí)驗(yàn)的主器件有LM317一個(gè),橋堆一個(gè),電阻五個(gè)〔其中滑動(dòng)變阻器阻值1K歐姆,固定阻值電阻240歐姆,3歐姆,5100歐姆,33歐姆,電容兩個(gè)〔10pF和10pF,晶體管2N1711一個(gè),變壓線圈一個(gè)〔匝數(shù)比為10:1導(dǎo)線若干。設(shè)計(jì)思路可調(diào)式穩(wěn)壓三端穩(wěn)壓器的選取：因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)要求輸出穩(wěn)壓負(fù)電源,并且在一定范圍內(nèi)可調(diào),根據(jù)設(shè)計(jì)的要求,LM317符合這一設(shè)計(jì),對(duì)于LM317來說,輸出電壓U0隨輸出端與調(diào)整端之間的總電阻R4與調(diào)整端與地的總電阻R3的改變而改變,設(shè)輸出端的電勢為U〔相對(duì)地,在一定范圍內(nèi),調(diào)整端的電勢U0滿足U1=[<R3／R4>+1]由于U0幾乎不變,〔不同的規(guī)格其值略有不同。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求：可選取R3為5.1K歐,R4為240歐一個(gè)可調(diào)電位器R1為1k來達(dá)到設(shè)計(jì)要求,還有其他一些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)在實(shí)物電路圖中有添入〔比如濾波、限流保護(hù)。調(diào)試中遇到的問題及解決方案在焊好電路后,先在輸入端接入可調(diào)直流穩(wěn)壓電源檢查橋堆是否焊好,結(jié)果發(fā)現(xiàn)接入15v直流電源時(shí),用萬用表測輸出電壓發(fā)現(xiàn)為0v。立刻斷開電源,檢查橋堆中二極管陰極陽極是否接對(duì)〔將萬用表調(diào)到蜂鳴檢查沒有發(fā)現(xiàn)問題。接著檢查電路連線及焊點(diǎn)是否焊好,發(fā)現(xiàn)線路連線出了問題,電容被短路,三極管管腳接錯(cuò)。將懷疑被燒壞的電容及穩(wěn)壓器換掉,將三極管重新接過。再次接到直流電源,用萬用測輸出電壓,發(fā)現(xiàn)當(dāng)直流電壓為12v左右時(shí),輸出電壓達(dá)到1.5-10v。滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)結(jié)論本實(shí)驗(yàn)通過LM317的特性,在對(duì)LM317輸出于調(diào)整端的電壓與調(diào)整端與地之間電阻進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x取后能設(shè)計(jì)出相應(yīng)的設(shè)計(jì)。在誤差允許范圍內(nèi),本設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求,即設(shè)計(jì)的要求。心得體會(huì)本實(shí)驗(yàn)核心是采用三端穩(wěn)壓器,雖然從理論上也可以用多個(gè)三極管等效代替,但從仿真效果來看,后者顯然存在明顯的不足,其主要體現(xiàn)在不能方便的得出預(yù)期的效果,也就是不能真正的設(shè)計(jì)出來。后來采用三端穩(wěn)壓器替代,果然得到了所需要的數(shù)據(jù)結(jié)果。其過程主要是根據(jù)教科書所提供的電路原型與資料所進(jìn)行的對(duì)比有機(jī)的結(jié)合起來,過程充滿了不可預(yù)知性,但終于也把仿真實(shí)際的做了出來。接著根據(jù)仿真的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)際的焊接電路,但有許多器材校方并沒有提供,只有自己到電子市場去尋購,〔從這個(gè)方面,倒也有一種工作人員的刺激,此是題外話,只為笑談。把所有必需的電子器材尋購?fù)戤吅蟛耪嬲倪M(jìn)入根據(jù)仿真圖進(jìn)行實(shí)際的電路焊接,這個(gè)過程主要是由我的另一位組員完成,我也算是在這方面小小的偷了下懶！所以真正的焊接體會(huì)也就不是很多。唯一有的就是焊接速度與美觀方面必然自己有嚴(yán)重的不足。焊接完畢后下一步自然是檢測調(diào)試,雖然開始第一次檢測并沒有成功,也查出來是變壓器器件的問題,接著就是進(jìn)行換實(shí)驗(yàn)器材,也就是變壓器,終于能夠在小方面達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),但具體不足還是與實(shí)驗(yàn)實(shí)際要求有著一定的差距,例如：并不能真正的達(dá)到電壓可調(diào)在要求范圍之中。所幸,最終完成了設(shè)計(jì)性的課程實(shí)驗(yàn)。本次課設(shè)對(duì)已經(jīng)學(xué)過的模電通過實(shí)際操作有了更為