模拟电子技术课程设计报告书。
2024年月日。
串联型直流稳压电源设计。
摘要。采用稳压电路维持输出电压稳定不变，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。本课程设计中采用三端可调稳压器lm317。
直流稳压电源主要由四部分组成：电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。
整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用输出直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将 220v 交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在可调。
一、设计目的。
1.如何选择变压器、整流二极管、滤波电容及调整三极管或集成稳压块；\
2.合理选择电路结构，并完成全电路元器件参数设计、绘制电路图；
3.短路保护实现方法。
4.掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。
5.撰写设计报告。
二、设计要求。
采用lm317三端集成稳压器设计一个稳压电源，其性能指标如下：
1.输入交流电压220v(50hz），输出电压，最大输出电流。
2.电网电压波动±10%，输出电压相对变化量2%。稳压系数。
3.内阻。4.工作温度。
三、设计方案及原理框图。
1.根据设计指标要求，该稳压电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和指示电路等组成。原理方框图及稳压电源整流与稳压过程如下图所示：
1）供电电压交流220v（有效值）50hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电压降低获得所需要交流电压。
2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流，但其幅度变化大（即脉动大）。
3）脉动大的直流电压经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电。
4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受。
2.整流电路采用桥式整流，整流电路的功能是把交流电变换成直流电，它的基本原理是利用了晶体二极管的单向导电特性。桥式整流电路及信号的输入、输出波形如下图所示。输出直流电压为：
3.滤波电路采用电容滤波，整流电路输出波形中含有较多的纹波成分，与所要求的波形相去甚远。所以通常在整流电路后接滤波电路以滤去整流输出电压的纹波。
4.选用了lm317可调式三端集成稳压器实现电路的稳压及提供输出范围可变的输出电压。
四、单元电路设计及主要元器件参数计算。
1.单元电路设计。
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，变压器的变比由变压器的副边电压确定。
2）桥式整流电路。
桥式整流属于全波整流，它不是利用副边带有中心抽头的变压器，而是用四个二。
极管接成电桥形式，使在电压v2的正负半周均有电流流过负载，在负载形成单方向的全波脉动电压。桥式整流电路及信号的输入、输出波形如下图：
主要参数：3）滤波电路。
桥式整流c型滤波电路及其输出电压的波形如下图：
滤波电路的输出电压与滤波电容有关，一般取：uo =（0.9 ~ 1.4）ui
4）集成三端稳压器lm317
lm317其特性参数：
输出电压可调范围：1.2v～37v
输出负载电流：1.5a
输入与输出工作压差δu=ui-uo：3～40v
三端可调式稳压器的典型应用电路的输出电压为：
lm317的vref=1.2v，iadj=50ma，由于iadj<2.元器件的参数选择。
1)电源变压器的选择：
由于lm317的输入电压与输出电压差的最小值，输入电压与输出电压差的最大值，故lm317的输入电压范围为：
副边电压：,取。
副边电流：,取，变压器副边输出功率：
查资料可知变压器的效率：，则原边输入功率：
通过由上分析，副边输出电压为12v，输出电流为1a，为留有余地，一般选择功率为20w的变压器。
2)整流二极管的选择。
在桥式电路中，每个二极管承受的最大峰值电压。在桥式整流电路中，每个整流二极管的正向电流平均值输出为。
正向电流，电流的一半，其最大值为。
本设计选用1n4001型硅整流二极管，其极限参数，;经比较其参数均满足要求。
3）滤波电容的选择。
由公式可求得。
取。3）r1、r2的选择。
lm317输出端与调整端之间有固定不变的基准电压uref为1.25v,调整端输出电流iad=50ua，且十分稳定。r1跨接在输出端与调整端之间，用lm317组成的输出电压连续可调的集成稳压电源，由于内部参数所限，其最小电流不得小于5ma，所以r1max=uref/5ma=250,取240，r2为输出电压调节电阻。
由已知参数可得：uo=uref(1+r2/r1)=1.25(1+r2/r1)得r2=2.
06k,取r2=2.2k.
4）两个保护二极管的选择。
它们在正常情况下均截止，而发生故障才导通，其两端电压为0.7v，从而保护集成稳压器，这两个二极管选用1n4001整流二极管即可。
5）c2、c3、c4的选择。
根据对电路的分析已知c2、c3、c4本设计电路中的作用及参考资料，c2可选0.33uf的瓷介电容，c3选10uf的电解电容，c4选100uf的电解电容。
五、电路图。
6、调试及故障分析。
按上述电路图以及所计算的参数，连接线路，进行**设计及调试。
**设计图如下：
1.输出电压与最大输出电流的测试。
稳压电源正常工作时能输出的最大工作电流，用iomax表示，一般情况下的工作电流ioiomax时损坏稳压器。同时测量vo与iomax.测试过程是：
输出端接负载rl,输入端接220v的交流电压数字电压表的测量值为vo;使rl逐渐减小，直到vo的值下降5%，此时流经负载rl的电流即为iomax.
2.测试电压调整范围。
电路输入调r2从最小调制最大，用万用表监视输出电压值，输出电压达到要求，说明lm317正常工作，再进行其他性能指标测试。
3.稳压系数的测量。
先调自耦调压器使输入电压时，再调r2和滑线使稳压电源的输出电压uo=10v输出电流io=0.8a。然后调节自耦变压器模拟电网电压变化±10%，使输入电压，测出稳压电源对应的输出电压uo1 ；再调节自耦变压器使输入电压，测出稳压电源的输出电压uo2。
则稳压系数为：
4.输出电阻的测量。
保持稳压电源的输入电压，在不接负载rl时测出开路电压uo1，此时io1=0，然后接上负载rl，测出输出电压uo2和输出电流io2，则输出电阻为：
七、设计总结：
经过了将近三天的努力，本次的串联型集成直流稳压电源的课程设计也终于完成了。这次课程设计，虽然是勉强完成了，但是也发现自己的知识水平和能力十分有限。首先我发现我对**软件proteus、multisim的使用很不熟悉，应用特别吃力。
对理论数值的计算没有头绪，通过查阅各方面的资料才基本掌握了本次理论的计算方法。
通过这次的课程设计，使我更清楚的了解了掌握理论知识的重要性，只有在理论的基础上才能够更好的去实践。这次课程设计使我初步学会了对**软件proteus、multisim的使用，将所学知识运用到设计中，按照设计要求设计电路的参数，在按对应的参数选取元器件，通过查找资料了解元器件的主要特性与相关使用注意事项。在电路设计中选取最优元件来满足设计的要求。
在以后的学习和生活中，我会更注重培养自身的实践能力以及自学能力，并加强专业知识的系统性，努力扎实自己的专业基础，进而提高自身的实际操作以及应用能力。
1.杨素行编《模拟电子技术基础》,高等教育出版社。
2.于孟尝编《数字电子技术基础》，高等教育出版社。
3.杨刚编《模拟电子技术基础实验》,北京电子工业出版社。
4.《电子技术基础课程设计》，康华光主编，高等教育出版社。
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