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直流稳压可调电源电路设计

发表时间：2021/7/1 来源：《文化研究》2021年8月上作者：李旺龙程裕蒋雨洋

[导读] 直流稳压电源，又称直流稳压器，它的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直接输出电压都能保持稳定。直流稳压电源一般由电源变压器，整流电路，滤波电路，以及稳压电路等电路组成。

四川成都西华大学李旺龙程裕蒋雨洋 610039

摘要：直流稳压电源，又称直流稳压器，它的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直接输出电压都能保持稳定。直流稳压电源一般由电源变压器，整流电路，滤波电路，以及稳压电路等电路组成。
关键词：直流，稳压，变压
        一、设计背景
        电子电路要正常工作，电源的作用是不可忽视的，电源性能的好坏，对电路、电子仪器和电子设备的使用寿命、使用性能等影响很大，尤其在带有感性负载的电路和设备(如电机)中，对电源的性能要求更高。在很多应用直流电机的场合中，要求为电机驱动电路提供一个其输出能从0V开始连续可调0V～24V的直流电源，并且要求电源有保护功能。因此，需要一个具有足够的调压范围和带负载能力的直流稳压电源电路，该电路要求输出电压从0V开始连续可调；所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调；输出电压应能够适应所带负载的启动性能。此外，电路还必须简单可靠，能够输出足够的电流。
        二、设计思路
       （一）可调直流稳压电源设计思路
        (1)变压。市电电压交流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市电压降低到所需要的交流电压。
        (2)整流。降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大(即脉动大)。
        (3)滤波。经整流后的脉动较大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。
        (4)稳压。滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的可调且稳定的直流电压输出，供给负载RL
        (5)工作流程图(如图1所示)。

        图1 稳压电源工作流程图
        （二）可调直流稳压电源工作原理方框图
        直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、消振、稳压、保护、可调七个环节来完成的(如图2所示)。

        图2 可调直流稳压电源方框图
        (1)电源变压器
        电源变压器，是降压变压器，它将市电220v交流电压变换成符合需要的较低的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定
        (2)整流电路。
         整流电路是利用二极管的单向导电性，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电，由VD1，VD2，VD3，VD4构成单相全波整流电路，电路如图4所示。在u2的正半周内，二极管VD1、VD3导通，VD2、VD4截止;u2的负半周内，WD2、VD4导通，WD1、WD3載止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。
        在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即。电路中的每只二极管承受的最大反向电压为(U2是变压器副边电压有效值)。在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联，以达到使输出波形基本平滑的目的。选择电容滤波电路后，直流输出电压:Uo=0.9U2，直流输出电流:Io=0.9*U2/RL(Io是变压器副边电流的有效值)。
        (3)滤波电路。
        滤波电路它可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压，它由C等外围元器件构成。
        (4)稳压电路
        三端可调稳压器LM317：
        三端可调稳压器因具有稳定度高、适应性强、使用方便的优点，得到广泛应用。稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化，其主要由三段集成稳压块IM317组成。
        (5)保护电路。
        LM317稳压块的输入端②脚与输出端③脚连接的二极管VD5用于防止输入端电压突然降低或输出端电压突然升高，输出电容放电时对IM317的冲击，从而起到保护稳压集成电路的作用。
参考文献
[1]可调直流稳压电源的设计[J].梁芳.今日科苑.2010(20)
[2]直流稳压电源保护电路的分析[J].冯燕.微计算机信息.2009(20）
作者简介：
李旺龙（1999-），男，汉，四川省成都市，本科，研究方向：自动化
程裕（1999-），男，汉，四川省成都市，本科，研究方向：自动化
蒋雨洋（2000-）男，汉，四川省射洪市，本科，研究方向：自动化