直流稳压电源电路的设计
第七章 实验
7.1 通过实验获取直流电源相关知识
通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试，要求学会：(1)选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源；(2)掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。
7.2 设计任务
设计一波形直流稳压电源应满足：(1)当输入电压在220V±10%时，输出电压从3－12V可调，输出电流大于1A；(2)输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于5×10-3，输出内阻小于0.1欧。
7.3 设计要求
(1)电源变压器只做理论设计；(2)合理选择集成稳压器；(3)完成全电路理论设计、计算机辅助分析与仿真、安装调试、绘制电路图，自制印刷板；(4)撰写设计报告、调试总结报告及使用说明书；(5)仪器与器材、自耦调压器、双踪示波器、万用表（模拟或数字）、交流毫伏表各一台，自制电路板的各种工具一套及元器件若干；(6)原理与分析。 1、直流电源的基本工作原理：
当市电经过输入开关接通变压器将市电电压转换成所设计的电压后,进入了预稳压电路,预稳压电路是对所要的输出电压进行初步稳压,其目的是降低大功率调整管的输入与输出之间的管压降，减少大功率调整管的功耗，提高直流电源的工作效率，预稳压电源一般由可控硅无级移相调整式用继电器切换变压器输出的抽头进行稳压。经过预稳压电源和滤波器后,得到的电压基本稳定纹波相对较小的直流电,经过在控制电路的控制的大功率调整管进行精确快速的顶压后,将得到稳压精度和性能符合标准的直流电压再经过滤波器进行滤波后既得到我们所需要的输出直流电，为了得到我们所需要的输出电压值或稳流电流值，我们还需要对输出的电压值和电流值进行取样检测并将其传送到控制/保护电路，控制/保护电路将检测到的输出电压值钱和电流值与电压/电流设定电路所设定的值进行比较分析后，驱动预稳压电路和大功率调整管使直流稳压电源能输出我们所设定的电压和电流值，同时当控制/保护电路检测到异常的电压或电流值等情况下将启动保护电路使直流电源进入保护状态。
14
商丘工学院毕业论文（设计）
2．稳压电流的性能指标及测试方法 直流电源的技术指标分为两种：
一种是特性指标包括：允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；
另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度，包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率）、纹波电压（周围与随机漂移）及温度系数。稳压电源性能指标测试电路。（1）纹波电压：叠加在输出电压上的交流电压分量。用示波器观测其峰峰值一般为毫伏量级。也可用交流毫伏表测量其有效值，但因纹波不是正弦波，所以有一定的误差，一般直流电源的纹波电压VP-P≤10mV。（2）稳压系数：在负载电流、环境温度不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化。（3）电压调整率：输入电压相对变化为±10%时的输出电压相对变化量，稳压系数和电压调整率均说明输入电压变化对输出电压的影响，因此只需测试其中之一即可。（4） 输出电阻及电流调整率 ，输出电阻与放大器的输出电阻相同，其值为当输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值。电流调整率：输出电流从0变到最大值时所产生的输出电压相对变化值。输出电阻和电流调整率均说明负载电流变化对输出电压的影响，因此也只需测试其中之一即可。 3. 直流电源的基本技术参数
直流一般输入电压:AC220V±10% 50Hz±5Hz，输出的纹波与噪声：Cv≤1mvrms CC≤5mARms 。 4. 选用要点
1） 220V和110V直流系统应采用蓄电池组。48V及以下的直流系统，可采用蓄电池组，也可采用由220V或110V蓄电池组供电的电力用直流电源变换器(DC／DC变换器)。2）供电距离较远的辅助车间，当需要直流电源时，宜独立设置直流系统。3）蓄电池组正常应以浮充电方式运行。4）铅酸蓄电池组不宜设置端电池，镉镍碱性蓄电池组宜减少端电池的个数。 5）直流系统标称电压 ①专供控制负荷的直流系统宜采用110V。②专供动力负荷的直流系统宜采用220V。③控制负荷和动力负荷合并供电的直流系统宜采用220V。 6）充电装置 ①应满足蓄电池组的充电和浮充电要求。②应为长期连续工作制。③充电装置应具有稳压、稳流及限流性能。④应具有自动和手动浮充电、均衡充电和稳流、限流充电等功能。⑤充电装置的交流电源输入宜为三相制，额定频率为50Hz，额定电压为380(1±10％)V。小容量充电装置的交流电源输入电压可采用单相
15
直流稳压电源电路的设计
220(1±l0％)V。⑥l组蓄电池配置1套充电装置的直流系统，充电装置的交流电源宜设2个回路，运行中l回路工作，另1回路备用。当工作电源故障时，应自动切换到备用电源。7）蓄电池容量选择条件 ①应满足全厂事故全停电时间内的放电容量；②应满足事故初期(Imin)直流电动机启动电流和其他冲击负荷电流的放电容量；③应满足蓄电池组持续放电时间内随机(5s)冲击负荷电流的放电容量；④应以最严重的事故放电阶段，计算直流电压。
16
商丘工学院毕业论文（设计）
第八章 总结
在此次数字显示可调直流稳压电源的设计中，充分的体现出大学的知识是综合性的，是一个培养学生独立思考能力灵活运用个方面知识的具有挑战性的课题。刚开始的时候会感觉老师给的这个课题有点难，但人生不就是一个不断克服困难的过程么？在此次课程设计的过程中，我发现了自己的很多不足之处，比如说Protel学的不是很精只会一些皮毛而已，以及对书本上的知识掌握的不是很好。但是，我今后一定会把自己的不足之处给改正过来的。刚开始会遇到很多挫折，并不是说按照原理图焊接出来，就直接可以正常使用，在这几日里，我经历了阶段性成功的狂喜，测试失败后的沮丧，陷入困境的急噪，重新投入的振作，这样的心路历程是非常宝贵的体会，正是有了大家的鼎立合作终于成功了。同学们在设计的过程中互相帮助让我深刻的体会出团结就是力量的含义。让我印象最深刻的就是，在校准7107的时候，我发现电路居然只能校准一端，如校准了9V，调到12V就不准了，很郁闷，调试了一天，查电路图，理论完全没问题，虚焊和短路等问题都查过了，仍然查不出是什么问题。最后，很偶然的机会下，我把积分电路的电容由电解电容改用CCB，电路就正常了，精准了。我现在才明白，单有理论还不够的，照着书做是不够的，我们更需要的是实践能力和经验。除此之外，我还学会了焊接电路板，掌握了书本以外的电子电路方面的知识，尤其是在制作PCB板的时候受益扉浅，制板的过程中遇到另外种种问题，感谢实验室各位老师提供的元器件、工具和帮助，同时也感谢学校给我提供的实验条件，希望以后还有更多的机会进行有价值的实验和实践。
17
直流稳压电源电路的设计
参考文献
[1] 何立民编著. MCS-51系列单片机应用系统设计---系统配置与接口技术, 北京航空航天大学出版社, 1991.
[2] 王树勋,潘承武编著. MCS—51单片微型计算机原理与开发. 机械出版社,1990.
[3] 万嘉若.林康运等编著.<<电子线路基础>>华东师范大学物理系.高等教育出版社,1986年3月.
[4] 康华光主编.<<电子技术基础>>.高等教育出版社,1982年6月.
[5] 朱英杰.<<电子线路设计>>(第二版).华中科技大学出版社,2000年5月. [6] 杨文龙编.单片机原理及应用.西安:西安电子科技大学出版社,2005 [7] 王远编.模拟电子技术基础学习指导书北.北京:清华大学出版社,1998. [8] 梁颖.新型移相全桥ZVS-PWM变换器设计.成都航空职业技术学院学报,2005年02期
18