串联型直流稳压电源

更新时间：2023-10-07 12:54:01 阅读量：综合文库文档下载

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设计指标

输出电压：+12V，-12V，+5V +5V单独输出最大输出电流Iomax?3A

Vopp?1mV

最大输出电流皆为Iomax?0.5A

Vopp?10mV

以上稳压系数SV?5?10?4

串联型直流稳压电源

电源电路的作用是把交流市电(220V)变换成稳定的直流电压，直接或间接地给各个部分电路提供适当的供电，以保证负载电路能正常地进行工作。对电源电路总的要求是：稳压性能好，纹波系数小，功率损耗小，过载过压保护能力强等。

电源电路的常见形式有：一般型的可调串联稳压电路，泵电源，高速可控硅稳压电源，开关式稳压电源等。开关式稳压电源具有工作效率高，稳压范围大特点。串联型稳压电源虽然具有功耗较大，效率低，笨重的缺点，但同时因为其具有结构简单，安全可靠，维修容易等优点而被广泛使用，鉴于这些优点我们决定设计串联型直流稳压电源。

一、串联型直流稳压电源的组成与原理 1、串联型直流稳压电源的组成

直流稳压电源一般有电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成。如图1所示

图 1 直流稳压电源组成框图

其中稳压电路部分包括：调整，误差取样，比较放大和基准电路几个部分。

2、稳压原理

稳压电路部分是串联型稳压电路的主体部分。其中调整电路的作用相当于一个与负载串联的可变电阻。当输出的直流电压U0,因某种因素影响而升高时，通过误差取样电路，取出其变化值。此变化量经比较放大电路而形成控制电压，去控制这个可变电阻，使其电阻增大，其上的压降增大，使输出电压下降，仍回到U0，当输出电压U0变化时，按照上述同样的过程，但变化的极性相反，使这个可变电阻的阻值变小，其上的压降减小，使输出电压U0回升，这样就起到了稳定电压的作用。

随着集成电路的发展，把调整管、误差取样、基准和比较放大电路等部分做在一起成为集成化器件。如LM78XX系列，LM79XX系列等。为使电路简洁，可靠，我们使用三端稳压集成块。

二、串联型稳压电源设计

串联型稳压电源总体电路图如下：

图 2 串联稳压电源电路图

1、电源变压器

电源变压器的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需的交流电压。

变压器输出次级电压的计算：

Vi为三端稳压块的输入电压，Vi与交流电压V2的有效值V2的关

系为

Vi?(1.1—1.2)V2 （2—1）

电路中我们使用固定三端稳压集成电路LM7805、LM7812、LM7912来稳定电压。其最小输入、输出压差(Vi?Vo)min?3V，最大输入、输出压差(Vi?Vo)max?40V。由式（2—1）可得变压器次级的输出电压V2与稳压器输入电压Vi的关系。V2的值不能取大，V2越大，稳压器的压差越大，功耗也就越大。一般取V2?Vimin/1.1，I2?Iomax。

?输入电压Vi的范围为

Vo?(Vi?Vo)min?Vi?Vo?(Vi?Vo)max 12V?3V?Vi?12V?40V

15V?Vi?52V

V2?15/1.1?13.6V?14V

同理，-12V与+12V相同。因此我们选用稳压输出电压+12V、-12V的变压器次级抽头输出电压V2?15V。次级电流I2?Iomax?0.5A，取I2?0.7A，则变压器?12V组次级输出功率P2?I2V2?16.8W。

5V?3V?V'i?5V?40V 8V?V'i?45V

V2'?8/1.1?7.3V?8V

稳压输出电压+5V的变压器次级抽头输出电压V2'?8V。次级电流I2?Iomax?2A，取I2?2.2A，则变压器+5V组次级输出功率

P2?I2V2?11W，变压器次级总功率为16.8+11=26.8W，为留有余

地，次级总功率为30W。

2、整流电路

整流二极管D1—D4组成单相桥式整流电路，将变压器的次级输出交流电压V2变成脉动的直流电压，再经滤波电容C滤除纹波，输出直流电压Vi。V2是V2的有效值。