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简易可调直流稳压电源_图文

时间:2014-04-07

简易可调直流稳压电源
---------小辣椒队

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基本目标 设计思路 原理 制作过程 数据计算

基本目标
电子电路要正常工作,电源必不可少,并且电源性能对 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1个其输出能从0 V开始连续可调0~30)的直流 电源,并且要求电源有保护功能。实际上就是要求设计一个 具有足够调压范围和带负载能力的直流稳压电源电路。该电 路的设计关键在于稳压电路的设计,其要求是输出电压从0 V 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,能够输出足够大的电流。

输出电压:范围1.5~15V 步进 : 0.1V。 输出电压可预置在1.5V~15V之间的 任意一个值 数字显示输出电压值 为实现上述几部件工作,自制稳压直 流电源

设计思路
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该电路采用输出电压可 调且内部有过载保护的 三端集成稳压器,输出 电压调整范围较宽,设 计一电压补偿电路可实 现输出电压从0 V起连续 可调,因要求电路具有 很强的带负载能力,需 设计一软启动电路以适 应所带负载的启动性能。

原理
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电路采用三端集成稳 压器电路方案,电路 原理图如图4所示。 其中IC为三端集成稳 压器。晶体管T,阻 R3,和电容器C组成 软启动电路。电阻R4 和二极管D组成电压 补偿电路。电容C2为 输出滤波电容。

1、三端集成稳压器LM317及其调压原理
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图4中IC采用了LM317系列三端集成稳压器,其输出电 压调节范围可达1.25~37 V,输出电流可达1.5 A,内 部带有过载保护电路,具有稳压精度高、工作可靠等 特点。其输出电压的调节原理如图5所示。由于LM317 的2,3脚之间的电压U32为一稳定的基准电压(1.25 V), 故有:

其中,R1为固定电阻,故调节R2可以调节输出电压UO,并 且UO的最小值为1.25 V。

2、电压补偿电路的设计
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因要求输出电压从0 V起调, LM317集成稳压器不能直 接满足要求,需设计一个 电压补偿电路,抵消 LM317的1.25 V最小输出 电压。电压补偿电路由电 阻R4和二极管D组成。

U0=U3-UD
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式中,U3为LM317的3脚电压; UO为输出电压;UD为二极管D 的正向压降,即为补偿电压,其 值略大于LM317的基准电压 (1.25 V)。这里用3只串联的锗 材料整流二极管的导通压降来实 现。当调节R2少,使U3达到与 UD相等时,输出电压即为0 V。 之后,当调节R2逐渐增大时, UO即由0 V开始增大。由于负载 电流流过D,故D的最大工作电 流应能适应负载电流的要求。图 5中R4用于给D提供工作电流。

3.软启动电路设计
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软启动电路由晶体管T,电阻R3,R和电容器C组成。 其作用是使电路输出电压UO有一个缓慢的上升过程, 以适应感性负载(如直流电机)的启动特性。当输入电压 UI接入时,因C上的电压不能突变,故T因基极电位较 高而饱和导通,使U2(LM317的2脚电位)和U3都很低, 故UO很小,随着C的充电,T的基极电位下降,其集电 极电位(即U2)升高,使U3升高(因U32为一稳定电压), 所以UO也升高。当C充满电时,T被截止,启动电路失 去作用,UO也达到设定值。启动的时间可以通过改变 C和R的值进行调整。

制作过程

成品

数据计算

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接上电源变压器和整流滤波电路以后对电路进行测试的结果为: 电路在负载为1 A时输出电压调整范围如表1所示;

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在输出电压为 额定值(30 V) 下的负载特性 如表2所示。 电网电压波动 ±10%(负载 电流1 A)情况 下输出电压如 表3所示。

总结
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优点:
该电路所用器件较少,成本低且组装方 便、 可靠性高。


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