串联开关型稳压电源设计报告
电路设计实验
2009年12月29日
稳压电源测试方案
一、 设计任务概述
设计一个线性可调的稳压电源,使输出电压范围是7V~17V,最大输出电流Iomax
这个方案主要用到一个7805三端稳压器,提供稳定的5V输出电压。利用滑动变阻器调节阻值,使输出电压改变。经过multisim仿真,该方案的输出电压调节范围为5.0V~20.2V。 考虑到单项桥式整流和滤波的因素,加入桥式整流电路和电解电容C1滤波电容, 输出端加入电解电容C2进一步滤波。 I3=I1+I2 I2=UR1/R1
输出电压Uo=5+R3*(I1+I2)=5+R3*(I1+I2) 三、
最终实现方案
较初步方案改进之处:
● 前端加入一个电解电容C1和一个普通电容C2使低频和高频分量均能滤过,后端
加入的一个电解电容C3和一个普通电容C4增强了电路输出的瞬态特性。 ● 加入运算放大器uA741之后使负载调整率同等条件下更小。 ● 红色的发光二极管使电路工作状态更加直观的体现出来。
元件选择与原件参数计算:
● 二极管1N4007*4反向击穿电压Urm>25V 击穿电流IF>1.5/2=0.75A 用万用表二极
管档测量二极管极性(有色圈是负极)数值含义是二极管正向压降。
● 发光二极管(红) 要用万用表测试极性或者用电池连接到二极管两端,观察是否
发光
● 电解电容C1=2200微法(25V)
普通电容C2=0.33微法
电解电容C3=220微法(25V) 普通电容C4=0.1微法
电解电容要测试极性(有银色箭头那一侧为负极)
● 7805稳压器:面对正面引脚向下,左为输入、中为地(公共)端、右为输出。在输
入与地端接+7.5V到24V直流,输出对地应保持+5V不变说明是好的 ● 外接假负载电阻 20欧或30欧 ● 电阻,注意色环标注法
电阻 1.5K(色环标注) 可调电阻5K(502) 棕1 红2 橙3 黄4 绿5 蓝6 紫7 灰8 白9 黑0 ,金、银表示误差
四、 测试方案设计与实现
1、 测量空载时可调电压范围(可调电阻调节要慢)
7.4V~20.2V
2、 加负载电阻RL=20.7欧,测量可调电压范围
7.2V~18.3V
3、 测量负载调整率(标明负载阻值,5%以内最佳)
空载电压 加载电压 负载调整率
7.4V 7.3V 1.3% 15.1V 14.9V 1.3% 18.2V 17.8V 2.2%
通过以上比较可知,空载电压越大,负载的电压调整率越大 4、 稳压电源效率 η=U0/Uc
输入端19.2V 输出端 7.2V 效率=37.3% 6、15V时稳压电源功率因数cosφ 54度 cosφ=0.58
7、拿下运放,观察负载调整率 注意连接导线接通7805中脚与可调电阻
空载电压 加载电压 负载调整率
7.4V 7.3V 1.3% 15.1V 14.9V 1.3% 18.2V 17.5V 3.8%
通过对比可知,在大电压情况下,有运放的负载调整率要比没有运放时小
五、 结论
● 该电路的优缺点
优点前面除了前面已经提到了,还有这个电路的设计相对简单,用到的元器件较少,原理较简单,易于分析。测试的时候该电源的线性性很好。
这个电路的缺点在于,首先这个电源的效率较低。通过我们的测试,它的效率只有37.3%。其次它的电压调节不稳定,反应会有一定的延时。再次这个电源要是实际生产要加上变压器和其中的滤波电解电容,会导致体积较大。在输出电流较大时,稳压器的功率很大,需要加装散热片,从而也导致体积较大。 ● 该电路的改进方案
在稳压器输出端加上大电阻,减小稳压器的电流,其后连接三极管放大电流。减小稳压器的耗散功率。
六、 关于电子设计的体会与意见 电子设计这门课很有意义,是对平时枯燥理论学习的一个补充。我们通过这门课把所学到的貌似“高深莫测”的理论,实际应用在自己的设计方案中,并最终获得成功。这门课锻炼了我们的实际问题解决能力,发现了平时纯理论学习所不能遇到的问题。通过这次电子设计实践,我们发现了自己有多“眼高手低”了。小到元件的识别和测试,大到整体方案的设计,都不是随随便便就能应付了的。 鉴于这门课有这么多的好处,我建议我们应该每学期增加几次这样的实践焊接的机会,让大家能够把自己的想法拿出来,真正的去做成一个实物。这样能激发大家的学习兴趣。当发现自己理论知识不足时,必然会专心研究教材和查找资料。这样对于大家的学习和老师的教学都是事半功倍的。
附录:实际焊接测试遇到的问题
1、 在功放的静态工作点测试时,有些电路板E点的电压高达2-3V,即使调节可调电路电压也
在1V以上
2、 有些功放电路板在交流测试时,除了有交越失真外,在输出的正弦波的上升沿或者下降
沿也存在很大的失真,形似脉冲
3、 如何测试已经焊接在电路板的大功率三极管TIP41C TIP42C的好坏
4、 开关电源接通后,会有来自电感线圈的噪音,具体怎样解释,怎样降低甚至消除噪声