仲恺农业工程学院实验报告纸
  自动化  （院、系）  自动化  专业  112    班  组  电力电子技术课
学号 21    姓名      易伟雄    实验日期  2013.11.26  教师评定         
实验三  可调直流稳压电源的设计
一．实验目的
1、学习小功率直流稳压电源的设计与调试方法。
2、掌握小功率直流稳压电源有关参数的测试方法。
3、培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
二．实验内容
2.1理论分析
    小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图1所示。
       
    +      电  源    +        整 流  +      滤 波  +      稳 压  +
    u1                u2                          u3                      uI                        U0
    _      变压器    _        电 路  _      电 路  _      电 路  _
（a）稳压电源的组成框图
u1                u2              u3                          uI                    U0 
                                                                                                 
  0            t    0            t  0            t  0          t  0        t
 
（b）整流与稳压过程
图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程
  1．电源变压器               
电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。电源变压器的效率为：
其中：是变压器副边的功率，是变压器原边的功率。一般小型变压器的效率如表1所示：
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  副边功率
  效率
0.6
0.7
0.8
0.85
    表1  小型变压器的效率
因此，当算出了副边功率后，就可以根据上表算出原边功率。
2．整流和滤波电路
在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路，整流电路的作用是将交流电压u2变换成脉动的直流电压u3。滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压u3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压UI。UI与交流电压u2的有效值U2的关系为：
                           
在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为：
                               
流过每只二极管的平均电流为：
                             
其中：R为整流滤波电路的负载电阻，它为电容C提供放电通路，放电时间常数RC应满足：
其中：T = 20ms是50Hz交流电压的周期。
    3．稳压电路
由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压UI会随着变化。因此，为了维持输出电压UI稳定不变，还需加一级稳压电路。稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。
集成稳压器的类型很多，在小功率稳压电源中，普遍使用的是三端稳压器，在可调式三端集成稳压器中，稳压器的三个端是指输入端、输出端和调节端。稳压器输出电压的可调范围为Uo=1.2 ~ 37V，最大输出电流Iomax =1.5A。
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2.2．仿真设计：
根据电路图操作以下两个步骤：
1）根据电路用万用表测出稳压电源的输出电压Uo、最大输出电流Iomax
2）根据稳压器的输入电压，确定电源变压器副边电压的有效值；根据稳压电源的最大输出电流I0max，确定流过电源变压器副边的电流和电源变压器副边的功率P2；根据P2，从表1查出变压器的效率η。
2.3仿真结果
1. 选择电源变压器
由于CW317的输入电压与输出电压差的最小值，输入电压与输出电压差的最大值，故CW317的输入电压范围为：
   
    即   
             
        ， 取
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变压器副边电流：，取，因此，变压器副边输出功率：，由表知变压器的效率
2．稳压系数的测量
    在时，测出稳压电源的输出电压Uo。然后调节变压器使输入电压，测出稳压电源对应的输出电压Uo1 ；再调节自耦变压器使输入电压，测出稳压电源的输出电压Uo2。则稳压系数为：
=0.0287
3．纹波因数的测量
用交流毫伏表测出稳压电源输出电压交流分量的有效值，用万用表（或数字万用表）
的直流电压档测量稳压电源输出电压的直流分量。则纹波因数为：
=0.0034
三、实验小结与改进
在这次电路设计过程中，我了解了稳压直流电源的组成部分和各部分的具体的作用，并且通过钻研和实际的调试、测试，掌握了各级输出级的电压值的具体测量方法和误差分析。学会了通过各部分电路各个元件之间的关系来确定具体的电路和元件的实际参数。通过对电路的理论分析从而在一定程度上大致分析所得的试验结果进行分析和确定正确与否，也通过实际的操作和对各元件的实际参数与理论值之间的差别了解了各影响因素对电路和试
验结果的影响。
虽然在这次的实验设计和参数的确定以及试验结果的测试的过程当中也遇到了一些困难和迷惑，但是通过查阅相关的资料和书籍，并且跟同学互相探讨和研究，基本上解决了所遇到的问题。然而由于对专业知识具备的不足，在设计的时间上由于与复习考试的时间有些冲突，所以在设计电路过程中难免会存在一定的差错，而且由于自己目前对很多电子器件的实际性能和型号的了解不多，会在选择器件的时候选不到最适合的器件使电路工作在最佳状态，所以实验结果可能与理论值相差较大，但是经过调试已尽量使实验结果与理论值间的差值减小到最小，从而达到了设计的基本要求。

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