河南理工大学毕业设计（论文）说明书

ID?U0.45U21 （4-2） IL?O?22RLRL每只二极管或桥堆所承受的最大反向电压为

URM=2U2 （4-3）

在选用整流二极管时，其最大整流电流和最高反向电压应分别大于以上两式计算出的ID和URM值。

如果是选用桥堆进行整流，则应注意最大工作电流和最大反压，反压值的计算同上式，但电流是指能够给负载的最大平均电流，应高于计算值。

(2) 滤波电路

一般采用电容滤波电路。电路如图4-7所示。输出电压波形反映的是电路稳态的结果。

图4-7电容滤波电路

从图4-7波形图中可以看出，要保持一定的输出电压或输出纹波小，其放电时间长数应足够大，应满足关系式RLC?(3～5)T/2=(3～5)/2f，式中T和f为电网电压的周期和频率，频率通常为50Hz。输出电压与输入电压一般可取VO≈1.2V2

(3)集成三端稳压器

集成三端稳压器具有体积小，外围元减少，调整简单，使用方便且性能好，稳定性高，价格便宜等优点，因而获得越来越广泛的应用。

常见的有固定式和可调式两类集成三端稳压器，内部多以串联型稳压电路为主，还有适当的过流、过热等保护电路。一般固定式较便宜，可调式较贵，性能也好些，功率也相对较大。在这里我们用可调式三端稳压器。

可调试三端稳压电路，其中LM338就是有代表性的产品，国内产品的前缀是CW，即CW338。LM338是大电流可调集成稳压器，最大输出电流为5A，可

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调输出范围1.25V～32V。它有二种封装，一种是TO-3金属壳，另一种是TO220塑料壳。

LM338的典型应用电路和各元件参数第二章中有介绍，本章不再另作介绍，本设计会用到此典型电路。

4.2.2 基本单元电路的设计

该电路的核心是用运算放大器做电压检测，实时根据输出电压的数值变化，灵敏切换输入电压的电位 。基本单元电路如图4-8所示。LM338为三端可调集成稳压器，通过改变 电位器Rw2的阻值 可调节输出电压值。JK为输入电压切换继电器，继电器JK受运算放大器IC2的控制，根据稳压器输出电压的数值大小变化而启动,D1为稳压管,Rw1、Rw2为取样电阻。调控过程分析如下：

继电器J K两活动触点分别接变压器的次级抽头。固定点接整流电路输入端， 通过电阻R3为运算放大器LM324提供反向端输入电压，由稳压管D1使电压稳定在Ur值，作为运算放大器LM324的参考电压。电阻R2和Rw2为运算放大器LM324同相端提供取样电压ui。设输出电压为U时控制继电器JK工作，切换输入电压UI。当UO>U，则 ui>ur，运算放大器 IC2的输出电压uo=+UO（sat），此时，LM324的输出高电平，使三极管BG饱和导通， 继电器JK处于工作状态，稳压器输入电压 ， 稳压器输入电压UI直保持在高电位；一旦UO

220VJK12V+V+BGD2LM334_RW2

T26VD1R3LM338R2UOT1+R1D3~D6C2C3RW1_

图4-8 基本单元电路

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4.2.3 电路结构图设计

根据上述原理，设计制作的0～30V可调精密稳压电源电路，如图4.2.6所示 。其中运算放大器选用运算放大器 LM324，三端集成稳压器选用输出电流为5A的LM338( 国产型号为CW338 )。利用一片LM324，即可实现5档电位切换，使稳压器的压差控制在3～8V之问。由于稳压器的起调电压为1.25V，为实现从0 V起调，RW1下端应接-1.25V的负电位。该电位可由稳压管VDZ5来提供，VDZ5再经过限流电阻R4接-5V电源。图3下半部分为运算放大器和继电器的工作电源 ，利用LM7800 ( 或7800系列)稳压 。运算放大器参考电压最好选用精密电压基准源。

调控过程如下：开始时，输出电压为30V，调节RW1，使输出电压下降，输出电压给运算放大器IC1的反相端提供比较电压，LM338的输入电压通过稳压二极管VDZ1被稳定在24V，给运算放大器的同相输入端提供参考电压。当输出电压小于等于24V时，运算放大器输出低电平，控制三极管BG1关断，从而控制电压继电器动作，切换输入电压至24V。同样，VDZ2将运算放大器IC2的参考电压稳定在18V，当输出电压小于等于18V时，运算放大器IC2输出低电平，控制BG2关断，从而控制JK2动作，切换输入电压至18V。稳压二极管VDZ3将IC3的参考电压稳定在12V，当输出电压小于12V时，运算放大器IC3会输出低电平，控制BG3关断，进而控制JK3动作，切换输入电压至12V。稳压二极管VDZ4将IC4的参考电压稳定在6V，当输出电压小于6V时，运算放大器IC4输出低电平，控制BG4关断，进而控制JK4动作，切换输入电压为6V。进而再调节RW1，可使电压降到0V。

电压升高原理类似。当输出电压大于6V时，运算放大器IC4输出高电平，控制BG4导通，进而控制JK4动作，切换输入电压至12V。后面原理类似，不再说明。

图4-9中，在LM338输入端与地之间有一只0.33uF的电容C1，目的是抑制高频干扰。

接在调整端和地之间的电容C3，可用来旁边Rw1两端的纹波电压，当C3中储存的电荷会通过稳压器内部的调整管和基准放大管而损坏稳压器。

LM338集成稳压器在没有容性负载的情况下可稳定工作，但输出端有500～1000PF的容性负载时，会产生自激振荡。为了抑制自激，可以在输出端并一只47μF

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的电容，电路图中并未画出。此电容还可改善电源的瞬态响应，以及进一步减小输出电压中的纹波电压。

由于输入电压分了好几个档位，进而减小了可调稳压器两端的压差，从而减小了可调稳压器的功耗。

各元件参数：VDZ1—1N732，VDZ2—1N720，VDZ3—1N716，VDZ4—1N709；BG1、BG2、BG3、BG4—3DK8C；RW1、RW21、RW22、RW23、RW24—5KΩ；R1—120Ω；C1—0.33μF，C2—10000μF，C3—10μF，C4—1μF，C5—0.1μF；

12V18V30VJK1BG1D1IC1LM324+RW21R21R31_T524VVDZ1RW22JK2T4BG2D2VDZ2RW23R23R33VDZ3RW24R24R34VDZ4UO+R1RW1C4C5_-5VIC2+R22R32LM324_T3

220VT2JK3BG3D3IC3+LM324_

6VT1JK4BG4D4IC4+LM324_ D5LM338

D6D7~D10C1C2C3 VDZ5 T6D11~D1412V7800R4C6C7 C8C9

图4-9可调稳压电源电路结构图

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