上海大学生产实习5V直流稳压电源设计报告Word下载.docx
- 文档编号:20437191
- 上传时间:2023-01-23
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:359.33KB
上海大学生产实习5V直流稳压电源设计报告Word下载.docx
《上海大学生产实习5V直流稳压电源设计报告Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《上海大学生产实习5V直流稳压电源设计报告Word下载.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
2016年7月7日
第1章直流稳压电源简介
1.1定义
稳压电源是能为负载提供稳定交流电源或直流电源的电子装置。
包括交流稳压电源和直流稳压电源两大类。
本报告讨论直流稳压电源的仿真与设计。
直流稳压电源是一种利用市电为小型电子设备(负载)供电或充电,能为其提供稳定直流电源的电子装置。
直流稳压电源的供电电源大都是交流电源,当交流供电电源的电压或负载电阻变化时,稳压器的直流输出电压基本能够保持稳定。
1.2直流稳压电源的构成
许多电子产品如电视机、电子计算机、音响设备等都需要直流电源,电子仪器也需要直流电源,实验室更需要独立的直流电源。
为了提高电子设备的精度及稳定性,在直流电源中还要加入稳压电路,因此称为直流稳压电源。
典型的直流稳压电源主要由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等几部分构成。
电源变压器把50Hz的交流电网电压变成所需要的交流电压;
整流电路用来将交流电变换为单向脉动直流电;
滤波电路用来滤除整流后单向脉动电流中的交流成分(即波纹电压),是指成为平滑的直流电;
稳压电路的作用是当输入交流电网电压波动、负载及温度变化时,维持输出直流电压的稳定。
1.3直流稳压电源的分类
目前生产直流稳压电源种类很多,可以从不同的角度分类:
1,依稳定方式:
参数型(如稳压管+电阻)、反馈型(如调整管+差放);
2,依工作状态:
线性电源、开关电源;
3,依连接方式:
串联型、并联型。
4,按作用器件:
电子管稳压器、稳压管稳压器、晶体管稳压器、可控硅稳压器等。
第2章直流稳压电源的设计及仿真
2.1设计目的及要求
(1)学习基本理论在实践中综合运用的初步体验,掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤,培养综合设计与调试能力;
(2)培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力;
(3)设计电路结构,选择电路元件,计算确定元件参数;
2.2设计步骤及思路
2.2.1直流稳压电源设计思路
①电网供电电压交流220V(有效值)50Hz,要获得低压直流输出,首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
②降压后的交流电压,通过整流电路变成单向直流电,但其幅度变化大(即脉动大)。
③由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波,须经过滤波电路变成平滑,脉动小的直流电,即将交流成分滤掉,保留其直流成分。
④滤波后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出,供给负载RL。
2.2.2直流稳压电源原理
直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成,见图2.1和图2.2。
图2.1直流稳压电源方框图
图2.2直流稳压各过程波形
2.3方案论证仿真
2.3.1总体方案确定
老师给出5V或3.3V电源可供选择,我选择制作5V稳压电源。
查阅资料得知,总体方案有两种,即
方案一:
采用集成运放和分立元件组成的串联式直流稳压电源;
方案二:
采用三端集成稳压电路实现。
比较下来,方案一电路简单,容易实现,成本低,可以达到技术要求,与所学的知识结合紧密;
方案二电路比一更简单,采用三端集成稳压芯片更易实现,成本低,能达到技术要求,但与所学知识结合不紧密,有违老师让我们制作的初衷。
所以我决定采用方案一。
2.3.2各过程仿真及确定
1,电源变压器:
是降压变压器,它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压,并送给整流电路,变压器的变化由变压器的副边电压确定。
因为想要制作5V稳压电源,所以选择变压到6V(有效值)左右。
图2.3加变压器电路图
图2.4加变压器后的波形比较
由图中可以看出,经变压器后,电压峰值降至8.576V左右,换算成有效值即为6.064V,符合要求。
2,整流电路:
利用单向导电元件,把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。
单相半波整流电路
图2.5半波整流电路图
图2.6半波整流波形比较
单相半波整流简单,使用器件少,它只对交流电的一半波形整流,只要横轴上面的半波或者只要下面的半波。
但由于只利用了交流电的一半波形,所以整流效率不高,而且整流电压的脉动较大,变压器的利用率低。
由于半波整流电路只利用电源的正半轴,电源的利用效率非常低,所以半波整流电路仅在高电压.小电流等少数情况下使用,一般电源电路中很少使用。
单相全波整流电路
由于对multisim软件的使用不是很熟练,无法找到中心抽头加到变压器的次级,因而没有能够实现对全波整流的仿真,只能用理论波形图代替讨论。
图2.7全波整流电路图
图2.8全波整流波形图
使用的整流器件较半波整流时多一倍,整流电压脉动较小,比半波整流小一半。
方案三:
单相桥式整流电路
图2.9全桥整流电路图
图2.10全桥整流波形
分析:
电源在正半周时,T1次级上端为正下端为负,整流二极管13端和24端导通,电流由变压器T1次级上端经过13,24回到变压器T1次级下端:
由图可以看出在电源负半周时,T1上端为负下端为正,整流二极管14和23导通,电流由变压器T1次级下端经过14,23回到变压器B1次级上端.负载俩端的电压始终是上正下负,其波形与全波时一致。
使用的整流器件较全波整流时多一倍,整流电压脉动与全波整流相同,每个器件所承受的反向电压为电源电压峰值,变压器利用率较全波整流电路高。
综合3种方案的优缺点:
决定选用方案三。
3,滤波电路:
滤波电路分为电容和电感滤波,由于所设计的电源负载电流不大,所以放弃电感滤波,选择电容滤波,并结合了课堂所学RC滤波的知识,仿真如图:
图2.11滤波电路图
图2.12滤波波形图比较
由图中可以看出,经过滤波电压基本输出稳定的直流量,滤波效果较佳。
4,稳压电路:
虽然滤波后已经可以得到较为平整的直流电压,但是其受到交流电压及负载变化的影响而不稳定,因此需要进行稳压。
本次设计采用稳压二极管进行稳压,仿真如图:
图2.13稳压电路图
图2.14稳压后的波形
图中可以看出经过稳压可以得到相当稳定的直流电压。
2.3.3总体电路图
第3章直流稳压电源制作
3.1元器件选择和电路参数计算说明
1、变压器的选择
在电容滤波的整流电路中,变压器次级线圈除供给负载电流外,还要向电容充电。
由于充电时的电流瞬时值很大,因此通过变压器次级线圈的电流平均值虽然等于I=,但通过变压器次级线圈的有效值I2要比I=大,I2和I=的关系决定于电流脉冲波型的形状,波型愈小,有效值愈大。
由于一般这种整流电路后面都要用稳压电路,因此估算已能解决实际问题,而没有必要再作繁琐的精确计算。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 上海 大学 生产 实习 直流 稳压电源 设计 报告
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)