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直流稳压电源
稳压电路设计实训报告
设计课题:
直流稳压电源设计
专业班级:
电信0901
小组成员:
王宝玉刘俊马晓宾
指导教师:
屈老师田老师张老师
地点:
系统结构试验室
目录
第一章:
摘要
1.1:
研究的目的与意义
1.2:
电源的应用和发展
1.3:
本设计研究的主要内容
第二章:
总体设计
2.1:
设计的目的和任务
2.1.1:
设计目的
2.1.2:
设计任务
2.2:
设计原理及其方案图
2.2.1:
设计原理
2.2.2:
总体设计方案图及参数计算
第一章摘要
1.1:
研究的目的与意义。
现在的我们正处于信息高速发展的信息时代,电子信息技术的重要性就可想而知了。
为了能掌握先进的技术,走在社会的前列,我们必须要一定的动手能力和设计能力。
我们选择直流稳压电源的设计,一方面是为了加深对直流稳压电源的了解;另一方面是为了巩固所学的知识,提高自己在电子信息技术方面的能力,学的一技之长,将来走向社会成为有用的人才。
1.2:
电源的应用和发展。
电源技术是一门实践性很强的工程技术,服务于各行各业。
当今电源技术融入了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。
随着计算机和通信技术发展而来的现代信息技术革命,给电力电子技术提供了广阔的发展前景,同时也给电源提出了更高的要求。
电源可分为交流电源和直流电源,它是任何电子设备都不可缺少的组成部分。
交流电源一般为220V、50HZ电源,但许多家用电器设备的内部电路都要采用直流电源作为供电电源,如收音机、电视机、带微控制处理的家电设备等都离不开这种电源。
直流电源又分为两种:
一类是能直接供给直流电流或直流电压,如电池、蓄电池、太阳能电池、硅光电池、生物电池等;另一类是将交流电变换成所需的稳定的直流电流或电压,这类变换电路统称为直流稳压电路。
现在所使用的大多数电子设备中,几乎都必须用到直流稳压电源来使其正常工作。
220V、50HZ的单向交流电源变压器降压后,再经过整流滤波可获得低电压小功率直流电源。
然而,由于电网电压可以有+10%变化。
为此必须将整流滤波后的直流电压由稳压电路稳定后再提供给负载,使负载上直流电源电压受上述因素的影响程度达到最小。
直流电源电压系统一般有四部分组成,他们分别是电源变压器、整流电路,滤波电路、稳压电路。
1.3:
本设计研究的主要内容
通过直流稳压电源的设计,安装和调试,学会选择变压器、整流二极管、滤波电容、集成稳压器及相关元器件设计直流稳压电源;掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。
设计基本要求:
1、根据设计要求确定直流稳压电源的设计方案,计算和选取元器件参数。
2、完成个单元电路和总体电路的设计,并用计算机绘制电路图。
3、完成电路的安装、调试、使作品能达到预期的技术指标。
4、给出测试各项技术指标的方法(包括所使用的仪器),撰写测试报告及使用说明书。
第二章总体设计
2.1:
设计的目的和任务
2.1.1:
设计目的
1、通过集成稳压电源的设计,安装和调试,学会选择变压器、整流二极管、滤波电容、集成稳压器及相关元器件设计直流稳压电源。
2、掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。
2.1.2:
设计任务
<1>稳压电源的主要技术指标
1、输入电压220V±10%
2、输出电压±5V或±12V,输出纹波电压小于5mV
3、输出内阻小于0.1欧,输出电流I=500mA
4、要求电路中有过电流,过电压和过热保护功能。
<2>设计要求
(1)根据设计要求确定直流稳压电源的设计方案,计算和选取元件参数。
(2)完成各单元电路和总体电路的设计,并用计算机绘制电路图。
(3)完成电路的安装、调试、使作品能达到预期的技术指标。
(4)给出测试各项技术指标的方法,撰写测试报告。
2.2:
设计原理及其方案图
2.2.1:
设计原理
直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成,基本框图和基本应用电路如下图所示。
(1):
电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui.变压器副边与原边的功率比为
P2/P1=η
式中的η为变压器的效率。
一般小型变压器的效率如下所示:
通过上表可以算出变压器原边的功率P1
(2):
整流滤波电路
整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压,在经过滤波电路滤除波纹,输出直流电压U1。
常用的整流滤波电路有全波整流电路、桥式整流电路、配压整流滤波电路,电路图如下所示:
各滤波电容C满足:
RL1C=(3~5)T/2
式中T为输出交流信号周期;RL1为整流滤波电路的等效负载电阻。
(3):
三端集成稳压器
常见的集成稳压器有固定式三端稳压器和可调式三点稳压器(均属电源串联型),下边分别介绍其典型的应用。
1固定式集成稳压器
正压系列:
78ⅹⅹ系列,该系列稳压块有过流、过热和调整管安全工作区保护,以防过载而损坏。
一般不需要外接元件即可工作,有时为改善性能也加少量元件。
78XX系列又分三个子系列,即78XX、78MXX和78LXX。
其差别只在输出电流和外形,78XX输出电压为1.5A,78XX输出电流为0.5A,78LXX输出电流为0.1A。
负压系列:
79XX系列与78XX系列相比,除了输出电压极性、引脚定义不同外,其他特点都相同。
78XX系列和79X系列的典型电路如下图所示。
2可调式三端集成稳压器
正压系列:
W317系列稳压块能在输出电压为1.25V~37V的范围内连续可调,外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。
其芯片内也有电流、过热和安全工作区保护。
最大输出电路为1.5A。
其典型如图2-6所示,其中电阻R1与电位器RP组成电压输出调节电器,输出电压U0的表达式为:
U0≈1.25(1+Rp/R1)
式中,R1一般取值为(120~240欧),输出端与调整压差为稳压器的基准电压(典型值1.25V),所以流经电阻R1的释放电流为5~10mA。
负压系列:
W337系列,与W317系列相比,除了输出电压极性、引脚定义不同外,其他特点都相同。
2.2.2:
总体设计方案图及参数计算
<1>同时输出+15V电压的稳压电路
第三章单元电路的设计
3.1整流电路的设计
利用二极管的单项导电性,将交流电压(电压)变为单向脉动电压(电流),称为整流电路。
交流电分为三相交流电和单相交流电,在小功率电路中一般采用单相半波、全波、桥式整流电路和陪压整流电路。
本节主要研究单项桥式整流电路,对与倍压整流电路集全波整流电路,可通过相应参考书来了解。
为简化分析,假定二极管是理想期间件,即当二极管承受正向电压时,将其作为短路处理:
当承受反向电压时,将其作为开路处理。
3.1.1单相桥式整流电路
为了保留全波整流电路效率高、脉动系数小的优点而克服其反向电压高的缺点,若是二极管承受的反向电压和半波电路一样,比全波整流电路减少一半,是二极管成本下降,可在此基础上多用几只二极管,如下图所示:
3.2滤波电路的设计
经过整流后,输出电压在正负方向上没有变化,但输出电压波形仍然保持
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- 直流 稳压电源