串联型直流稳压电源设计报告.docx
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串联型直流稳压电源设计报告
串联型直流稳压电源设计
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摘要
直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波器、及稳压电路所组成。
变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。
整流器把交流电变为直流电。
经滤波后,稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
本设计采用串联型直流稳压电路模型,选择LM7812三端集成稳压器构成输出电压可调的电压源。
采用multisim11.0仿真软件进行仿真,仿真结果符合预期。
目录
第1章 设计任务与要求1
第2章 方案与论证1
第3章单元电路设计与参数计算1
3.1设计方案1
3.2原理框图2
3.3稳压电路和保护电路2
3.4滤波电路3
3.5 整流电路4
3.6电源和变压器电路4
第4章仿真与调试5
第5章收货和体会7
参考文献7
第1章 设计任务与要求
采用LM7812三端集成稳压器设计一稳压电源,其性能指标如下:
(1)输入交流电压220V(50HZ),输出电压
最大输出电流
(2)电网电压波动±10%,输出电压相对变化量2%。
稳压系数Sr<0.05。
(3)内阻
(4)工作温度
(5)有过流保护电路,当负载电流超过1.5
时过流保护电路工作。
第2章 方案与论证
直流集成稳压电源设计思路:
(1)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,但其幅度变化大(即脉动大)。
(3)脉动大的直流电压经过滤波电路变成平滑,脉动小的直流电。
(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。
第3章单元电路设计与参数计算
3.1设计方案
电网提供交流220V(50Hz),通过电源变压器变压得到整流所需的电压。
整流电路的作用是利用具有单相导电性能的整流元件,将正负交替的正弦交流电压整流成为单向的脉动电压。
但是这种脉动电压往往包含着和很大的脉动成分,距离理想的整流电压还差很远。
这里使用的是单向桥式整流电路。
滤波器主要由电容、电感等储能元件组成。
他的作用是尽可能地将单向脉动电压中的脉动成分滤掉,是输出电压成为比较平滑的直流电压。
但是,当电网电压或负载电流发生变化时,滤波器输出直流电压的幅度也将随之变化。
这里使用的是电容滤波。
稳压电路的作用是采用某些措施,使输出直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定。
这里主要采用LM7812三端集成稳压器。
用电压跟随器调节输出电压。
3.2原理框图
图3-2 交流变直流原理框图
3.3稳压电路和保护电路
(1)保护电路如图
若输出电压比较高,输入端短路时,使
通过二极管放电,以便保护电路集成稳压器内部的调整管。
(2)由于输出是
,所以选用LM7812三端集成稳压器,1、3端为输入,2端输出,2、3间压差为
。
为了改善波纹电压,常在输入端接入电容
。
同时,在输出端上接上电容
,以改善负载的瞬态响应。
一般
为的容量为0.33uF,
的容量为
,由于本实验需要
的容量为50mF。
LM7812的
,所以
。
(3)用电压跟随器
、电阻
和滑动变阻器
实现对输出的调节。
原计算公式:
实际计算公式:
(4)
;
。
图3-3 稳压和保护电路
3.4滤波电路
采用电容
滤波电路。
,T为电网周期,由于
。
所以
。
。
此时滤波电路的输出端为1.2倍的电源变压器2次侧的电压。
图3-4 滤波电路
3.5 整流电路
采用单相桥式整流电路将电源整流成单向脉动的波形,整流的输出为0.9倍的变压器二次侧电压。
选用整流电路时,应考虑二极管是否能正常工作。
变压器二次侧电压为
。
。
固每个二极管的反向击穿电压必须大于
。
图3-5整流电路
3.6电源和变压器电路
电源220V(50Hz)变压器T1变比
。
图3-5 电源和变压器电路
第4章仿真与调试
图4-1 仿真电路图
(1)利用示波器和万用表对数据进行观察和调试(在软件中双击仪表);
(2)电网波形和整流波形如图示波器所示,由于滤波电容比较大,固滤出波形比较接近直线。
(3)用万用表观察最终输出结果:
实际输出
是:
图4-4 万用表读数
第5章收货和体会
在此次设计直流电源的过程中遇到了比较多的困难,只有亲身实践才懂得设计东西的难处,在此次设计中掌握了用变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器如何来设计直流稳压电源,考虑到我们日常生活中使用的是交流市电为获得直流需要用变压器降低一定倍数的交流电压,获得降低后的电压还需要通过整流电路将交流变为直流即能够使得芯片正常运行所需的电压,还要考虑保护芯片等问题,同时还学会了怎样使用仿真软件,在知识掌握方面有了更深入的了解。
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参考文献
[1]杨素行.模拟电子技术基础简明教程(第三版)出版社高等教育出版社
[2]康华光.电子技术基础模拟部分(第五版)出版社高等教育出版社
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