神奇小组电源设计报告.docx
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神奇小组电源设计报告.docx
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神奇小组电源设计报告
专业:
电子工程学院
班级:
大探09级
指导老师:
马尚昌
小组成员:
张丽2009021130张雨溪2009021136
王强2009021139杨明智2009021146
余博嵩2009021145顾小兵2009021154
蔡海洋2009021163闫哲培20090021162
马中奎2009021165
2010年12月15日
内容摘要
线性电源是使用传统变压器将交流高压转换为交流低压后,再通过整流电路将交流变成直流。
这种电源体积大,重量大(变压器重量大)但是直流输出质量好。
开关电源使用高频变压器,使用高频开关电路直接将高电压截断,形成一系列梯形波,再利用等效原理转化成直流。
这种电源工作频率高,重量小,需要专门芯片控制高频开关。
所以结合这两者的优点,设计出该变压器。
关键词:
L78XX系列芯片电压输出
Abstract
ThelinearpowersourcewillbeusesthetraditionaltransformertheAChighvoltagetotransformafterexchangingthelowpressure,againthroughthelevelingcircuitwillexchangeturnsthecocurrent.Thiskindofpowersourcevolumeisbig,weightbig(transformerweightbig),butthedirect-currentoutputqualityisgood.Theswitchingpowersupplyusehigh-frequencytransformer,theusehighfrequencyswitchingcircuitinterruptsdirectlythehighvoltage,formsaseriesoftrapezoidalwaves,usestheprincipleofequivalencetotransformthecocurrentagain.Thiskindofpowersourceoperatingfrequencyishigh,theweightissmall,needsthespecialchipcontrolhighfrequencyswitch.Thereforeunifiesthisboth'smerit,designsthistransformer.
Keywords:
L78XXserieschipvoltageoutput
多路输出电源设计
方案设计
1.1变压器及整流桥选择
因为要求输出正负电源,所以采用220V~15V的变压器,功率为20W,整流桥部分采用IN4007,其原理图如下:
图1-1整流及滤波部分
1.22A电流5V稳压输出
由于电流要求较大,普通的线性电源芯片无法达到要求,所以采用L78xx系列开关电源芯片。
LM78xx系列芯片的特性:
有3.3V、5V、12V、15V和可调电压输出多种系列。
输出电压可调的范围为1.23V~37V(HV型号的可达57V),负载电压的输出容差最大为±4%;最少只需要4个外围元件,可达3A的输出电流宽的输入电压范围,HV型号甚至可达40V~60V;内部振荡器产生52KHz的固定频率;可用TTL电平关闭输出,低功耗待机模式,典型待机电流为50μA;BUCK式降压器,较高的转换效率;过热和过流保护;可实现Buck-Boost式正-负电压转换器。
所以通过L78xx系列芯片来实现输出5V,电压。
电路图如下:
图1-25V稳压输出部分
1.312V、线性电源
LM78XX系列芯片简介:
输出电流1A以上。
内置过热保护电路。
无需外部元件。
输出晶体管安全范围保护。
内置短路电流限制电路。
要求输出12V电压,所以采用L7812 。
电路图如下:
1-312V稳压输出部分
1.4-12V、-5V负电源部分设计
LM79XX系列芯片简介:
过热、短路和安全范围保护,高纹波抑制比,1A输出电流。
因为要求输出-12V、-5V电压,所以采用L7812,。
电路图如下:
1-4-12V、-5V稳压部分
1.5限流保护
由于末级输出电流最大能达到3A,所以使用5A的保险管在最前端。
电源制作
2.1电源原理总图
总体原理设计图如下:
2-1电源原理总图
2.2PCB图及实物照片
最终的PCB板子以对称布局,美观走线为原则,并且为了方便使用,同时使用插针和接线座两种输出方式,并且每组输出独立摆放,有效地减少短路的发生几率,做到了安全和方便使用,PCB见下图:
实物图如下
系统参数测试
3.1线性电源部分测试
12V,-12V、5V、-5V都是采用线性芯片稳压输出地,纹波抑制比很高,所以此处的测试部分就免去了。
3.2开关电源部分测试
仪器使用DS5102MA数字示波器测试,负载使用2欧5W的功率电阻测试,满负载后电流约为2.4A,纹波低于200mV,具体测试如下图:
图3-1数字示波器显示纹波
系统展望
由于本电源的输出部分都是我们平时学习及实验常用的电源输出,所以该电源可以在今后的学习中广泛的使用。
5设计感言
经过一个学期直流电源设计与制作,我们小组的每一位成员深刻理解到了做一个课题的艰难,但是更加体会到了其中的乐趣,想起我们刚刚接到本学期CDIO任务时,我们小组每个人都感到无从下手,感觉很艰难。
我们开始查资料,向老师学长请教,自己不断的做实验,每个人都有每个人明确的分工,我们没有被困难压倒,记得当我们做成功的那一天,我们是多么的高兴,成功的感觉充斥着我们所有的神经,小组内每个成员都得到了锻炼,学到了很多课本上没有的知识和技能,并且认识到了自己的不足,在今后的学习过程中,还需要改正,以求做到最好。
而且在制作过程中,小组成员之间的凝聚力也加强了,懂得了团队合作的重要性。
6参考文献:
LM78XX.pdf维库电子网
XX百科
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