直流稳定电源的设计资料.pdf直流稳定电源的设计资料pdf,本电源在市场上很有应用前景，可以作为收音

文件名称: 直流稳定电源的设计资料.pdf

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详细说明：直流稳定电源的设计资料pdf,本电源在市场上很有应用前景，可以作为收音机外接电源，也可以用作手机电池的充电器，功率高点的还作为小型电视或其他家用电器的电源。图1方案系统框图电源变压器:将同频率的交流电压变换为需要的电压整流电路:利用二极管的单向导电特性,将交流电压变换为单向脉动直流电压。滤波电路:利用电容或电感的储能特性,减小整流电压的脉动程度稳压电路:在电源电压波动或负载变化时,保持直流输出电压稳定。 (1)整流电路整流电路的任务是将交流电变换成直流电。完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用,因此二极管是构成整流电路的关键元件,所以我们对于二极管的某些性能需要一定的要求。目前市场上小功率整流电路中,常见的整流电路有单相半波、全波、桥式和倍压整流电路。本设计采用单相桥式整流电路。单相桥式整流电路是工程上最常用的单相整流电路。在工作时,电路中的四只二极管都是作为开关运用,当正半周时,二极管V1、V3导通(V2、V4截止),在负载电阻上得到正弦波的正半周;当负半周时,二极管V2、V4导通(Ⅵ1、V3 截止),在负载电阻上得到正弦波的负半周。在负载电阻上正、负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压。桥式整流电路原理图如图2所示 V4 RL V3 V2 图2桥式整流电路原理图选择二极管要依据二极管的反向耐压V和正向电流l 由于滤波电容的容量愈大,二极管导通角愈小,通过二极管脉冲电流的幅度愈大,因此,整流管的幅值电流必须加以考虑。流过整流管的平均电流 li R2 R2 RI ≈0.01A 式中l为稳压器的输入电流,I、la、l分别为流过 R1、R2,以及调整端的电流,则: 0.01+l 考虑到电容充电电流的冲击,正向电流一般取平均电流的2~3倍。二极管最大反向电压: d max 2 d max 1.2U7;=1.2(Uo+10)=12+1.2U 设计时可考虑一定的余量,我们考虑电网的10%的波动范围。在本次实验中,我们采用仿真技术所使用的是2W005G 整流桥。 (2)滤波电路滤波电路将整流电路输出的脉动直流电压中的交流成分滤掉,输出比较平滑的直流电压。滤波电路有电容滤波电路、电感滤波电路以及由电容、电感和电阻组成的复式滤波电路等。滤波以后,交流分量大大减少,可以作为某些不精密电子元件的直流电源。本电源采用电容滤波电路。由于电容在电路中也是起到储存能量的作用,并联的电容器在电源供给的电压升高时,能够把部分能量储存起来,而当电源电压减低的时候,就能把能量释放出来,是负载电压比较平滑稳定,也就是电容也有平波的作用。电容滤波电路比较简单, 而且负载直流电压比较高,纹波也比较少,适用于负载电压较高,负载变动不大的场合,也减轻了电路设计和实际焊接的工作的难度。电容滤波电路原理图如图3所示。 V4 V1 RL V3 V2 图3电容滤波电路滤波电解电容C的选择原则是:取其放电时间常数RLC大于充电周期的3~5倍,其耐压值必须大于脉动电压峰值。对于桥式整流电路来说,脉动电压峰值为2U2,C的充电周期等于交流电源周期T的一半,即C≥(35)TRL,式中R为整流后的等效负载电阻,经过考虑,本设计取C为2200uF 设电容两端初始电压为零,并假定t=0时接通电路,输入电压U2为正半周,当U由零上升时,V、吆导通,C被充电,同时电流经V、K向负载电阻供电。忽略二极管正向压降和变压器内阻,电容充电时间常数近似为零,因此U=U≈ ∪2,在U2达到最大值时,U也达到最大值,然后U2下降, 此时,U>U2,V、截止,电容C向负载电阻R放电,由于放电时间常数τ=RC一般较大,电容电压U按指数规律缓慢下降,当下降到|U2>U时,V2、V4导通,电容C再次被充电,输出电压增大,以后重复上述充放电过程。其输出电压波形近似为一锯齿波直流电压,使负载电压的波动大为减小. (3)稳压电路稳压电路是整个设计之中一个很重要的组成部分,几乎所有的电子设备都需要稳定的直流电源供电才能正常工作。稳压电路主要用于提供更加稳定的直流带能源。考虑到整流滤波电路的输出电压和理想的直流电源还是有相当的距离,主要是存在两方面的问题:第一方面,当负载电流变化的时候,因为整流滤波电路存在一定的内阻,所以输出的直流电压将有可能随之发生变化。第二方面,由于电网电压并不稳定,当电网电压发生波动时,整流电路的输出电压直接与变压器副边电压有关,因此输出直流电压也相应的发生变化。因此,在设计中使用串联反馈型稳压电路,稳压部分的电路原理图如图4所示。 R12 R1 D BERg TEXT R14 图4稳压电路原理图串联型直流稳压电源电路。它除了变压、整流、滤波外, 稳压器部分一般有四个环节;调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。当电网电压或负载变动引起输出电压V变化时,取样电路将输出电压V的一部分馈送回比较放大器与基准电压进行比较,产生的误差电压经放大后去控制调整管的基级电流,自动地改变调整管的集一射极间电压,补偿V 的变化,从而维持输出电压基本不变。使电路达到了在电网电压发生变化时基本维持稳定,从而达到保护的作用。根据滑动变阻器电阻的可变性,使得我们可以自主控制输出的电压四.方案论证在本次制作中,根据所设计电路图,以及身边现有资料, 利用 proteus软件的电路画制以及仿真功能,画出电源所需电路并且进行了参数调试,最后经过理想情况下的仿真运行,实现了从输入220V交变电流到输出5-—20V可调直流电源的功能,具体电路原理图以及各元器件参数如图5所示 13 BFYsO 图5电源整体电路原理图及各元器件参数五.实验总结在本次制作中,团队中的三人齐心协力,在电路的设计和调试过程中遇到了很多困难,但是在大家的努力下都克服了。在调试过程中,为了使输出的电压能精确在5 20V的范围内,团队翻阅了《模拟电路及其应用》(第二版)、《51单片机C语言教程》、《电子技术基础》(模拟部分第五版)等书籍,最终使输出的电压在5.01——20.2的范围内变化,精确程度较高,采用这种电路,可以满足绝大多数对电压要求精度较高的电器,其误差也不会对贵重的电器产生伤害,很好的保护了电器。但是由于使用的电路较为简单, 并未涉及难度、复杂度更高的电路,所得电路的电压稳定程度距离绝对的直流电源仍有较大差距总体来说,本次实验基本完成了稳压电源的功能和要求,并且完成仿真电路的搭建,相对比较成功。六.改进意见根据所査询资料,我们可知道稳压电源的主要调节部分是滤波电路和稳压电路,在滤波电路方面我们可以考虑“复合滤波电路”或者“电感滤波电路”。这两种电路较我们使用的电容滤波电路更为精密,但是电感滤波电路的电感线圈较为笨重,造价相对也较高,一般只用于大电流情况下的稳压电源中,因此在家用小电路中我们不推荐使用。复合滤波电路就是在电容滤波电路的基础上增加一些元件,使得其性能更为优越,例如在滤波电容之前加一个电感就构成了LC 滤波电路,在LC滤波电路前加一个并联一个滤波电容就构成了兀LC滤波电路。将兀LC中的电感换成电阻就构成了兀RC滤波电路,这种电路在小功率电子设备中被广泛采用在稳压电路的选择方面,随着社会科学水平的不断提升,市场上出现了越来越多的集成稳压电路,LM317就是其中之一并且在各种电路中被广泛采用。LM317的输出电压范围是1.25V-37V,负载电流最大为1.5A。它的使用非常简

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