题目:直流稳压电源设计

核心提示那啥,这不是我强项。 找了点资料,自己凑合看看吧。希望对你有帮助:直流稳压电源的设计二、设计目的1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,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.学会直流稳压电源的设计方法和性能指

那啥,这不是我强项。 找了点资料,自己凑合看看吧。希望对你有帮助:

直流稳压电源的设计

二、设计目的

1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,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.学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。

3.培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。

三、设计任务及要求

1.设计并制作一个连续可调直流稳压电源,主要技术指标要求:

① 输出电压可调:Uo=+6V~+13V

② 最大输出电流:Iomax=1A

③ 输出电压变化量:ΔUo≤15mV

④ 稳压系数:SV≤0003

2.设计电路结构,选择电路元件,计算确定元件参数,画出实用原理电路图。

3.自拟实验方法、步骤及数据表格,提出测试所需仪器及元器件的规格、数量,交指导教师审核。

4批准后,进实验室进行组装、调试,并测试其主要性能参数。

四、设计步骤

1.电路图设计

(1)确定目标:设计整个系统是由那些模块组成,各个模块之间的信号传输,并画出直流稳压电源方框图。

(2)系统分析:根据系统功能,选择各模块所用电路形式。

(3)参数选择:根据系统指标的要求,确定各模块电路中元件的参数。

(4)总电路图:连接各模块电路。

2.电路安装、调试

(1)为提高学生的动手能力,学生自行设计印刷电路板,并焊接。

(2)在每个模块电路的输入端加一信号,测试输出端信号,以验证每个模块能否达到所规定的指标。

(3)重点测试稳压电路的稳压系数。

(4)将各模块电路连起来,整机调试,并测量该系统的各项指标。

五、总体设计思路

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)脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑,脉动小的直流电,即将交流成份滤掉,保留其直流成份。

(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.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1。

图1直流稳压电源方框图

其中:

(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,变压器的变比由变压器的副边电压确定。

(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

(3)滤波电路:可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而得到比较平滑的直流电压。

(4)稳压电路:稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压和负载的变化而变化。

整流电路常采用二极管单相全波整流电路,电路如图2所示。在u2的正半周内,二极管D1、D2导通,D3、D4截止;u2的负半周内,D3、D4导通,D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL,且方向是一致的。电路的输出波形如图3所示。

在桥式整流电路中,每个二极管都只在半个周期内导电,所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半,即 。电路中的每只二极管承受的最大反向电压为 (U2是变压器副边电压有效值)。

在设计中,常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点,将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联,以达到使输出波形基本平滑的目的。选择电容滤波电路后,直流输出电压:Uo1=(11~12)U2,直流输出电流: (I2是变压器副边电流的有效值。),稳压电路可选集成三端稳压器电路。

总体原理电路见图4。

3.设计方法简介

(1)根据设计所要求的性能指标,选择集成三端稳压器。

因为要求输出电压可调,所以选择三端可调式集成稳压器。可调式集成稳压器,常见主要有CW317、CW337。317系列稳压器输出连续可调的正电压,337系列稳压器输出连可调的负电压,可调范围为6V~13V,最大输出电流 为15A。稳压内部含有过流、过热保护电路,具有安全可靠,性能优良、不易损坏、使用方便等优点。其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。电路系列的引脚功能相同,管脚图和典型电路如图5

图5典型电路

输出电压表达式为:

式中,125是集成稳压块输出端与调整端之间的固有参考电压 ,此电压加于给定电阻 两端,将产生一个恒定电流通过输出电压调节电位器 ,电阻 常取值 , 一般使用精密电位器,与其并联的电容器C可进一步减小输出电压的纹波。图中加入了二极管D,用于防止输出端短路时10µF大电容放电倒灌入三端稳压器而被损坏。

输出电压可调范围:12V~37V

输出负载电流:15A

输入与输出工作压差ΔU=Ui-Uo:3~40V

能满足设计要求,故选用稳压电路。

(2)选择电源变压器

1)确定副边电压U2:

根据性能指标要求:Uomin=3V Uomax=9V

又 ∵ Ui-Uomax≥(Ui-Uo)min Ui-Uoin≤(Ui-Uo)max

其中:(Ui-Uoin)min=3V,(Ui-Uo)max=40V

∴ 12V≤Ui≤43V

此范围中可任选 :Ui=14V=Uo1

根据 Uo1=(11~12)U2

可得变压的副边电压:

2)确定变压器副边电流I2

∵ Io1=Io

又副边电流I2=(15~2)IO1 取IO=IOmax=800mA

则I2=15*08A=12A

3)选择变压器的功率

变压器的输出功率:Po>I2U2=144W

(3)选择整流电路中的二极管

∵ 变压器的副边电压U2=12V

∴ 桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为:

桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为:

查手册选整流二极管IN4001,其参数为:反向击穿电压UBR=50V>17V

最大整流电流IF=1A>04A

(4)滤波电路中滤波电容的选择

滤波电容的大小可用式 求得。

1)求ΔUi:

根据稳压电路的的稳压系数的定义:

设计要求ΔUo≤15mV ,SV≤0003

Uo=+3V~+9V

Ui=14V

代入上式,则可求得ΔUi

2)滤波电容C

设定Io=Iomax=08A,t=001S

则可求得C。

电路中滤波电容承受的最高电压为 ,所以所选电容器的耐压应大于17V。

注意: 因为大容量电解电容有一定的绕制电感分布电感,易引起自激振荡,形成高频干扰,所以稳压器的输入、输出端常 并入瓷介质小容量电容用来抵消电感效应,抑制高频干扰。

六、实验设备及元器件

1万用表 2示波器

3交流毫伏表 4三端可调的稳压器

七、测试要求

1.测试并记录电路中各环节的输出波形。

2.测量稳压电源输出电压的调整范围及最大输出电流。

3.测量输出电阻Ro。

4.测量稳压系数。

用改变输入交流电压的方法,模拟Ui的变化,测出对应的输出直流电压的变化,则可算出稳压系数SV (注意: 用调压器使220V交流改变±10%。即ΔUi=44V)

5.用毫伏表可测量输出直流电压中的交流纹波电压大小,并用示波器观察、记录其波形。

6.分析测量结果,并讨论提出改进意见。

八、设计报告要求

1.设计目的。

2.设计指标。

3.总体设计框图,并说明每个模块所实现的功能。

4.功能模块,可有多个方案,并进行方案论证与比较,要有详细的原理说明。

5.总电路图设计,有原理说明。

6.实现仪器,工具。

7.分析测量结果,并讨论提出改进意见。

8.总结:遇到的问题和解决办法、体会、意见、建议等。

九、注意事项

1.焊接时要对各个功能模块电路进行单个测试,需要时可设计一些临时电路用于调试。

2.测试电路时,必须要保证焊接正确,才能打开电源,以防元器件烧坏。

4 按照原理图焊接时必须要保证可靠接地。

十、此电路的误差分析

综合分析可以知道在测试电路的过程中可能带来的误差因素有:

① 测得输出电流时接触点之间的微小电阻造成的误差;

② 电流表内阻串入回路造成的误差;

③ 测得纹波电压时示波器造成的误差;

④ 示波器, 万用表本身的准确度而造成的系统误差;

可以通过以下的方法去改进此电路:

① 减小接触点的微小电阻;

② 根据电流表的内阻对测量结果可以进行修正;

③ 测得纹波时示波器采用手动同步;

④ 采用更高精确度的仪器去检测;

十一、综合总结

通过本次设计,让我们更进一步的了解到直流稳压电源的工作原理以及它的要求和性能指标也让我们认识到在此次设计电路中所存在的问题;而通过不断的努力去解决这些问题在解决设计问题的同时自己也在其中有所收获我们这次设计的这个直流稳压电源电路;采用了电压调整管(uA723)外加调整管(2SC3280)来实现电压的调整部分;还通过单片机(89C51)来实现电路的控制,也实现了扩充多功能;而稳流部分可调式三端稳压电源管来实现。

十二、参考文献资料

◆<<电子线路基础>>,华东师范大学物理系万嘉若,林康运等编著,高等教育出版社

◆<<电子技术基础>>,华中工学院电子学教研室编,康华光主编,高等教育出版社。

◆<<电子线路设计>>,(第二版)华中科技大学谢自美主编,华中科技大学出版社

请问如何自制一个9V的直流稳压电源?

根据你的电流大小(该法不宜用在电流大的地)算好降压电容容量,再四只整流二极管加一只3V稳压管,如还想好点就再加上滤波电容。因你这要求不要变压器,用时可要小心的哟,因有触电可能哟,因没变压器可不好隔离的嘛。

制作直流稳压电源的时候,接地是怎么接的?我的变压器只有两端输出的!

电流小于1A的,可以用7809线性稳压集成块。用一只15-20w交流输出10-12v的变压器和2A整流器桥,以及一只2200uf/25v电容,和一块7809,外加一块铝板散热器。大电流的最好用开关稳压电源。

怎样制作输出电压+5V、输出电流3A的稳压电源

你好:

——★1、非常简单:(制作直流稳压电源)电路中的“地”,都要连接在一起的。

——★2、在这个电路中,变压器中点的接地,与线路中的地连接在一起就可以了。

请看附图中红色的连线:

如何制作正的可调稳压电源(125V~37V)

LM2596S-50开关电压调节器可调节输入5-40V直流电压稳定输出5V,电流3A的稳压电源。

稳压电源(stabilized voltage supply)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。

工作原理

工频交流电源经过变压器降压、 整流、滤波后成为一稳定的直流电。图中其余部分是起电压调节,实现稳压作用的控制部分。电源接上负载后,通过采样电路获得输出电压,将此输出电压和基准电压进行比较。如果输出电压小于基准电压,则将误差值经过放大电路放大后送入调节器的输入端,通过调节器调节使输出电压增加,直到和基准值相等;如果输出电压大于基准电压,则通过调节器使输出减小。

稳压器电路由=l2V电源电路、电压检测控制电路、过电压保护组成,如图5-51所士l2V电源电路由调压变压器T的W4、W5绕组和整流二极管VDl-VD4、滤波电容器Cl、C2组成。电压检测控制电路由电阻器R-R7、电位器RPl、Rm、稳压二极管VS、电容器C3、C4和运算放大器集成电路IC(Nl-N3)组成。过电压保护电路由IC内部的N3、晶体管V3、电阻器Rl2和继电器K组成。自动调压电路由电阻器R8-Rll、晶体管Vl、V2、直流电动机M、滑动触头和T的Wl-W3绕组组成。将交流稳压器的输大端与市电相接后,在T的W4、W5绕组上产生了感应电压。该电压经VDl-VD4整流及Cl、C2滤波后,为IC和Vl、V2等提供 士l2V不稳定工作电压。+l2V电压还有其他作用。经Rl-R3分压、VS稳压后,分别为Nl-N3的反相输入端提供基准电压;为过电压保护电路申的K和V3提供工作电源;经R4、RP2、R6分压后,为Nl和N2的正相输入端提供检测电压;经R7、RPl、R5分压后,为N3的正相输入端提供检测电压。

Nl-N3将正相输大端的检测电压与反相输大端的基准电压进行比较,用产生的误差电压去控制自动调压电路。

当市电电压正常时,Nl和N2的输出端电压为OV,Vl和V2均处于截止状态,电动机M不工作。

当市电电压偏低时,Nl和N2输出低电平,使V2导通,Vl截止,M逆时针旋转,通过滑壁臂驱动滑动触头移动,与T相应的电压抽头接触 (T的Wl、W2绕组共设置了21个电压抽头,每一档的电压调节范围为5V),通过T的W2绕组来提升输出电压。当输出交流电压升至220V时,V2截止,M停转。当市电电压偏高时,Nl和N2均输出高电平,使Vl导通,V2截止,M顺时针旋转,通过滑臂驱动滑动触头移动,与T相应的电压抽头接触,通过T的Wl绕组来降低输出电压。当输出交流电压降至220V时,Vl截止,M停转。当市电电压偏高超过260V时,N3因正相输入端电压高于反相输入端电压而输出低电平,使V3截止,,K释放,其常闭触头接通交流电压的输出回路。当市电电压为160-260V时,N3因正相输入端电压低于反相输入端电压而输出高电平,使V3导通,K吸合,其常闭触头断开,从而保证负载(用电器)不会因过电压而损坏。

元器件选择

R8和R9均选用lW金属膜电阻器,其余各电阻器选用1/4W或l/2W金属膜电阻器。

RPl和RP2均选用精密可变电阻器。

Cl-C4均选用耐压值为16V的铝电解电容器。

VDl-VD4均选用lN5404型硅整流二极管。

VS选用1/2W、6V的硅稳压二极管,例如lN5233A或lN5995B等型号。

Vl选用DSl5或2SC2073型硅NPN晶体管;V2选用CSl5或2SA940型硅PNP晶体管;V3选用S805O或C8050型硅NPN晶体管。

IC选用LM324型运算放大集成电路。

M选用l2V直流电动机。

K选用JRX-l3F型l2V直流继电器,使用时将其两组常闭触头并联,以增大电流负荷。

采用300-500W的电源变压器改制。先计算出匝/伏比等有关数据后再进行绕制,每5V处取出一抽头并作好标记。先绕Wl-W3绕组,后绕W4和W5绕组。将T各抽头的外接点与滑臂的滑动触头分别装在两块完全一样的印制板上,粘合后对应连接。滑臂为上、下两片型式,印制板夹在其中间,使其在滑动时接触良好。滑臂申心装上齿轮,电动机M通过齿轮变速后驱动滑臂移动。

电路调试

调试时,先将RPl和R陀的动触头调至中间位置,在交流稳压器的输入端接上一台手动调压器,在输出端接上电压表,调整调压器使输入交流电压为220V,然后调节R陀的阻值,使M在输出电压为220V时停转。

断开M的引线 (滑动触头应接在-220V处),调整RPl,使输人电压调至230V时,K立即吸合即可。

LM317可以实现。

稳压电源的输出电压可用下式计算,Vo=125(1+R2/R1)。仅仅从公式本身看,R1、R2的电阻值可以随意设定。然而作为稳压电源的输出电压计算公式,R1和R2的阻值是不能随意设定的。

首先317稳压块的输出电压变化范围是Vo=125V—37V(高输出电压的317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等,其输出电压变化范围是Vo=125V—45V),所以R2/R1的比值范围只能是0—286。

其次是317稳压块都有一个最小稳定工作电流,有的资料称为最小输出电流,也有的资料称为最小泄放电流。最小稳定工作电流的值一般为15mA。由于317稳压块的生产厂家不同、型号不同,其最小稳定工作电流也不相同,但一般不大于5mA。当317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时,317稳压块就不能正常工作。当317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时,317稳压块就可以输出稳定的直流电压。如果用317稳压块制作稳压电源时(如图所示),没有注意317稳压块的最小稳定工作电流,那么你制作的稳压电源可能会出现下述不正常现象:稳压电源输出的有载电压和空载电压差别较大。1要解决317稳压块最小稳定工作电流的问题,可以通过设定R1和R2阻值的大小,而使317稳压块空载时输出的电流大于或等于其最小稳定工作电流,从而保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。此时,只要保证Vo/(R1+R2)≥15mA,就可以保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。上式中的15mA为317稳压块的最小稳定工作电流。当然,只要能保证317稳压块在空载时能够稳定地工作,Vo/(R1+R2)的值也可以设定为大于15mA的任意值。

 
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