多路直流稳压电源的设计与制作
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多路输出直流稳压电源模块设计方案(23)(3)DC/DC 电路设计。
为了得到稳定可靠的±12 V 和+5 V 直流电压,在DC/DC 电路中,分别选用高可靠的DC/DC模块实现低压直流输出。
在低压侧,经过整流后得到23 V 直流电压,通过采用不同的集成稳压器实现+9 V 和+12 V 输出,在每个模块的输入输出端分别加100 μF/25 V 和47 μF/25 V 的电解电容进行滤波。
在高压侧,产生三个±12 V 和+5 V 直流电压,并且要求能够通过外部接口输入高低电平控制这三个电压信号的输出。
故选用VICOR的VI-J61-IZ、VI-J61-IY 和VI-J60-IX 电源模块实现±12 V 和+5 V 电压输出。
这三个模块的电源输入端接300 V 直流电源,即可获得高精度的±12 V和+5 V 电压,要想对DC/DC 的进行输出控制,只需要控制三个电源模块中的Gate In 端即可,三个DC/DC 电路原理图如图2 所示。
图2 中当控制端信号为高电平时,VT1、VT2 和VT3 工作,此时DC/DC 的2 端接地,DC/DC 均不工作,±12V 和+5V 电压不输出;当控制端信号为低电平时,VT1、VT2 和VT3 均不工作,此时DC/DC 均正常工作,±12 V和+5 V 电压输出。
图2 三个DC/DC 电路原理图。
(4)直流电压控制电路。
直流电压控制电路的原理图如图3 所示。
该电路主要由过欠压保护电路和外部电压控制电路两部分组成。
过欠压保护电路主要是指当输入电压过高(或过低)时产生超过(低于)300 V 一定比例的电压后,经过调理电路使电压比较器MAX973 电压发生跳变,从而改变控制信号的输出,致使DC/DC 的Gate In 端电压跳变,进而使DC/DC 停止工作。
外部电压控制电路是指当外部控制信号输入端电平发生改变时,控制信号的输出端的电压发生跳变,从而改变DC/DC 的Gate In端的电压,使DC/DC 停止(或开始)工作。
多路输出线性直流稳压电源设计设计总说明随着电子技术迅速发展,对电子设备的电源要求越来越高。
几乎所有电子设备中都需要稳定的直流电源。
稳压电源具有体积小、重量轻、使用方便和工作可靠等优点,所以被广泛的作为各种晶体管仪器、仪表,教学、自动控制系统与设备的直流电源。
目前国产直流稳压电源按集成稳压器种类主要可以分成线性稳压电源和开关稳压电源两大类。
该线性直流稳压电源输入为220V交流电,输出为±5V和+12V三路直流。
电路主要由四部分构成,即电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路。
本文介绍了电源的分类、特点和发展现状,详细分析了变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四部分的方案选择及元器件的计算,给出了硬件设计电路原理图和PCB图,最后完成了电源调试,实现了基本功能。
关键词:稳压电源,protel,调试Design of Multiple Output Linear DC Power RegulatedSupplyDesign DescriptionWith the rapid development of electronic technology, power electronic devices have become increasingly demanding. Almost all electronic devices require a stable DC power supply. Regulated power supply characterizes small volume, light weight, facilitative and reliable, so widely used as the DC power supply of various transistor devices, instruments, education and automatic control systems and equipment. Current domestic DC power supply can be divided into linear regulated power supply and switching power supply according to types of integrated voltage regulators.The linear DC power supply has one 220V AC input , three DC outputs( ± 5V and +12 V). Circuit mainly consists of four parts, namely, power transformer, rectifier circuits, filtering circuits, and regulator circuits. This article describes the classification, characteristics and development of power , and a detailed analysis of the program choice of the four parts circuits and the calculation of selected components are given.The hardware schematic circuit diagram and PCB diagram are presented ,and the basic functions are implemented through debugging,.Keywords:regulated power supply,protel,debug目录1.绪论 (1)1.1电源概述 (1)1.1.1电源分类 (1)1.1.2直流稳压电源的技术指标 (4)1.2直流稳压电源的发展现状 (5)2.方案论证 (6)2.1设计要求 (6)2.1.1 基本要求 (6)2.1.2 扩展要求 (6)2.2方案比较 (6)2.2.1 总体设计方案比较 (6)2.2.2 各模块方案选择和论证 (7)3.硬件电路设计 (12)3.1P ROTEL概述 (12)3.2硬件的基本组成 (13)3.3电路设计及元器件选择 (13)3.3.1变压器 (13)3.3.2整流二极管 (14)3.3.3滤波电容 (14)3.3.4降压、整流、滤波电路 (14)3.3.5稳压电路 (16)3.3.6保护电路 (17)3.4 PCB印刷电路板设计 (19)4.电源调试 (21)4.1实物图 (21)4.2电源调试 (21)5.外壳设计 (24)6.总结 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录元器件清单 (28)1.绪论1.1电源概述把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。
目录1 Multisim简介----------------------------------------------------2 2背景分析--------------------------------------------------------5 3设计内容和要求-----------------------------------------------5 4电路工作原理分析-----------------------------------------------6 4.1总体原理框图--------------------------------------------- 64.2稳压电源的设计方法----------------------------------------65 各单元电路原理--------------------------------------------- 7 5.1小功率整流滤波电路------------------------------------ 7 5.2 滤波电路-------------------------------------- ---------- 8 5.3直流稳压电路---------------------------------------------8 6元器件的选择-------------------------------------------------9 6.1选集成稳压器,确定电路形式--------------------------9 6.2选电源变压器--------------------------------------------9 6.3选整流二极管以及滤波电容--------------------------10 7电路仿真------------------------------------------------------11 8稳压电源的安装与调试--------------------------------------11 9元件清单-------------------------------------------------------13 10实验总结--------------------------------------------------------16 11参考文献------------------------------------------------------17Multisim简介2设计内容和要求设计内容:根据技术要求和已知条件,完成对多路输出直流稳压电源的设计、装配与调试。
直流稳压电源的设计与制作直流稳压电源是一种用于给电子设备提供稳定直流电压的电源设备。
在电子制作、实验以及工业控制系统中广泛应用。
下面将介绍如何设计和制作一个简单的直流稳压电源。
首先,设计一个电源电路。
直流稳压电源的核心是一个稳压器件,常用的稳压器有线性稳压器和开关稳压器。
线性稳压器的原理是通过调节电源电压上端的电阻来控制输出电压,其优点是稳压性好,但效率较低。
开关稳压器的原理是通过开关控制元件来调节输出电压,其优点是效率较高,但稳压性较差。
根据自己的需求选择适合的稳压器件。
接下来,根据选定的稳压器件制作电路板。
首先,在电路板上布置稳压器件和其他必要的元器件,如滤波电容、限流电阻等。
然后,连接电路板上的各个元器件,使用焊锡将其固定在电路板上。
注意保持电路的紧凑和结构的稳定,防止元器件之间短路或松动。
接着,搭建电源电路的输入和输出端。
将输入端与市电或其他电源连接,确保输入电压和电流在稳定范围内。
将输出端与需要供电的设备连接,确保输出电压和电流符合设备的要求。
最后,进行电源的测试和调试。
将电源接通电源,通过电压表和电流表测量稳压电源的输出电压和电流,确保其在稳定范围内。
根据需要,可以使用可调电阻来调节输出电压,以确保满足设备的电源要求。
需要注意的是,直流稳压电源设计和制作过程中要保证安全。
如需接通电源泄漏和短路保护装置,注意绝缘和接地,避免触电和设备损坏。
总之,设计和制作直流稳压电源需要根据自己的需求选择稳压器件,设计电路图,制作电路板,搭建输入输出端,进行测试和调试。
通过这些步骤,一个简单的直流稳压电源就可以制作完成。
在直流稳压电源设计和制作的过程中,还需要考虑一些其他要素,如过流保护、过压保护和温度保护等。
这些保护措施可以提高电源的可靠性和安全性。
过流保护是指在输出端口控制电流的大小,防止电流超过设定值而损坏设备或电源本身。
常用的过流保护电路有两种:电阻式和电子式。
电阻式过流保护是通过在输出回路中串联一定大小的电阻,当电流超过设定值时,电阻将发热并触发保险丝或继电器断开电路,实现过流保护。
课题一多路直流稳压电源的设计与制作任何一个电子设备都要由一组或多组高稳定性的直流电源来供电,直流电源的作用之一是为各级电路中半导体器件提供适宜的偏置电压,其次是作为整个电子电路的能源。
目前直流电源最主要的获得方法是将电网电压的单相交流电〔220V,50Hz〕经整流、滤波与稳压获得。
根据处理方法不同,直流电源可分为线性直流电源与开关型直流电源两大类型。
本课题主要针对线性直流电源中的串联型稳压电源提供设计方法。
直流电源最重要的技术指标为输出直流电压,提供最大的直流电流及最小的纹波电压,这也是在设计直流电源时应抓住的关键问题。
各类集成直流稳压器目前已成为电源市场的主流产品,它的高性能、可靠性及高性价比是分立元件直流稳压电路无法比较的,在选择设计方案时应放在优先的地位。
1.设计内容与要求设计一个能同时输出+12V,-12V,+5V的直流稳压电源,设计要求如下:(1)同时输出3组直流电源,其中:±12V、±0.1V,+5V电源输出电压为±5V、±0.5V。
〔2〕3组电源输出最大直流电流均为200mA。
〔4〕只允许AC220V供电,电源变压器可根据设计要求直接选用。
要求按上述设计指标设计电路,并安装调试到达设计要求。
2.设计方案选择图3-1-1 原理框图根据设计要求,选择总体方案的框图如下图3-1-1。
3.单元电路的设计(1)整流电路的设计对于传统的线性直流电源,整流电路的功能是将220V电网电压降到适宜的交流电压值,并将其变为单向脉的电压。
为了提高效率、降低对整流二极管耐压的要求,选择的整流电路如下图3-1-2。
图3-1-2 整流电路①电源变压器的选用图中,电源变压器T r选用双15V工频变压器,根据框图3-1-1,当+12V与+5V直流电源同时供出200mA最大电流时,电源变压器次级最小应提供400mA的电流,当有余量,选取的变压器次级绕组应提供最大500mA 的输出电流,功率不小于1525.0⨯⨯=15W,假设考虑功率损耗,那么容量应更大一些。
多路输出直流稳压电源的设计
多路输出直流稳压电源的设计需要考虑以下几个方面:
1. 输出电压和电流要求:根据所需的输出电压和电流,选择合适的功率变压器和整流电路,以及稳压电路和输出电容等。
2. 稳压器的选择:可以选择线性稳压器或开关稳压器,线性稳压器的稳定性较好,但效率低,开关稳压器效率高,但稳定性较差。
3. 输出端口的总数和电流分配:根据需要,选择适合的输出端口,并确保电流分配均衡,以避免过载和电流不足等问题。
可以采用多级稳压电路或并联稳压电路来实现多路输出。
4. 过流保护和短路保护:可以添加过流保护和短路保护电路以保护设备和电源。
5. PCB设计:合理的PCB设计可以提高电源的稳定性和可靠性,并减少电子噪声和EMI噪声等问题。
6. 整体效果测试和调试:对电源进行整体测试和调试,以确保输出电压和电流符合要求,以及稳压器和保护电路的正常工作。
综上所述,设计多路输出直流稳压电源需要综合考虑各项因素,并采取相应的措施来提高电源的性能和稳定性。
模拟电子技术基础课程设计(论文)多路输出直流稳压电源院()名称电子与信息工程学院专业班级物联网141学号140408021学生姓名李孝明指导教师起止时间:2016.7.4 —2016.7.15I / 20课程设计(论文)任务及评语院(系):电子与信息工程学院教研室:电子信息工程课程设 计(论 文)题目任务要求: 多路输出直流稳压电源可将 220V/50Hz 交流电转换为多路直流稳压 电源。
主要由变压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路等组成。
变压 电路将电网电压转换成所需的电压;整流电路将交流电压变换成脉动的 直流;滤波电路去掉脉动直流电中含有的较大的纹波成分;稳压电路用 于保持输出电压稳定。
技术要求:1、输出直流电压 V o 5V , 12V , 15V 。
2、最大输出电流 I LM3、具有过流保护功能。
4、利用 Multisim (或 EWB )进行电路仿真与调试。
注:平时成绩占 20% ,答辩成绩占 20% ,论文成绩占 40% ,作品成绩 20% 。
II / 20学号李孝明 专业班级 物联网 141多路输出直流稳压电源( 论 文 ) 任 务500mA 。
平时成绩:答辩成绩:论文成绩:作品成绩:年月日 学生姓总成绩:指导教师签摘要直流电源是各种电器中必不可少的一部分,在现代科技中扮演者越来越重要的角色,任何电子产品都少不了电源,而大多数所需求的都是直流稳压电源,因此直流电源研发异常重要。
本文介绍了一种采用集成器件制作多路输出稳压电源的方法,直流稳压电源一般是由电源变压器、整流、滤波及稳压电路所组成。
变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。
整流电路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。
本设计通过变压、整流、滤波、从而得到平滑的直流电压,但这样的电压随电网的波动,负载和温度的变化而变化。
因而在滤波之后还需接稳压电路保证输出稳定的直流电压,将220V 交流电变为稳定的直流电,本次设计主要使用了7815、7915、7805、7905、7812 和7912等三端集成稳压器件,实现输出± 5V、±12V 以及± 15V 直流电源。
课程设计任务书学生姓名:专业班级:电子科学与技术001班指导教师:工作单位:信息工程学院题目: 多路输出直流稳压电源设计一、初始条件:可选元件:变压器/15W/±12V;整流二极管或整流桥若干,电容、电阻、电位器若干;根据需要选择若干三端集成稳压器;交流电源220V,或自备元器件。
可用仪器:示波器,万用表,毫伏表二、要求完成的主要任务:(1)设计任务根据技术要求和已知条件,完成对多路输出直流稳压电源的设计、装配与调试。
(2)设计要求①要求设计制作一个多路输出直流稳压电源,可将220V/50Hz交流电转换为多路直流稳压电源输出:±12V/1A,±5V/1A,一组可调正电压+3~+18V/1A。
②选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图,阐述基本原理。
(选做:用PSPICE或EWB软件完成仿真)③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
三、时间安排:1、2010年1月15日分班集中,布置课程设计任务、选题;讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求;课设答疑事项。
2、2010年1月16日至2010年1月22日完成资料查阅、设计、制作与调试;完成课程设计报告撰写。
3、2010年1月25日提交课程设计报告,进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (4)1绪论 (5)2设计内容及要求 (6)2.1 设计的目的及主要任务 (6)2.1.1 设计的目的 (6)2.1.2 设计的主要任务及性能指标 (6)2.2 设计思想 (6)3方案设定 (7)4单元电路 (8)4.1电源变压器 (8)4.2整流电路 (8)4.3滤波电路 (9)4.4稳压电路 (10)5参数计算及器件选择 (11)5.1集成稳压器的选择 (11)5.2电源变压器的选择 (11)5.3整流二极管及滤波电容的选择 (11)6电路图设计 (12)7课程设计心得体会 (13)8参考文献 (14)9元器件清单及相关参数 (15)10自我评价 (16)摘要本次试验从电源出发,利用学过的个中点血知识和有关经验,提出一项简单实用的多路直流电源设计方案,也是本次课程设计的目的。
电子技术课程设计任务书目录摘要 (3)1.绪论 (4)2.硬件组成与方案设计 (5)2.1硬件组成 (5)2.2方案设计 (5)3.单元电路的设计原理 (6)3.1 电源变压器 (6)3.2 整流电路 (6)3.3 滤波电路 (8)3.4 稳压电路 (8)3.5电源指示 (10)4.元件参数选择 (11)4.1集成稳压器的选择 (11)4.1.1输出电压固定的集成稳压器的选择 (11)4.1.2输出电压可调的集成稳压器的选择 (11)4.2电源变压器的选择 (12)4.3集成整流桥及滤波电容的选择 (12)4.4分压电阻的选择 (12)4.4.1可调电压部分 (12)4.4.2发光二极管串联分压部分 (13)5.整体电路图 (14)6.器件清单及仪器相关参数 (15)7.设计总结 (16)参考文献 (17)多路输出直流稳压电源摘要直流稳压电源一般是由电源变压器、整流、滤波及稳压电路所组成。
变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。
整流电路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。
本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路,通过变压,整流,滤波,稳压过程将220V交流电,变为稳定的直流电,并实现可输出±5V、±12V的电压并且在+3~+18V内的可调电压。
关键词:变压;整流;滤波;稳压1.绪论在当今社会中,各类电子产品极大地满足了我们的需求,但是任何电子设备都需要一个共同的电子电路——电源电路,在电子电路和电气设备中,通常都需要电压稳定的直流稳压电源供电,直流稳压电源可分为两类,一类是化学电源,如各种各样的干电池、蓄电池、充电电源等电源;其优点是体积小、重量轻、携带方便等;缺点是成本高、易污染。
另一类是稳压电源,它是把交流电网220V 的电压降为所需要的数值,然后通过整流、滤波和稳压电路,得到稳定的直流电压,这是现实生活中应用比较广泛的一类。
基于UC3843PWM控制的正激式多路直流稳压的开关电源设计概述:直流稳压开关电源是一种能够提供可调输出电压的电源,通过采用UC3843PWM控制芯片,可以实现直流电源的自动调节和稳定输出。
本文将详细介绍如何使用UC3843PWM控制芯片设计一个正激式多路直流稳压开关电源。
1.系统分析和设计需求首先,需要明确系统的总体设计需求。
比如输出电压范围、输出电流、稳定性和效率等。
根据这些需求,设计师可以选择适当的开关电源拓扑结构和控制策略。
在本文中,我们将使用正激式拓扑结构,并通过UC3843PWM控制芯片实现稳压功能。
2.开关电源拓扑选择在本设计中,我们选择了正激式拓扑结构,因为它能提供高效率和较好的输出质量。
3.功率级选择根据输出功率和电压范围,选择合适的功率级元件,如开关管和输出电感等。
在这里,我们可以选择MOSFET作为开关管,磁性元件可以选择高频变压器和电感器。
4.控制策略选择选择适当的控制策略可以实现对输出电压的调节和稳定控制。
在本设计中,我们将使用UC3843PWM控制芯片来完成这个任务。
该芯片具有丰富的功能,包括频率锁定、电流限制和软启动等。
5.基于UC3843的控制电路设计根据UC3843芯片的数据手册,设计基于UC3843的控制电路。
该控制电路包括反馈电路、比较器和调整电源等。
其中,反馈电路用于测量输出电压并与参考电压进行比较,以调节PWM控制信号。
比较器用于比较反馈电压和参考电压,生成PWM控制信号。
调整电源用于为UC3843芯片提供工作电压。
6.输出滤波器设计输出滤波器用于平滑开关电源输出的脉冲波形,以获得稳定的直流输出电压。
常见的输出滤波器包括电容器和电感器等元件的组合。
7.样品制作和实验验证根据上述设计,制作样品电路并进行实验验证。
在实验过程中,需要测量和记录各种参数,如输出电压、输出电流、开关频率和效率等。
8.优化和改进根据实验结果进行分析和优化,对设计进行改进,以满足设计需求。
目录摘要 ................................................................. - 1 - 英文摘要. ............................................................ - 2 - 引言 ................................................................. - 3 - 1 设计方案选择 . (3)1.1设计要求 (3)1.2 设计方案 (3)2 各电路模块工作原理 (3)2.1整流电路工作原理 (3)2.2滤波电路的工作原理 (4)2.3稳压电路的工作原理 (5)3各路详细设计与工作原理 (5)4 多路直流稳压电源的电路设计及工作原理 (8)4.1三端集成稳压电源介绍 (8)4.2变压器选择 (9)4.3多路直流稳压电源的工作原理 (9)5 电路安装与测试 (10)结论 (11)谢辞 (12)参考文献 (13)附件1.元器件清单 (14)附件2.硬件电路图 (15)附件3.实物图 (16)多路直流稳压电源的设计与制作信息工程学院应用电子技术专业胡婷婷摘要:设计并实现多路直流稳压电源,设计主要利用了三端稳压器7812、7912、7805和可调式稳压器LM317来实现多路直流稳压电源的输出。
多路电源电路主要由变压器、整流电路、滤波电路以及稳压电路这几部分组成。
实验结果表明其具有灵活的可调性,控制效果好,输出的电压稳定。
该电源可广泛用于平常生活中,也可用于电力电子、仪表、控制等实验场合。
关键词:直流稳压电源整流滤波三端集成稳压器The Design of Multi - Channel DC RegulatedPower Supply(Major of Applied Electronic Technology, Information and Engineering college, JinHua College of Vocation And Technology, HU Ting-ting)Abstract: Design and implement multiple dc voltage stabilizer, using the three major design 7912, 7805, 7812 voltage regulator LM317 to realize and adjustable multiple dc voltage stabilizer output. Multiple power circuit consists mainly of transformer, rectifier circuit voltage circuit, filter circuits and several parts. Experimental results show that it has the flexible adjustability, the control effect is good, the output voltage stability. This power can be widely used in ordinary life, also can be used for power electronics, instruments and control of the situation.Keyword: Dc regulated power supply rectifying filtering three-terminal integrated voltage regulator引言在电子线路的相关应用中,电源是其必不可少的部分,并且电源性能对电路、电子仪器和电子设备的使用寿命、使用性能等影响很大,尤其在带有感性负载的电路和设备(如电机)中,对电源的性能要求更高。
攀枝花学院本科设计实验报告多路集成直流稳压电源的简单设计学生姓名:叶英学生学号:201010504046院(系):电气信息工程学院年级专业:2010级测控技术与仪器指导教师:刘兴华二〇一二年五月目录摘要 (III)ABSTRACT ................................................................................................. 错误!未定义书签。
1、方案论证和电路工作原理分析确定 (IV)1.1设计主要性能指标 (IV)1.1.1设计目的................................................................................................................ I V1.1.2设计要求................................................................................................................ I V 1.2原理分析.. (IV)1.3设计方案选择 (V)2.单元电路原理 (VI)2.1电源变压器 (VI)2.2整流电路 (VI)2.3滤波电路 (VII)2.4稳压电路 (VII)3.参数计算及器件选择 (IX)3.1集成稳压器 (IX)3.2选择电源变压器 (IX)3.3整流二极管及滤波电容器 (IX)4.安装与调试 (X)5.课程设计心得体会 (XI)6.参考文献 (XII)附录Ⅰ元件清单 (XIII)附录Ⅱ整体电路图.................................................................................................................... X IV摘要直流稳压电源一般由电源变压器,整流滤波电路及稳压电路所组成。
多功能集成直流稳压电源的设计目录1.设计的目的与要求 (2)2.设计的原理及各部分电路的选择 (3)3.设计的原理图及其参数选择 (15)4.稳压电源的性能指标及其测试方法 (16)5.参考资料 (19)一、目的与要求1.实验目的通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试,要求学会:(1)进一步加深理解整流电路的工作原理及滤波电路的作用。
(2)掌握直流稳压电路的设计方法,合理选择整流二极管、滤波电容及集成稳压器。
(3)掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。
2.设计任务设计一波形直流稳压电源,具体要求如下:(1)同时输出电压为3、5、10V。
(2)输出电流为2A。
(3) 输出纹波电压小于5mV 。
(4) 稳压系数小于0.005.(5) 输出内阻小于0.1欧。
(6)具有过流保护电路,输出电流大于2A时,保护启动。
3.设计要求(1)合理的设计硬件电路,说明工作原理及设计过程,画出相关的电路原理图。
(2)选择常用的电器元件(说明电器元件选择的过程和依据)。
(3)按时提交课程设计报告,完成相应答辩。
二、实验原理稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成,即变压器,整流滤波电路和稳压电路。
如下图所示。
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。
稳压电源电路的基本方框图1、各部分电路的作用(1)交流电压变换部分。
一般的电子设备所需的直流电压较之交流电网提供的220V电压相差较大,为了得到输出电压的额定范围,就需要将电网电压转换到合适的数值。
所以,电压变换部分的主要任务是将电网电压变为所需的交流电压,同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用。
(2)整流部分。
整流电路的作用,是将变换后的交流电压转换为单方向的脉动电压。
由于这种电压存在着很大的脉动成份,即纹波,因此一般还不能直接用来给负载供电,否则,纹波的变化会严重影响负载电路的性能指标。
目录摘要 ................................................................. - 1 - 英文摘要. ............................................................ - 2 - 引言 ................................................................. - 3 - 1 设计方案选择 . (3)1.1设计要求 (3)1.2 设计方案 (3)2 各电路模块工作原理 (3)2.1整流电路工作原理 (3)2.2滤波电路的工作原理 (4)2.3稳压电路的工作原理 (5)3各路详细设计与工作原理 (5)4 多路直流稳压电源的电路设计及工作原理 (8)4.1三端集成稳压电源介绍 (8)4.2变压器选择 (9)4.3多路直流稳压电源的工作原理 (9)5 电路安装与测试 (10)结论 (11)谢辞 (12)参考文献 (13)附件1.元器件清单 (14)附件2.硬件电路图 (15)附件3.实物图 (16)多路直流稳压电源的设计与制作信息工程学院应用电子技术专业胡婷婷摘要:设计并实现多路直流稳压电源,设计主要利用了三端稳压器7812、7912、7805和可调式稳压器LM317来实现多路直流稳压电源的输出。
多路电源电路主要由变压器、整流电路、滤波电路以及稳压电路这几部分组成。
实验结果表明其具有灵活的可调性,控制效果好,输出的电压稳定。
该电源可广泛用于平常生活中,也可用于电力电子、仪表、控制等实验场合。
关键词:直流稳压电源整流滤波三端集成稳压器The Design of Multi - Channel DC RegulatedPower Supply(Major of Applied Electronic Technology, Information and Engineering college, JinHua College of Vocation And Technology, HU Ting-ting)Abstract: Design and implement multiple dc voltage stabilizer, using the three major design 7912, 7805, 7812 voltage regulator LM317 to realize and adjustable multiple dc voltage stabilizer output. Multiple power circuit consists mainly of transformer, rectifier circuit voltage circuit, filter circuits and several parts. Experimental results show that it has the flexible adjustability, the control effect is good, the output voltage stability. This power can be widely used in ordinary life, also can be used for power electronics, instruments and control of the situation.Keyword: Dc regulated power supply rectifying filtering three-terminal integrated voltage regulator引言在电子线路的相关应用中,电源是其必不可少的部分,并且电源性能对电路、电子仪器和电子设备的使用寿命、使用性能等影响很大,尤其在带有感性负载的电路和设备(如电机)中,对电源的性能要求更高。
在很多应用直流电机的场合中,要求为电机驱动电路提供1个其输出能从0V开始连续可调的(0-24V)直流电源,并且要求电源有保护功能电源系统质量的优劣和性能的可靠性直接决定着整个电子设备的质量。
直流稳压电源作为直流能量的提供者,在各种电子设备中有着极其重要的地位,它的性能良好与否直接影响到电子产品的精度、稳定性和可靠性。
随着电子技术的日益发展,电源技术也得到了很大的发展,它从过去一个不太复杂的电子线路发展到今天具有较强功能的模块。
人们对电源的质量、功能和性能要求也随之变得越来越高。
电子系统(如电视接收机、VCD机、组合音响等)都要求用稳定的直流电源,而日常生活中使用的都是220V 交流电源,因此需将交流电变换成直流电,将交流电压变换成直流电压并使之稳定的设备就是直流稳压电源,流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。
1 设计方案选择 1.1 设计要求该课题的主要内容是:设计一个多路直流稳压电源,该电路能输出三路直流电源,且具有输出输出短路保护功能。
该课题的主要任务指标为:1.第一路:输出电压±12V ,I omax = 100mA 。
2.第二路:输出电压+5V ,I omax = 300mA 。
3.第三路:输出电压3V~8V 连续可调,I omax = 200mA ;(二、三路不同时使用)。
4.各路输出纹波电压≤5mV 。
5.要求变压器自选,有保险丝,输出端有短路保护电路。
1.2 设计方案采用三端集成稳压器设计的小功率直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成,直流稳压电路框图如图1所示:图1 直流稳压电路框图输入220V 电压整流 滤波7812和7912稳压电压输出+12V电压输出3~8V 可调 LM317稳压电压输出—12V 7805稳压 滤波电压输出+5V2 各电路模块工作原理2.1 整流电路工作原理如图2所示,图中D1、D2、D3、D4四只整流二极管接成电桥形式,故称为桥式整流。
它是由半周,极性为上正下负,此时二极管D1、D3承受正向电压而导通,D2、D4反向截止,电流i的通路是a-DI-RL-D3-b,负载RL上又得到半波电压。
在U的负半周,极性为下正上负,此时二极管D2、D4导通,D1、D3反向截止,电流i的通路是b→D2→RL→D4→a,负载RL上又得到半波电压,如图2所示。
RL上得到的电压UL是单方向全波脉动波形。
显然,单相桥式整流电路的整流电压平均值U0比半波时增加了一倍,UL=U=0.9U,电流平均值为IL=0.9A,单相全波整流电路中二极管截止时承受的最高反向电压也是U,要想使之接近于理想的直流电压,在整流之后,需加滤波电路,将单向脉动电压中的交流分量尽量多地滤掉。
这就是下面我们要讨论的滤波电路。
图2 桥式整流2.2 滤波电路的工作原理电容滤波是利用电容的充放电作用使整流输出电压变得平稳,而且电压幅值升高,滤波效果好,适用于各种整流电路。
电容是一个可以储存电能的元件。
在电路中,当有电压加到电容器两端时,便对电容器充电,把电能储存在电容器中;当撤去外加电源时,电容器就会把存储的电能再释放出来。
充电时,电容器两端的电压逐渐升高,直到接近或可以近似认为等于电容器两边的外加电压;放电时,电容器两端的电压逐渐降低,直到电能消耗殆尽变为零。
电容器的容量越大,器储能的能力越强,充电和放电所需要的时间也就越长。
由于电容器的两端电压不会突变,所以电容可以用来滤波。
如图3为滤波整流电路图:图3 滤波电路2.3 稳压电路的工作原理稳压电路用的比较多的稳压电路是硅稳压管稳压电路。
如图4是硅稳压管稳压电路,由稳压管Dz和调整电阻R组成,稳压管在电路中应为反向联接,它与负载电阻RL并联后,再与调整电阻串联。
下面分析一下稳压原理:由于整流滤波电路有一定的内阻,当负载电流变化时,其输出直流电压也会发生变化,不能稳定的维持在规定的数值。
此外,交流电网电压额定值虽为220V,但实际值与此也有偏差,通常允许有10%的变化。
这种输入交流电压的变化,亦将导致输出直流电压变化。
为了保证直流电压维持稳定在规定的数值,使其几乎不随输入交流电压和负载电流的变化而变化就需在整流滤波电路之后,再采用稳压电路来完成这一任务。
考虑到实物的成本,就选用三端集成稳压管7805、317、7812和7912来完成所要求的电压的稳定。
图4 稳压电路3 各路详细设计与工作原理整流二极管,要求最大整流电流Iz>I 0,反向击穿电压Vrm ≥(2~3)u 。
若要求Io=1A 左右,可选用IN4007即可;滤波电容选容量(几百~几千)uf 、耐压大于2V 的电解电容;电源变压器选次级输出电压为u 、额定功率为(2~3)IoUo;电源开关选用耐压为22OV 、触点电流容量大于0.01IoUo 的双刀开关;保险管的熔断电流要求约为0.01IoUo 。
A.输出±12V,输出电流0.1A(1)核心器件选用7812和7912,整流滤波输出电压Ui=Uo+(3-6)=(15~18)V 。
取Ui=17V 。
(2)变压次级输出电压u=Ui/1.2=14.2V ,取14V 。
根据所要求的Uo 和Io 值,应选择7812三端稳压器较合适。
整流滤波部分:整流二极管选用IN4007,滤波电容选用2200uf/50v 的电解电容器。
(3)电源变压器选用次级电压约为14V 、功率约为30W 的电源变压器。
(4)电源开关选用220V 、0.5A 的双刀开关。
(5)保险丝选用220V 、0.1A 的保险丝。
所组成的原理图如图5:C1C2Vin1G N D2+12V3U1Vin2G N D1-12V3U2D1C3C412vD15R3D5R4C7C8C9C1012J2123J11234D6图5 ±12V 原理图B.输出+5V,输出电流0.3A(1)核心器件选用7805,把第一路输出的12V 电压作为5V 的输入电源。
(2)滤波电容选用1000 uf/25v 的电解电容。
所组成的原理图如图6:C5Vin1G N D2+5V3U3D212v12J3D16R5C6图6 +5V 原理图C.输出3~8V 可调,输出电流0.2A(1)核心器件选用可调式三端稳压器LM317其特性参数为:Uo=1.2-37V, Iomax=1.5A,最小输入输出电压差(Ui-Uo )min =3v ,最大输入输出电压差(Ui-Uo )max=40V,均满足性能指标要求。
(2)整流二极管的选取,整流二极管D1-D4的反向击穿电压Urm 应满足 Urm >2U2,其额定工作电流应满足If >Iomax ,IN4007,其极限参数为Urm ≥50V ,而2U2=15.4V ,则Urm 满足要求If=1A 而Iomax=0.8A 则If 亦满足要求又Su=0U UiU ΔUi Ui Δ常数常数==T I 0式中U0=9V,Ui=12V,ΔU0=5mV,Su=3*0.01则ΔUi=SuU UiU 00Δ=2.2V(3)滤波电容的选取C=Ui Ict Δ=UiIo Δmax=3636μF电容C 的耐压应大于2U2=17V,故取2只2200μF/25V 的电容相并联。