正负12V直流稳压可调电源
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实用可调压直流稳压电源1.设计功能及参数:本电源设计为一实用可调压直流稳压电源,要求输出电压在0V-12V之间连续可调,输出最大电流300mA或更高,尽可能提高输出电压稳定度。
具有可复位的过载保护电路,在输出过载甚至短路时,能有效保护电源,排除故障后能够自动恢复正常工作状态。
2.整流滤波电路:D1、D2、D4、D5与C8、C10组成桥式整流滤波电路将输入的17V交流电压变成21V 左右的直流电压,其中小电容C8高频特性较好,用于滤除高频纹波。
D3、D6、C1及C11共同组成负电压整流滤波电路,得到约-21V的直流电压,此路电压用于给输出提供假负载,保证在极低输出电压(比如0V)时,仍然有输出电流,能够提高输出低电压稳定度。
3.功率输出部分:由整流滤波电路得到的不稳定直流电压,经过调整管Q1后输出,Q1为一只NPN型达林顿复合三极管,其电流放大系数非常高,工作中基极几乎没有电流流入。
D8、D9、R1、R4、C2及Q2组成简易的横流源电路,输出电流约4.5mA,R4的电流流过LED,同时起到了电源指示的功能,采用横流源给调整电路提供电流,可以大大提高电源的输出电压稳定度。
4.调整部分:调整部分核心器件为一集成双运算放大器LM358,这款运放可单电源供电,而且它的比较端输入电压可以比4脚(GND)电压低0.3V,采用它不仅节省了不少外围电路,还能较容易实现输出电压从0V起调的要求。
整流滤波后的电源电压通过78L05后得到5V稳定电压,此电压一路供给LM358作为运算放大器的电源,另一路通过R6、R7分压得到2.5V后送入电压跟随器,经跟随后的电压由芯片7脚输出,电压跟随器使其输出的2.5V电压具有了一定的负载能力,能够使3.3K 调节电位器Rx两端电压稳定在2.5V,通过调解电位器Rx,可以在触点位输出0-2.5V的基准电压,电源的最终输出电压经过R18、R14分压后与此基准电压在运算放大器中进行比较放大,输出驱动Q4来调整Q1的基极电压,从而调整输出电压。
《电源技术与实训》课程作业作业题目:+12 V稳压直流电源的设计一、电源的基本认识1、电源的功能为电路或电子设备提供直流稳压和电流。
2、组成原理利用电网提供的交流电源经过变换,将其变成直流电。
主要由四部分组成。
(1)变压环节:根据输出电压的需要,通过工频变压器,将电网电压有效值转化为所需要的交流电压有效值。
(2)整流环节:利用二极管或晶闸管的单向导向电性,把交流电变成单向脉动的直流电。
(3)滤波环节:将脉动直流电压的脉动成分滤掉,使输出电压成比较平滑的直流电流电压。
(4)稳压环节:在电网电压波动和负载电流变化时,保证输出的直流电压稳定。
3、主要技术指标及其含义:(1)描述输入电压影响输出电压的几个指标形式。
A.绝对稳压系数:表示负载不变时,稳压电源输出直流变化量△Uo与输入电网变化量△Ui 之比。
既:K= △Uo / △Ui。
B.相对稳压系数:表示负载不变时,稳压器输出直流电压Uo 的相对变化量△Uo/ Uo 与输出电网Ui 的相对变化量△Ui/ Ui之比。
既:S= (△Uo/Uo)/(△Ui/Ui)S的大小,反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。
同样在输入电压变化条件下,S越小,输出电压的变化越小,电源的稳定度越高。
通常S约为10-2-10-4 C.电压调整率:表示负载电流为额定值输入交流电压的额定值上下变化+10%时,稳压电源输出电压的相对变化量S u=(△Uo/Uo)x100%D. 电压稳定度。
负载电流保持为额定范围内的任何值,输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo(百分值),称为稳压器的电压稳定度。
(2)、负载对输出电压影响的几种指标形式A.负载调整率(也称电流调整率)。
在交流电源额定电压条件下,负载电流从零变化到最大时,输出电压的最大相对变化量S I=(△Uo/Uo)x100%B.输出电阻(也称等效内阻或内阻)。
输入电压Ui不变时,输出电压变化量与负载电流变化量之比输Ro=-(△Uo/△Io)。
12V直流稳压电源设计一、设计要求:1.输出电压:12V(直流)2.输出电流:可调整范围为0-2A3.稳压精度:小于2%4.输入电压范围:220VAC5.效率:大于80%二、设计思路:为了满足上述设计要求,可以采用变压器、整流滤波、稳压电路等组成的基本电源设计结构。
1.变压器:根据输入电压要求为220VAC,通过变压器降压为12VAC,变压器的绕组比例为220/12=18.3:12.整流滤波:将变压器输出的12VAC信号通过桥式整流电路进行整流,然后经过滤波电路,将波形平滑为直流信号。
3.稳压电路:为了实现稳压功能,可以选择使用LM7805稳压芯片。
4.输出电流调节:在稳压电路之后,可以连接电流限制电路,以便根据需要调整输出电流。
5.效率提高:为了提高效率,可以使用MOS管进行电流调节,并配备恰当的负载驱动电路。
三、具体设计步骤:1.计算变压器比例:根据输入电压为220VAC,输出电压为12VAC,通过变压器降压的比例为220/12=18.3:1、因此,可以选择变压器的绕组比例为18.3:12.整流电路设计:将变压器输出的12VAC信号通过桥式整流电路进行整流。
桥式整流电路一般采用四个二极管组成,可以将交流信号转换为单向的脉动直流信号。
整流后的电压峰值为12VAC*1.414=16.97V。
3.滤波电路设计:通过添加电容器,将整流后的脉动直流信号进行平滑处理,得到更接近直流信号。
根据输出电流的需求,选择合适的电容器容值,一般可以选择1000uF的电容器。
4.稳压电路设计:连接稳压芯片LM7805,将整流滤波后的信号稳定在12V。
为了提高稳压精度,可以在输入端添加滤波电容器和稳压电容器。
5.电流限制电路设计:根据需要调整输出电流,可以选择合适的限流电阻。
6.提高效率:通过使用MOS管进行电流调节,并配备恰当的负载驱动电路,可以提高效率。
四、安全考虑:1.输入电压:在设计电路时,应确保输入电路采用适当的隔离方式,以确保操作的安全性。
±12V简易直流稳压电源设计直流稳压电源是一种常见的电路设计,在各种电子设备中广泛应用。
在这篇文章中,我将介绍如何设计一个基于±12V直流稳压电源。
设计一个±12V直流稳压电源需要考虑以下几个方面:输入电压范围、输出电压稳定性、负载能力和保护功能等。
下面是一个简单的电路设计流程。
1.确定输入电压范围首先,我们需要确定电源的输入电压范围。
一般而言,直流稳压电源的输入电压范围为AC100-240V,输出电压范围是DC±12V。
输入电压范围可以根据实际需求进行调整。
2.选择变压器在选择变压器时,我们需要根据输入电压范围选择合适的型号。
变压器的主要功能是将输入交流电压转换为适当的低压交流电压。
在这种情况下,我们可以选择一个适当的变压器来得到所需的低压交流电压。
3.整流电路接下来,我们需要设计整流电路以将交流电压转换为直流电压。
常见的整流电路包括整流桥和滤波电容。
整流桥可以将交流电压的负半周转换为正半周,从而得到一个脉动的直流电压。
滤波电容可以去除脉动,使得输出电压更加稳定。
4.电压调整电路为了得到所需的输出电压,我们需要设计一个电压调整电路。
这个电路通常使用稳压器,如集成稳压IC或离散元件,来稳定输出电压。
稳压器可以根据负载的需求动态调整输出电压,从而确保输出电压的稳定性。
5.输出电流保护电路为保护负载和电源电路,我们需要设计一个输出电流保护电路。
这个电路可以监测输出电流并在超过设定值时断开输出。
一种常见的保护电路是使用电流传感器和比较器来实现。
当输出电流超过设定值时,比较器将触发保护装置,使输出电路停止工作。
在设计完电路之后,我们需要进行仿真和实际测试来验证电路的性能。
我们可以使用电子设计自动化工具,如Multisim、PSPICE等来进行仿真,并使用示波器、多用表等工具来验证电路的性能。
在设计一个电源时,我们还需要考虑其他一些因素,如温度稳定性、输出电压漂移、电源效率等。
直流稳压电源电路的设计实验报告Last revision on 21 December 2020直流稳压电源电路的设计实验报告一、实验目的1、了解直流稳压电源的工作原理。
2、设计直流稳压电路,要求输入电压:220V市电,50Hz,用单变压器设计并制作能够输出一组固定+15V输出直流电压和一组+~+12V连续可调的直流稳压电源电路,两组输出电流分别I O≥500mA。
3、了解掌握Proteus软件的基本操作与应用。
二、实验线路及原理1、实验原理(1)直流稳压电源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的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。
一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成,基本框图如下:图2-1 直流稳压电源的原理框图和波形变换其中: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,变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n,式中n是变压器的效率。
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。
滤波电路滤除较大的波纹成分,输出波纹较小的直流电压U1。
4)稳压电路:其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化,会引起其电流有较大变化这一特点,通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。
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。
(2)整流电路常采用二极管单相全波整流电路,电路如图2-2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2-3所示。
整流二极管采用1N4007,具有正向导通电压降低,导通电流高,泄露电流低,过载电流高,成本低等优点,其基本参数如下图所示,有黑色线圈一端表示负极。
摘要:电子电路要正常工作,电源必不可少,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0 V 开始连续可调(0~12 V)的直流电源,并且要求电源有保护功能。
实际上就是要求设计一个具有足够调压范围和带负载能力的直流稳压电源电路。
该电路的设计关键在于稳压电路的设计,其要求是输出电压从0 V开始连续可调;所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调;输出电压应能够适应所带负载的启动性能。
此外,电路还必须简单可靠,能够输出足够大的电流。
关键字: LM317 稳压电源线性电源连续可调散热片TO-220目录第一章:概述1.1发展趋势………………………………………………() 1.2课题方案的选择………………………………….……() 第二章:总体方案设计………………….…()第三章:硬件设计3.1硬件总体设计方案图……………………………………() 3.2工作原理…………………………………………………() 第四章:调试和实验4.1注意事项…………………………………………………() 4.2方法或步骤………………………………………….……() 第五章总与展望……………………………………()参考文献:………………………………………….……()第一章:直流可调稳压电源(0~12V)概述1.1发展趋势可调电源是采用当前国际先进的高频调制技术,其工作原理是将开关电源的电压和电流展宽,实现了电压和电流的大范围调节,同时扩大了目前直流电源供应器的应用.直流稳压电源的控制芯片是采用目前比较成熟的进口元件,功率部件采用现国际上最新研制的大功率器件,可调直流稳压电源设计方案省去了传统直流电源因工频变压器而体积笨重。
与传统电源相比高频直流电源就较具有体积小、重量轻、效率高等优点,同时也为大功率直流电源减小体积创造了条件,此电源又称高频可调式开关电源。
前言电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的技术,服务于各行各业。
数字式稳压电源与传统稳压电源电路相比,具有操作方便、电压稳定度高的特点。
目前,数字式直流稳压电源是电子技术常用的设备之一,广泛应用于我们生活、工作、科研、各个领域。
本文将介绍一种数字式直流稳压电源,要求输出电压量程±12V,0V~+12V 连续可调;输出电压可数字显示,显示精度优于±0.1%;输出电流400mA。
其中,发挥部分为:电压调节方式为:以0.1V为步进加或减;通过按键对可调电压输出一路进行预置数,0V~12V的任意一整数电压值可作为预置数。
作为第一次课程设计,整个资料搜集与工作过程有待提高。
第一步用一天时间重点温习模电课本中稳压电源部分,对直流稳压电压的原理,结构框图,变压、整流滤波、稳压三大部分有了初步了解。
第二步结合任务书的基本要求,用两天时间查找搜集相关书籍与网络资料,在茫茫书海中找到核心资料,先确定总体方案为数控方式,再模块方案选择与论证,确立变压、单相桥式整流电容滤波、两路稳压输出、数控与数显的设计结构。
画出整个电路草图。
第三步,学习multisim 软件的电路原理图画法与电路仿真。
在该软件的学习与使用的过程中遇到一些大大小小的问题。
比如安装程序,熟悉各种工具的使用,元器件的查找,仿真起初难以出结果等等。
原理图和仿真完成后,第三步则撰写报告。
整个课程设计过程,不仅使我们更扎实的学习电子技术课程、学会仿真软件multisin;而且将理论知识与实践相结合,一定程度的锻炼了我们的动手和电子设计能力,资料搜集能力,也达到了一种将知识活学活用的目的。
目录No table of contents entries found.鸣谢 (26)8元器件明细表及参考文献............................... 错误!未定义书签。
9收获体会 (27)简易直流稳压电源摘要:本文设计的是量程为 12V且在0~12V可调的直流稳压电源,其最大输出电流为500mA,并具有数字显示电压功能。
正负可调直流稳压电源设计正负可调直流稳压电源设计姓名:张平学号:141900143专业:电子信息工程指导老师:李继强学院:电气信息学院日期:2015年01月01日摘要在电子电路设计中,最离不开的就是电源。
不管是调试测试电路,还是驱动电路,这些都离不开电源的应用。
在本设计中采用5W,220V—12V的变压器来将220V电压降压。
用三端可调节正电压稳压器LM317和三端可调节负电压稳压器LM337形成正负电压生成电路。
正负可调直流稳压电源由电源变压器、整流电路、前级滤波电路、稳压电路和后级滤波电路共五部分组成。
设计的可调电源具有电压正负可调、电路简单、成本低廉的优点。
在电路中由于需要交流变直流,所以采用各种电容,运用电容充放电的原理来调整交流电到直流电。
关键词:可调电源电容滤波稳压AbstractedAdjustable DC regulated power supply is a DC power supply is often used in the real experiment, its main principle is divided into four parts, transformer, rectifier, filter, adjustable output. The four part is the title of one step one step, are indispensable. After the regulation and role of the four sector, will put the 220V AC sinusoidal into positive and negative adjustable DC power supply voltage regulator. To act with voltage of the chip LM317 and LM337. The two chip can lead in the middle bridge rectifier, voltage can be adjusted to achieve positive and negative.Key word:adjustable power source;Capacitance smoothing ;voltage stabilization ;目录摘要 (I)Abstracted.................................................................................................................... I I 目录 .. (III)第一章方案论证和比较 (1)1.1 设计任务 (1)1.2 设计方案与选择 (1)1.2.1 设计方案比较 (1)1.2.2 方案选择确定 (1)1.3 设计流程图 (2)1.4 方框图 (2)第二章设计原理与分析 (3)2.1 变压器的原理与分类 (3)2.1.1 变压器工作原理 (3)2.1.2 变压器分类 (3)2.2 桥式整流 (4)2.3.1 整流二极管 (4)2.3.1 整流桥 (5)3.3 滤波电路 (7)2.3.1 滤波电路的概念 (7)2.3.1 滤波电路的性能 (9)2.4 稳压及调节电路 (10)2.4.1 主流器件 (10)2.4.2 稳压与输出可调原理 (13)第三章电路设计 (14)3.1 变压与整流电路 (14)3.1.1 变压器的选择 (14)3.1.2 整流电路设计与二极管选择 (15)3.2 前级滤波电路设计 (16)3.3 稳压电路设计 (17)3.4 后级滤波电路设计 (18)3.5整体电路 (19)第四章调试方案与测试结果 (20)4.1 变压器降压检测 (20)4.2 整流桥整流检测 (21)4.3 滤波电路检测 (22)4.4 稳压可调电路检测 (24)4.4.1 稳压波形检测 (24)4.4.2 电压调节检测 (25)总结 (27)附录一 (28)第一章方案论证和比较1.1 设计任务设计并制作一个正负可调直流稳压电源,实现电压从正1.25V—正16.97V 可调和电压从负1.25V—负16.97V 可调;最大电流不超过0.5A。
正负12V稳压可调直流电源
作者:黄张祥张昊李松松
摘要
基于四个二极管通过电桥电路的连接,设计两个对称电路。
在每个电路都是由整流电路(四个二极管组成)、滤波电路(几个电容组成)、稳压电路(LM317或LM337稳压器组成)和二次滤波电路(几个电容组成)。
由LM317和LM337三端可调正负电压集成稳压器构成的正负输出稳压电源具有线路简单、外围元件少、稳压精度高、保护功能齐全和成本低廉等特点.因此.得到了广泛的应用。
通过滑动变阻器的控制和各元件的数据正确选择,达到一个正负12伏可调电源。
在原理图上有一系列的电容,具有虑波的作用,这样就实现了直流的目的。
[关键词]电路稳压可调直流整流滤波
Abstract
Based on four diode bridge circuit by connecting the design of two symmetrical circuit. In each circuit by the rectifier circuit is (four diodes), the filter circuit (composed of several capacitors), voltage regulator (LM317 or the LM337 voltage regulator components) and secondary filter circuit (composed of several capacitors). The LM317 and LM337 three-terminal adjustable regulator constitute positive and negative voltage integrated power supply with positive and negative output line is simple, less external components, the regulator, high precision, low cost protection function, and so on. So. Has been widely used. By sliding rheostat control and the correct choice of data elements to achieve a positive and negative 12 volt adjustable power supply. The schematic of a series of capacitors, has considered the role of waves, so to achieve the purpose of DC.
一、引言
电源是各种电子、电气设备工作的动力,是自动化部件不可缺少的组成部分,它广泛应用于科学研究、经济建设、国防设施及人民生活等各个方面,是电子设备和机电设备的基础。
在电源的众多类型中,直流稳压电源应用最为广泛,它与国民经济各个部门息息相关,特别是在实验室、IT业、采矿、小型电器等领域中应用更为广泛。
本实验需要实现双向12V直流稳压电源,220V交流电压需要经过变压器降压、二极管整流、电容滤波和集成稳压器稳压几个部分变成直流。
本次设计完成的直流稳压电源要满足如下要求:
(1)输出电压-12V~12V可调,纹波〈=10mV;所用电源为220V/50HZ交流电。
(2)在设计电路之前,需要认真核算各个元件的参数值的大小,不能随意设置数值,否则将会造成不堪设想的后果,这也是设计器件所具备应有的素质。
(3)在焊接电路时,应该注意二极管的正负级和电容的正确连接,切不可随心所欲,防止爆炸。
二、方案设计
1.设计思路
为得到要求的输出电压,要将交流电流通过二极管整流、电容滤波和稳压器变为较为稳定的直流电,关键在于滤波和稳压,其中还要注意到稳压器和滑动变阻器的接法,整个电路完成就是围绕这些展开的。
2.方案论证与选择
经过分析我们或得以下方案:
方案一:本设计方案采用可调式三端稳压器LM317和LM337,LM317是正电压可调的稳压器,而LM337是负电压可调的稳压器;通过调整控制端的电阻值来改变输出的直流电压大小;稳压器上加上二极管起到保护电路的作用,为了减少纹波电压,在控制端加上一个电容;稳压器的输出端与控制端的电压差值为1.25V,通过Vo=1.25*(Rw+R)/R计算各电阻值,其中Rw是输出端与控制端间的电阻,R是控制端的电阻。
可调稳压源
方案二:采用经典的串联反馈调整型稳压电路。
设计通过对输出电压取样与基准电压比较,将误差电压放大后送至调整管调整输出电压。
在电网电压在一定范围内变化时,使输出电压保持稳定。
但线性稳压源由于调整管工作在放大区,效率欠佳。
设计利用精密电压基准器件LM431代替稳压管作为误差放大部分基准比较电压。
采用OP07误差放大。
串联反馈调整型稳压电路
比较以上两种方案,方案一简单,符合设计要求,易于实现;方案二电路较复杂;故我们选择方案一。
3.各阶段电路设计原理
一、整流与滤波
整流电路的任务是利用二极管的单向导电性,把正、负交变的50Hz电网电压变成单方向脉动的直流电压。
整流电路只是将交流电变换为单方向的脉动电压和电流,由于后者含有较大的交流成分,通常还需在整流电路的输出端接入滤波电路,以滤除交流分量,从而得到平滑的直流电压。
二、稳压器
LM317 恒流电路:IN脚接输入电压正,OUT脚接一个电阻后为恒流输出,ADJ 脚直接接到恒流输出,就是OUT脚的电阻的另一端,负载正接在这里,因为LM317里面有基准的1.25V电压,这个电压在317里面有稳压措施,所以会一直保持不变,这个电压就在电阻的两端(OUT脚与ADJ脚),电阻值是定的,电压也是定的,流过电阻的电流就是恒定不变的。
恒流值=1.25V/电阻(欧姆)
三、设计实现
1.滤波
滤波是利用电容对特定频率的等效容抗小,近似短路来实现的(与谐振无关)。
为能够滤波充分,利用电解电容与瓷片电容并联接入稳压器前后两端。
2.稳压
稳压器内部有基准电压源、比较、放大等。
工作原理:将稳压器输出电压经取样,比较,取出误差进行放大,调整输出电压,大到稳定输出电压之目的。
采
用可调式三端稳压器LM317和LM337,LM317是正电压可调的稳压器,而
LM337是负电压可调的稳压器。
正确接入稳压器,尤其是其三个脚的接法,和一个电解电容串联接入电路。
3.可调
利用滑动变阻器可实现电压可调,将其与一个电阻串联起来并入电路即可。
四、系统测试
1.测试仪器设备及工具
一个变压器、交流电压源(220V/50HZ)、一个数字万用表,一个数字示波器。
(小起子)
2.测试结果
测量方法:利用测量仪器直接测量
电路焊接完成后测量输出电压可调,电压正值:最大可调电压值为19.11V,最小可调电压值为1.24V,纹波值为3.15mV,峰峰值为8.00mV;电压负值:最大可调电压值为-19.30V,最小可调电压值为-1.26V,纹波值为2.63mV,峰峰值为10.0 mV。
3.设计中存在的问题分析及解决
在焊接电路板过程中,滑动变阻器的接法出现错误,出错的原因:没有严格按照电路图来操作,将中间那根改变电阻值的线路没有经过滑动变阻器所在支路直接与电解电容端连接。
经过学长指正及时发现错误,并改正。
五、结论
测试结果表明,我们基本上完成了此次试验任务。
此次的实验,是我们组在电协里的第二次试验,虽然实验的难度和繁琐程度远高于第一次,但是我们加入电协的目的就是充实自己的业余文化生活,即使再苦再累也是值得的。
这次的正负12v可调直流电压源实验,我们在经过培训后,我们明白了再简单的器件也有着很规律的线路。
在这次的试验中电压源的电路中的整流、滤波、整流都是我们以前没有想过的。
电容、电阻、二极管、滑动变阻器等等,其中的原理也有很多的。
通过实验证明,抑制了零点漂移,大大改善了电路的性能,这次的实验,我
们真的受益匪浅。
另外,在分工方面,有我张昊和黄张祥负责主要的焊接,而李松松负责器件的采购,还有部分的焊接。
明确的分工也是我们顺利完成此次的实验的原因之一,还有深深感谢电协的学长们对我们耐心的指导,没有他们我们也是很难完成实验的。
我们希望在下次的试验中我们组会有更好的表现。