模电课程设计(直流稳压电源)(正负9~12v)
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直流稳压电源设计1. 引言直流稳压电源是一种用于提供恒定直流电压输出的电子设备,广泛应用于各个领域的电子设备中。
本文将详细介绍直流稳压电源的设计过程,包括理论基础、电路设计、实验步骤和结果分析等。
2. 理论基础2.1 直流稳压原理直流稳压电源的基本原理是通过负反馈控制技术,使得输出端的电压保持在一个稳定值。
在负载变化或输入电源波动时,通过调节控制信号,使得输出端的电压不受影响。
2.2 稳压管稳压管是直流稳压电源中常用的元件,它能够根据输入端的变化自动调整其导通状态以保持输出端的恒定电压。
常见的稳压管有Zener二极管和三端稳压器。
2.3 变压器变压器是直流稳压电源中用于降低或升高交流输入电源的元件。
通过变换输入端的交流电压,可以得到所需的直流输出电压。
3. 电路设计3.1 输入端设计输入端设计包括交流输入电源的接入和滤波。
将交流输入电源通过变压器降压至所需的电压等级。
使用滤波电路对输入信号进行滤波,去除交流成分,得到纯净的直流信号。
3.2 稳压管设计稳压管是直流稳压电源中最关键的元件之一。
根据所需的输出电压和额定电流,选择合适的稳压管进行设计。
在稳压管前后分别加上适当的限流电阻和维护电阻,以保证稳定工作。
3.3 输出端设计输出端设计主要包括负载调节和过载保护。
通过连接合适的负载电阻,并在输出端加上过载保护元件,可以实现对输出端电流和功率的控制和保护。
4. 实验步骤4.1 确定需求和参数首先需要明确直流稳压电源的需求和参数,包括输出电压、额定电流、负载范围等。
4.2 选取元件和计算参数根据需求确定所需的元件,并进行参数计算。
包括变压器的变比计算、稳压管的选择和限流电阻的计算等。
4.3 绘制电路图根据元件选取和参数计算结果,绘制直流稳压电源的电路图。
4.4 搭建实验电路按照电路图,搭建实验所需的电路,连接各个元件。
4.5 调试和测试对搭建好的实验电路进行调试和测试,包括输入端、稳压管和输出端的工作状态检查。
模电部分多路输出直流稳压电源设计一、设计任务与要求1.设计并制作一个连续可调直流稳压电源,可将220V/50HZ交流电转换为多路直流稳压输出,主要技术指标要求:第一档输出 +12V,-12V 1A第二档输出 +5V,-5V 1A第三档输出 +3~+12V2.学会根据已学知识设计具有某一特定功能的电路;3.学会基本电路的组装与调试。
二、方案设计与论证可调直流稳压电源一般由电源、变压器、整流电路、滤波电路、及稳压电路组成。
变压器把市电220V/50Hz交流电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。
这次课程设计是在王枫老师指导下充分利用所学模拟电子技术的知识设计制作的。
直流稳压电源有很多优异特性,为获得可靠的直流电压,一个简易的办法就是将我国目前的市电电压通过一定的方法转化为我们需要的直流电。
我们此次课程设计任务就是设计一个可靠的多路输出直流稳压电源。
本设计主要采用多路输出直流稳压构成集成稳压电路,通过变压、整流、滤波、稳压四过程将 220V交流电变为稳压直流电,实现实现固定输出电压 +12V、-12V、+5V、-5V四种电压输出,并实现在+3V~+12V间可调。
采用电源变压器、整流滤波电路、和稳压电路。
其中稳压电路是采用7812和7912实现+12V、-12V输出;采用集成电路7805和7905稳压器实现+5V、-5V输出;采用317集成电路实现+3~+12V输出。
将此方案与其他任何方案进行对比,可以发现此方案结构简单,所用元件数目较少,且容易调试。
在电子电路中,通常都需要电压稳定的直流电源供电。
为了得到此稳压直流电源,我们利用所学的模电知识设计可调直流稳压电源,此电源一般由电源变压器,整流、滤波电路及稳压电路所组成。
变压器把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。
模拟电子技术课程设计报告直流稳压电源设计专业:班级:姓名:学号:指导老师:电子通信与物理学院日期: 2014 年 6 月10日直流稳压电源设计一、设计功能概述本次设计的设计要求为:设计一个直流稳压电源;输入交流电压220v;输出直流电压5v;输出电流1A;输出最大纹波电压小于10mV。
本文所设计的直流电源为单相小功率电源,它将频率为50Hz、有效值为220v 的单相交流电压转换为输出稳定的5v直流电压。
在负载电阻为几十到几千欧姆时其输出电压稳定,纹波电压小于10mv;最大输出电流可达1A。
电路设计方面采用电源变压器电路、整流电路、滤波电路、稳压电路组成直流稳压电源电路。
其中,整流电路采用单相桥式整流电路;滤波电路采用电解电容滤波电路;稳压电路串联型稳压电路。
直流电源在二、设计步骤1、原理分析单相交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压,其方框图及如图1.1所示。
图1.1电源变压器是为了降低从电网输入电压的有效值。
直流电源的输入为220V 的电网电压,一般情况下,所需直流电压的数值和电网电压有效值相差较大,因而需要通过电源变压器降压后,再对交流电压进行处理。
变压器副变电压有效值决定于后面电路的需要。
整流电路把变压器副边的交流电压转化为直流电压。
即正弦波电压转换为单一方向的脉动电压,但整流电路的输出仍有较大的交流分量,会影响负载电路的正常工作。
采用电容滤波电路可以有效减小电压的脉动,使输出电压平滑。
交流电压通过整流、滤波后虽然变为分量较小的直流电压,但是当电网电压波动或者负载变化时,其平均值也会随之变化。
为了稳定电压需要用到稳压电路。
本文采用具有放大环节的串联型稳压电路,可以使直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响,从而获得足够高的稳定性。
下面分别介绍一下各个部分的原理。
(1)单相桥式整流电路为了克服单相半波整流电路的缺点,本文所设计直流稳压电源采用单相全波整流电路。
模电课程设计直流稳压电源一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握直流稳压电源的基本工作原理,理解稳压电路各组成部分的作用及相互关系。
2. 使学生掌握稳压电源的主要性能指标,如电压稳定性、负载调整率、纹波系数等。
3. 帮助学生了解不同类型的稳压电路及其特点,如线性稳压电路、开关稳压电路等。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析实际电路的能力,能正确选用稳压电源并进行简单的电路设计。
2. 提高学生动手实践能力,学会使用示波器、万用表等工具进行稳压电源性能测试。
3. 培养学生团队协作能力,能在小组讨论中积极发表见解,共同解决问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发学习热情,形成自主学习、探究学习的习惯。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性,敢于面对和解决问题。
3. 增强学生的环保意识,认识到电子设备对环境的影响,倡导绿色环保理念。
课程性质:本课程为模拟电子技术课程的一部分,侧重于直流稳压电源的工作原理、性能分析和应用。
学生特点:学生为高中年级,已具备一定的电子基础知识,具有较强的学习能力和动手实践能力。
教学要求:结合课程性质和学生特点,采用理论教学与实验相结合的方式,注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
通过本课程的学习,使学生能够将理论知识应用于实际电路设计中,提高解决问题的能力。
教学过程中,注重分解课程目标,确保学生达到预定的学习成果,为后续课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 理论教学:a. 稳压电源概述:介绍稳压电源的定义、分类及在电子设备中的作用。
b. 线性稳压电路:讲解LM7805等常用线性稳压集成电路的内部结构、工作原理及性能参数。
c. 开关稳压电路:分析开关稳压电路的基本原理、电路组成及特点,如效率高、体积小等。
d. 稳压电源性能指标:阐述电压稳定性、负载调整率、纹波系数等性能指标的定义及测试方法。
2. 实践教学:a. 稳压电源搭建与测试:指导学生搭建线性稳压电路和开关稳压电路,使用示波器、万用表等工具进行性能测试。
模拟电子技术课程设计报告直流稳压电源设计专业:班级:姓名:学号:指导老师:电子通信与物理学院日期: 2014 年 6 月10日直流稳压电源设计一、设计功能概述本次设计的设计要求为:设计一个直流稳压电源;输入交流电压220v;输出直流电压5v;输出电流1A;输出最大纹波电压小于10mV。
本文所设计的直流电源为单相小功率电源,它将频率为50Hz、有效值为220v 的单相交流电压转换为输出稳定的5v直流电压。
在负载电阻为几十到几千欧姆时其输出电压稳定,纹波电压小于10mv;最大输出电流可达1A。
电路设计方面采用电源变压器电路、整流电路、滤波电路、稳压电路组成直流稳压电源电路。
其中,整流电路采用单相桥式整流电路;滤波电路采用电解电容滤波电路;稳压电路串联型稳压电路。
直流电源在二、设计步骤1、原理分析单相交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压,其方框图及如图1.1所示。
图1.1电源变压器是为了降低从电网输入电压的有效值。
直流电源的输入为220V 的电网电压,一般情况下,所需直流电压的数值和电网电压有效值相差较大,因而需要通过电源变压器降压后,再对交流电压进行处理。
变压器副变电压有效值决定于后面电路的需要。
整流电路把变压器副边的交流电压转化为直流电压。
即正弦波电压转换为单一方向的脉动电压,但整流电路的输出仍有较大的交流分量,会影响负载电路的正常工作。
采用电容滤波电路可以有效减小电压的脉动,使输出电压平滑。
交流电压通过整流、滤波后虽然变为分量较小的直流电压,但是当电网电压波动或者负载变化时,其平均值也会随之变化。
为了稳定电压需要用到稳压电路。
本文采用具有放大环节的串联型稳压电路,可以使直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响,从而获得足够高的稳定性。
下面分别介绍一下各个部分的原理。
(1)单相桥式整流电路为了克服单相半波整流电路的缺点,本文所设计直流稳压电源采用单相全波整流电路。
模拟电子技术课程设计报告直流稳压电源Last revised by LE LE in 2021模拟电子技术课程设计报告设计题目:直流稳压电源设计专业电气工程班级学号学生姓名指导教师设计时间2010-2011学年上学期教师评分2011年月日目录1.概述电源是各种电子、电器设备工作的动力,是自动化不可或缺的组成部分,直流稳压电源是应用极为广泛的一种电源。
直流稳压电源是常用的电子设备,它能保证在电网电压波动或负载发生变化时,输出稳定的电压。
一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。
直流稳压电源通常由变压器、整流电路、滤波电路、稳压控制电路所组成,具有体积小,重量轻,性能稳定可等优点,电压从零起连续可调,可串联或关联使用,直流输出纹波小,稳定度高,稳压稳流自动转换、限流式过短路保护和自动恢复功能,是大专院校、工业企业、科研单位及电子维修人员理想的直流稳压电源。
适用于电子仪器设备、电器维修、实验室、电解电镀、测试、测量设备、工厂电器设备配套使用。
几乎所有的电子设备都需要有稳压的电压供给,才能使其处于良好的工作状态。
家用电器中的电视机、音响、电脑尤其是这样。
电网电压时高时低,电子设备本身耗供电造成不稳定因家。
解决这个不稳定因素的办法是在电子设备的前端进行稳压。
直流稳压电源广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等的直流供电。
直流稳压电源设计目的(1)、学习直流稳压电源的设计方法;(2)、研究直流稳压电源的设计方案;(3)、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法。
课程设计的组成部分1.2.1 设计原理设计电路框图设计电路框图如图1所示,包括变压器降压,整流滤波电路滤波,稳压电路进行稳压四个部分。
图1为电压经过各个部分的波形,交流U1经过变压器降压后到较小的交流U2,经过整流滤波后变为纹波很小的直流U4,最后由稳压电路进行稳压输出。
直流稳压电源的组成图11.2.2各部分电路的作用交流变压器。
课程设计任务书题目: 多路输出直流稳压电源的设计与制作初始条件:元件清单:交流电源220V,变压器,整流桥,电容、电阻、电位器,三端集成稳压器,开关。
可用仪器:示波器,万用表,毫伏表。
要求完成的主要任务:(1)设计工作量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)技术要求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,+5V/3A,和一组可调正电压。
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。
(用Multisim画电路原理图并实现仿真)③安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。
时间安排:指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录目录 (2)摘要 (4)Abstract (5)1课程设计内容及要求 (6)1.1设计的初始条件及主要任务 (6)1.1.1设计的初始条件 (6)1.1.2设计所需完成的任务与要求 (6)1.2设计思路 (6)2原理电路的设计 (8)2.1方案比较 (8)2.1.1可选方案 (8)2.1.2各方案优缺点 (8)2.2总体设计原理 (8)2.3电源变压器的基本原理 (9)2.4整流电路的基本原理 (10)2.4.1单相桥式整流电路工作原理 (10)2.4.2参数计算 (11)2.4.3单相桥式整流电路的负载特性曲线 (11)2.5滤波电路的基本原理 (12)2.6稳压电路的基本原理 (14)3电路元件选择 (15)3.1 电源变压器的选择 (15)3.2集成整流桥及滤波电容的选择 (15)3.3集成稳压器的选择 (16)3.3.1输出电压固定的集成稳压器(±5V,±12V)的选择 (16)3.3.2输出电压可调的集成稳压器的选择 (16)4 Multisim仿真结果与分析 (18)4.1 电路原理图 (18)4.1.1说明书 (18)4.2 电路每级波形图 (19)4.3 电路输出波形图 (20)4.4 仿真结果 (23)5 实物与测量 (24)5.1 电路实物图 (24)5.2 输出端测量图 (24)5.3 输出端测量数值 (28)5.4 误差分析 (28)6 心得与体会 (29)7 参考文献 (30)附录一 (31)1总体电路图 (31)2 元件清单 (32)附录二 (33)摘要随着电子技术的快速发展,高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高,如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。
目录第1章绪论 (1)1.1 稳压电源的应用前景与介绍 (1)1.2 未来电子技术发展方向 (1)1.3 本人的主要工作 (2)第2章半导体直流稳压电源电路的设计 (3)2.1总体框图设计方案如下 (3)2.1.1 电路工作原理 (3)2.2 电源变压器单元电路的设计 (4)2.3 整流单元电路的设计 (4)2.4 滤波单元电路的设计 (6)2.5 稳压单元电路的设计 (7)2.6 整体电路参数的确定与元件的选择 (7)第3章仿真与制作 (10)3.1 multisim仿真软件的简介 (10)3.2 仿真电路 (11)3. 3 仿真结果 (11)3.4 PCB电路板的设计 (12)第4章结束语 (13)参考文献 (14)附录A 电路原理图................................. 错误!未定义书签。
附录B 元件清单.. (16)第1章绪论1.1 稳压电源的应用前景与介绍电源可分为交流电源和直流电源,它是任何电子设备都不可缺少的组成部分,交流电源一般为220、50HZ电源,但许多家用电器设备的内部电路都要采用直流电源作为供电能源,如收音机﹑电视机、带微处理器控制的家电设备等都离不开这种电源,直流电源又分为两类:一类是能直接供给直流电流或直流电压的,如电池、蓄电池、太阳能电池、硅光电池、生物电池等。
另一类是将交流电变换成所需的稳定的直流电流或电压的,这类变换电路统称为直流稳压电源。
现在所使用的大多数电子设备中,几乎都必须用到直流稳压电源来使其正常工作,而最常用的是能将交流电网电压转换为稳定直流电压的直流电源,可见直流稳压电源在电子设备中起着主要作用,为设备能够稳定工作提供保证。
随着农业科学技术的不断发展进步,农业科学研究和农业工程应用实践对高压静电电源的需求逐年增多,对其精度、性能、规格、品种、类型、体积、智能化操作等方面都提出了许多新的要求,现有的高压直流电源已经不能满足农业领域中的许多需要,研究和开发适合农业领域要求的多种新型高压直流稳压电源已经成为一种客观需求,而且其社会效益和经济效益都比较显著,市场前景比较光明。
2013~2014学年第一学期《模拟电子技术基础》课程设计报告题目:串联型直流稳压电源的设计班级: 12级通信(1)班姓名:指导老师:电气工程系2013年 12月28日《模拟电子技术基础》任务书在现代工业技术中,电源技术这项工程技术的实践性很强。
尤其是数控电源技术,它与当今电源技术相似,融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等领域,并提出了更高的要求,具有更强的实用性,因此也拥有广阔的发展前景。
数控电源在电子装置中的普遍使用,一定程度上解决了因普通电源在工作时产生的误差而对整个系统精确度的影响。
下面我们那就对直流稳压电源进行分析,说明其原理和在实际应用中起到的作用。
半导体二极管和晶体管是电子电路中常用的半导体器件,也是构成集成电路的基本单元。
本工程训练主要利用这两种元器件设计制作一个分立式元器件串联反馈型稳压电源。
直流稳压电源由交流电网经变压、整流、滤波、和稳压四个主要部分构成。
本次设计的主要内容是围绕着如何使分立式元器件串联可调直流稳压电源输出直流电压稳定、脉动成分减小而展开的。
首先介绍了全波整流电路的工作原理,接着介绍了电容滤波电路的性能特点,然后引入了具有放大环节和辅助电源的串联可调式稳压电源,并在电路中采用了提高稳定度,提高温度稳定性及限流型过流保护电路的具体措施,以确保电路安全稳定的工作。
关键字:串联稳压;直流;可调电源;DXP软件;摘要 (2)第一章串联直流稳压电源的基本原理 (4)1.1串流稳压电路原理 (4)1.2电源变压器知识 (4)1.3整流、滤波电路 (5)第二章主要元器件简介 (9)2.1电磁继电器三极管................... 错误!未定义书签。
2.2芯片 (9)2.3三极管 (10)第三章串联型直流稳压电源的电路图及仿真电路 (11)3.1整体框架图 (11)3.2方案比较及单元电路设计 (11)3.3稳压电路及保护电路设计 (14)3.4总线路图 (17)调试分析与性能测试 (18)总结 (19)参考文献 (20)第一章串联直流稳压电源的基本原理1.1串流稳压电路原理当电网电压降低或负载电阻减小而使输出端电压有所降低时,其取样电压UB2相应减小,T2基极电位降低。
物理与电气工程学院课程设计报告直流稳压电源的设计作者专业年级指导教师成绩日期直流稳压电源的设计摘要:本直流稳压电源是依照模拟电子技术的知识设计而成,用来测量直流电压,测量范围为+12V,-12V,+15V,-15V。
直流稳压是一种当电网电压波动或温度负载改变时,能保证输出电压大体不变的电源。
其电源电路包括电源变压器,直流电路,滤波电路,稳压电路四个环节。
设计中要用的元件有:变压器、整流二极管、电解电容、瓷片电容、端子。
关键词:直流电源整流滤波稳压1 引言:说到稳压问题,历史悠长。
目前,线性继承稳压器已进展到几百个品种。
按结构分为串联式和并联式集成稳压器。
依照输出电压类型可分为固定式和可调式集成稳压器。
依照脚管的引线数量可分为三端式和多端式集成稳压器。
按制造工艺可分为:半导体式,薄膜混合式和厚膜混合式集成稳压器。
按输入输出之间的压差由可分为一样的压差和低压差两大类,等等。
目前,通过电子课程设计能专门好的提高大学生的动手实习能力,也能专门好的提高大学生的创新、设计和实践能力,因此才设计了那个直流稳压电源,又称集成直流稳压电源。
2 设计方案论证方案一:采纳LM317、LM337共地可调式三端稳压器电源LM317可调式三端稳压器电源能够持续输出可调的直流电压,只是它只能许诺可调的正电压,稳压器内部含有过流,过酷爱惜电路;由一个电阻(R)和一个可变电位器(RP)组成电压输出调剂电路,输出电压为:V o=1.25(1+RP/R)。
LM337输出为负的可调电压,采纳两个独立的变压器别离和LM317及LM337组装,操作比较简单。
电路图2-1所示图2-1 LM317与LM337组装电路方案二: 采纳LM7815,LM7812、LM7912和LM7915组成稳压电路LM7815固定式三端稳压器可输出+15V电压如图2-2,固定式三端可调稳压器LM7812和LM7912组装电路可对称输出±12v,其电路图如图2-3所示.其电路图如图2-4所示.图2-2 LM7815图2-3 LM7812和LM7912组装方案的最终选择方案一的电路由三端可调式稳压器LM317和LM337组装而成,可输出范围为±1.25 -±12持续可调,通过对Rw的调整可输出+5V, ±12,(3-9)V持续可调.其电路组装比较简单,但输出所需电压时需要调整可变电阻,不能直接输出,因此利历时不方便.方案二由三端可调式稳压器和三端固定式稳压器一起组成,所用器件例如案一多,但电路组装简单,可不能增添麻烦,在方案二中可直接取得+5v和±12的输出电压.利用式比较方便,综上所述,方案二例如案一合理,因此选择方案二2.1 本设计采纳桥式整流单相桥式整流电路与半波整流电路相较,在相同的变压器副边电压下,对二极管的参数要求式一样的,而且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优势,因此在次设计中我选用单相桥式整流电路。
模拟电子电路设计报告——《直流稳压电源的设计》
学院:信息与控制工程学院
专业:电气工程及其自动化
班级:电气1004班
姓名及学号:赵成奎(********)
郑邦猛(10053430)
杨丽祺(09053626)指导教师:***
2012/6/1
目录
1.设计目的及要求 (2)
1.1设计目的 (2)
1.2设计要求 (2)
2.主要设计方案 (3)
2.1整流电路 (3)
2.2滤波电路 (4)
2.3稳压电路 (5)
2.4总原理图 (6)
3.单元电路参数计算及元件选择 (7)
3.1变压器副边电流波形 (7)
3.2变压器变比(220V交流输入) (7)
3.3滤波电容大小(满载) (8)
3.4电路中固定电阻、可调电阻调节范围 (9)
4.设计小结及心得 (11)
5.参考文献 (12)
6.附录 (13)
1.设计目的及要求
1.1设计目的
利用7809、7909设计一个输出+(9~12)V、1A的直流稳压电源;
1.2设计要求
1)画出系统电路图,并画出变压器输出、滤波电路输出及稳压输出的电压波形;画出变压器副边电流的波形。
2)输入工频220V交流电的情况下,确定变压器变比;3)在满载情况下选择滤波电容的大小(取五倍工频半周期);
4)求滤波电路的最大输出电压;
5)求电路中固定电阻阻值和可调电阻的调节范围。
2. 主要设计方案 交流电源→变压器→整流电路→滤波电路→稳压电路→负载
图2.0 直流稳压电源的组成
2.1整流电路
本设计所使用的整流电路为单相桥式整流电路:
图2.1 整流电路单元分析图
由于单相桥式整流电路中,二极管分别轮流导通半个周期,所以流过二极管的电流平均值为
I D =0.5*I L =0.45*(U 2/R L ) 在U 2的正半周时,二极管D 1、D 2导通,D 2、D 4截止而承受反向电压,反向电压的最大值为U 2的峰值,即 在U 2的负半周时,二极管D 1、D 2承受同样的反向电压。
选择二极管时,主要依据上面两式。
为了安全起见,选择二2
RM 2U U
极管的最大整流电流I DF应大于流过二极管的平均电流I D,二极管的反向峰值电压U RM应大于在电路中实际承受的最大反向电压的一倍。
2.2滤波电路
本设计使用的为单向桥式整流电容滤波电路。
即在2.1整流电路的基础上接一滤波电容。
图2.2 滤波电路单元分析图
τ放电=R L C越大,放电过程越慢,输出电压中脉动(纹波)成分越少,滤波效果越好。
一般取:
τ放电≥(3~5)T/2,
T为电源交流电压的周期。
(注:当RL很大,即I L很小时,尽管C较小, R L C仍很大,电容滤波的效果也很好,所以电容滤波适合输出电流较小的场合。
)
2.3稳压电路
交流电经过整流滤波可得到平滑的直流电压。
然而当电网电压波动和负载变化时输出电压将随之变化。
稳压电路的作用就是在这两种情况下,将输出电压稳定在一个固定的数值上。
本设计使用的为集成稳压电路,使用的稳压器为:
MC7809CT和LM7909CT
图2.3 两种稳压器
MC7809CT:输出为正电压输出,输出电压稳定在+9V,最大输出电流为1.5A。
LM7909CT:输出为负电压输出,输出电压稳定在-9V,最大输出电流为1.5A。
2.4总原理图
电路可以分为上下两部分:
上部分利用MC7809CT和运放输出+(9~12)V;
下部分利用LM7909CT和运放输出-(9~12)V。
电路中除了用到稳压器外,还用到了基本运算放大电路和可调电阻(电位器);可以将电压调节到所需要的电压范围。
3.单元电路参数计算及元件选择
3.1变压器副边电流波形
测量时稳压电路可调电阻取50%状态。
3.2变压器变比(220V交流输入)
本设计要求设计输出±(9~12)V,1A的直流稳压电源;
对于79××系列:为了保证输出电压的稳定,输出电压与输入电压电压差应大于2V一般取3-5V。
本设计取电压差值3V;
U I M≧U MAX+3V=12+3V=15V=U L U L为滤波电路输出电压;
取U L=1.2*U2
∴U2=U L/1.2=12.5V
电网电压220V
变比:220V/12.5V=17.6
∴取20:1比较合适
此时:
U L=220/20V=11V
3.3滤波电容大小(满载)此时:
τ放电≥5T/2,
交流电工频:
f=50H Z ∴T=0.02s
可知:
τ放电=R L C≥5T/2=0.05s
滤波电路电阻:
R L=U L/I=13.2Ω
滤波电容:
∴C≥0.0037F=3.7mF
本设计取滤波电容为4mF
3.4电路中固定电阻、可调电阻调节范围
7809和7909均为固定输出的三端集成稳压器,如果希望得到可调的输出电压,可以选用可调输出的集成稳压器,也可以将固定输出集成稳压器接成如下图所示电路。
电路中接入了一个集成运放A以及采样电阻R1、R2、R3,其
中R2为电位器。
不难看出,集成运放接成电压跟随器形式,它的输出电压U A等于其输入电压,即
U A=﹝(R2〞+R3)/(R1+R2+R3)﹞*U0
由图可得
U0ˊ+U A=U0
即U0ˊ+﹝(R2〞+R3)/(R1+R2+R3)﹞*U0=U0
则电路的输出电压为
U0= U0ˊ/﹛1—(R2〞+R3)/(R1+R2+R3)﹜
=﹝1+(R2〞+R3)/(R1+R2ˊ)﹞U0ˊ
由上述可知:只需移动电位器R2的滑动端,即可调节输出电压大小。
本设计中,最大输出为12V,U0=1.33U0ˊ所以取R3=0,固定电阻R1=9k,可调电阻R2=3k;
4.设计小结及心得.
通过本次设计,我们更进一步地了解到了直流稳压电源的工作原理以及它的要求和相关性能指标。
在此次设计中,我们了解到了各自在模拟电子实践方面还存在的一些问题。
通过不断的努力,通过查阅相关的书籍,我们解决了不少的问题,我们也收获了很多。
在以后的学习中,要不断的将理论与实际相结合,在实践中脚踏实地,弥补自己的薄弱点。
还有,本次设计中用到了很多的元件,各有各的特点,我们要留意这些元件,以便在以后的设计中使用。
最后,衷心地感谢所有帮助我们解决问题克服困难的老师同学。
5.参考文献
《模拟电子技术基础简明教程(第二版)》高等教育出版社杨素行主编
《模拟电子技术基础简明教程(第三版)》高等教育出版社杨素行主编
《模拟电子技术基础》中国石油大学出版社刘润华李震梅主编
78**系列参数
79**系列参数。