多路输出直流稳压源设计课程设计
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湖南人文科技学院课程设计报告课程名称:电子技术课程设计设计题目:多路输出直流稳压电源系别:通信与控制工程系专业:电子信息工程班级:学生姓名:学号:起止日期:年月日—年月日指导教师:教研室主任:摘要在电子电路中,电子系统都要求用稳定的直流电源,日用电器通常都需要电压稳定的直流稳压电源供电,而人们在日常生活中都使用220V交流电源,因此,需要将交流电变换成直流电。
将交流电压变换为直流电压并使之稳定的设备就是直流稳压电源,它主要由电源变压器,整流电路,滤波电路及稳压电路四部分组成。
本文介绍了一种采用7805,7905,7812,7912系列稳压器实现功能,融入了整流桥式的整流作用以及电容的滤波作用,共同实现多路直流稳压电源的输出。
主要阐述如何使用以上集成芯片完成对生活中经常要用到小功率稳压电源的设计,其中对包括参数的选取、实际情况对电路的影响的解释,以及对今后设计同类电路的总结。
在设计过程中主要运用Multisim进行软件仿真,展现了Multisim在硬件设计过程中的强大功能。
其便捷性对我们今后的硬件设计提供了重大帮助!关键词:单相桥式、稳压电源、Multisim、可变电压,滤波目录1 设计目的及要求 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计任务 (1)2 设计原理及其方案比较 (2)2.1 方案一 (2)2.2 方案二 (2)2.3 方案比较与实施方案 (3)3 单元电路的设计 (4)3.1 电源变压器 (4)3.2 整流电路 (5)3.3 滤波电路的设计 (6)3.4 稳压电路的设计 (7)4 电路仿真与电路板制作 (8)4.1 模拟仿真 (8)4.2 电路板制作 (9)4.2.1 电路板制作 (9)4.2.2 电路实物图 (10)4.2.3 硬件调试 (11)5 总结思考与致谢 (12)参考文献 (13)附录一电路原理图 (14)附录二 PCB图 (15)附录三元器件清单 (16)多路输出直流稳压电源1 设计目的及要求1.1 设计目的1、通过集成直流稳压电源的设计,安装和调试,学会选择变压器、整流二极管、滤波电路、集成稳压器及相关元器件设计直流稳压电源;2、掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。
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。
直流稳压电路的课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握直流稳压电路的基本原理,理解稳压电路在电子设备中的重要作用。
2. 学会分析不同类型的直流稳压电路,了解其优缺点及适用场合。
3. 掌握稳压电路中主要元器件的工作原理及其在电路中的作用。
技能目标:1. 能够运用所学知识,设计简单的直流稳压电路。
2. 学会使用示波器、万用表等工具对稳压电路进行测试和调试,找出并解决问题。
3. 提高动手实践能力,熟练掌握焊接技术,能独立完成稳压电路的搭建。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣和爱好,激发学生的学习热情。
2. 培养学生的团队合作精神,学会在小组合作中共同解决问题。
3. 增强学生的环保意识,了解电子垃圾的危害,养成合理使用和回收电子产品的习惯。
课程性质:本课程为电子技术基础课程,以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点:学生处于高中阶段,具有一定的物理基础和电子技术知识,对新鲜事物充满好奇心,动手能力强。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,提高学生的实际操作能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,确保每位学生都能达到课程目标。
通过课程学习,使学生能够掌握直流稳压电路的相关知识,为后续学习电子技术打下坚实基础。
二、教学内容1. 稳压电路基本原理:介绍稳压电路的定义、作用及其在电子设备中的应用。
- 教材章节:第二章第三节《稳压电路基本原理》- 内容:稳压二极管、稳压电路的分类及工作原理。
2. 稳压电路的设计与搭建:学习不同类型的稳压电路设计方法,进行电路搭建实践。
- 教材章节:第二章第四节《稳压电路的设计与搭建》- 内容:线性稳压电路、开关稳压电路的设计原理及搭建方法。
3. 稳压电路元器件:了解稳压电路中主要元器件的特性及选用。
- 教材章节:第二章第五节《稳压电路元器件》- 内容:稳压二极管、晶体管、电感、电容等元器件的工作原理及选型。
4. 稳压电路测试与调试:学习使用示波器、万用表等工具对稳压电路进行测试和调试。
多路输出电源课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握多路输出电源的基本原理,理解其电路构成及工作过程。
2. 使学生了解多路输出电源在不同应用场景下的设计要求,如电压、电流的稳定性与负载调整能力。
3. 引导学生掌握多路输出电源的主要参数计算方法,以及相关电子元件的选择与使用。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识,设计简单的多路输出电源电路,并能进行电路仿真。
2. 提高学生动手实践能力,使其能够搭建并测试多路输出电源电路,分析电路性能。
3. 培养学生解决实际问题时,运用多路输出电源的相关知识进行方案设计和优化。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术领域的兴趣,培养其主动探索科学问题的精神。
2. 培养学生的团队合作意识,使其在课程实践过程中学会相互协作、共同解决问题。
3. 引导学生认识到多路输出电源在现代社会生活中的重要作用,培养其节能环保意识。
课程性质:本课程为电子技术专业课程,旨在让学生掌握多路输出电源的设计与应用,培养其实践操作能力和创新精神。
学生特点:学生具备一定的电子技术基础,具有较强的求知欲和动手能力,对实际应用有较高的关注。
教学要求:注重理论与实践相结合,强调知识的应用与拓展,鼓励学生进行创新性设计,提高其实践操作能力。
通过课程教学,使学生达到预定的学习目标,为后续课程学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 多路输出电源原理及电路构成- 介绍多路输出电源的基本工作原理,如开关电源、线性电源等。
- 分析多路输出电源的电路构成,包括输入滤波、整流、稳压、开关控制、输出滤波等环节。
2. 多路输出电源设计要求及应用场景- 阐述多路输出电源在不同应用场景下的设计要求,如电压、电流稳定性、负载调整率等。
- 举例说明多路输出电源在电子产品中的应用,如计算机、通信设备、家电等。
3. 多路输出电源参数计算与元件选择- 讲解多路输出电源主要参数的计算方法,如开关频率、占空比、输出电压等。
- 介绍常用电子元件的选择,如开关器件、整流器件、滤波电容等。
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。
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。
一、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。
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。
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,并实现电压可在3-9V可调。
关键词:直流;稳压;变压ABSTRACTDC power supply is generally composed of a transformer, a rectifying filter circuit and a voltage stabilizing circuit. Transformer to power AC voltage into a needed for low voltage AC. A rectifier converts the alternating current to direct current. Through the filter, regulator then unstable DC voltage into a stable DC voltage output. This design mainly adopts DC constitute the integrated voltage stabilizing circuit, through the transformer, rectifier, filter, regulator of 220V alternating current, change into the stable direct current, and realizes the voltage can be 3-9V adjustable.Key words: DC voltage; voltage目录一实验的目的 (4)二设计任务与要求 (4)1.1 设计一集成稳压电路要求 (4)1.2 通过设计集成直流稳压电源,要求掌握 (4)三实验原理及设计方案 (5)3.1直流稳压电源的基本原理 (5)3.2 设计方案 (6)四单元电路设计与参数计算 (7)4.1集成三端稳压器 (7)4.2选择电源变压器 (7)4.3选择整流电路中的二极管 (8)4.4滤波电路中滤波电容的选择 (8)五总原理图及元器件清单 (9)5.1总原理图(简要说明工作原理) (9)5.2 PCB图 (9)5.3元件清单 (10)六安装与调试(加仿真) (10)6.1安装与调试(加仿真) (10)七性能测试与分析 (12)7.1.输出电压与最大输出电流的测试 (12)7.2波纹电压的测试 (13)7.3稳压系数的测量 (14)八结论与心得 (15)参考文献…………………………………………………….致谢…………………………………………………………….一、设计目的1.1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。
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。
直流稳压电源课程设计引言直流稳压电源是电子工程领域中常用的电源装置,用于将交流电源转换为稳定的直流电源。
在电子设备的设计和实验过程中,直流稳压电源起到了至关重要的作用。
本课程设计旨在帮助学生深入了解直流稳压电源的原理和设计过程,并通过实践操作,掌握设计直流稳压电源的技能。
一、理论知识1.1 直流电源的概念与分类直流电源是指输出电流为直流的电源装置,根据输出的电流稳定性和特性,可以分为线性稳压电源和开关稳压电源两种类型。
1.2 线性稳压电源的工作原理线性稳压电源采用变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等组成。
通过将输入电压转换为直流电压,并经过稳压控制电路的调节,使得输出电压稳定在一定的范围内。
1.3 线性稳压电源的设计要点线性稳压电源的设计要点包括输入电压范围选择、稳压管的选取与设计、输出电压调节等。
在设计过程中需要考虑电源的稳定性、效率和功率损耗等因素。
1.4 开关稳压电源的工作原理开关稳压电源利用开关管的开关行为来实现对输出电压的稳压控制。
通过高效的开关变换,能够实现更高的功率转换效率。
1.5 开关稳压电源的设计要点开关稳压电源的设计要点包括:开关管的选取与驱动、滤波电路的设计、反馈控制策略的选择等。
在设计过程中需要考虑开关管的损耗、电磁干扰等问题。
二、实践操作2.1 线性稳压电源的设计实验本实验旨在通过设计线性稳压电源,了解其原理和设计要点,并实践操作电路搭建与调试过程。
实验步骤: 1. 确定输入电压范围,选择合适的变压器。
2. 设计整流电路,将交流电转换为直流电。
3. 设计滤波电路,去除交流成分,使得输出电压更加稳定。
4. 选取合适的稳压管,并设计稳压电路,实现输出电压的稳定控制。
5. 搭建电路原型并进行调试,测试输出电压的稳定性与效果。
2.2 开关稳压电源的设计实验本实验旨在通过设计开关稳压电源,了解其原理和设计要点,并实践操作开关管的驱动、滤波电路的设计以及反馈控制策略的选择。
实验步骤: 1. 选择合适的开关管,并设计驱动电路,实现对开关管的控制。
1.Proteus软件简介Proteus软件是英国LABCENTERELECTRONICS公司出版的EDA工具软件。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。
Proteus软件具有4大功能模块:智能原理图设计、完善的电路仿真功能、独特的单片机协同仿真功能、实用的PCB设计平台。
由于Proteus软件界面直观、操作方便、仿真测试和分析功能强大,因此非常适合电子类课程的课堂教学和实践教学,是一种相当好的电子技术实训工具,同时也是学生和电子设计开发人员进行电路仿真分析的重要手段。
Proteus软件具有其它EDA工具软件(例:multisim)的功能。
这些功能是:(1)原理布图(2)PCB自动或人工布线(3)SPICE电路仿真革命性的特点(1)互动的电路仿真用户甚至可以实时采用诸如RAM,ROM,键盘,马达,LED,LCD,AD/DA,部分SPI器件,部分IIC器件。
(2)仿真处理器及其外围电路可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。
还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程,再配合显示及输出,能看到运行后输入输出的效果。
配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等,Proteus建立了完备的电子设计开发环境。
本次Proteus课程设计多路输出直流稳压源的原理图绘制,PCB板图制作,以及电路的仿真。
2、多路输出直流稳压电源的总体设计2.1、设计内容及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输出:+12V/1A,-12V/1A,+5V/1A,-5V/1A,+5V/3A及一组可调正电压电源+3-+18V/1A。
稳压部分可用分立元件,也可用集成稳压模块。
对设计中所用的电子元器件完成选型,进行原理图设计,对性能指标进行计算分析。
使用相应软件proteus,绘制相应的电路原理图,并进一步对电路图进行仿真。
2.2 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。
2.3 设计原始资料直流电源是能量转换电路,将220V(或380V)50Hz的交流电转换为直流电。
主要包括变压器降压、整流、滤波、稳压等部分,也有集成元件来完成稳压功能。
硬件制作部分核心元器件:变压器、整流桥、调整管、7805、7812、7905,7912,电阻电容不限。
2、4直流稳压电源的基本组成直流稳压电源要将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压,它需要经过变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成,基本框图如图2-1所示:图2-1 直流稳压电源的基本框图四个环节的工作原理如下:2.4.1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。
2.4.2整流电路:整流电路将交流电压变换成脉动的直流电压。
常用的整流电路有全波整流、桥式整流等。
桥式整流电路是由四个二级管构成的一个整流电路,电压提供可以是一组交流电源输出为全波的脉动直流电。
其优点是输出电压高,纹波电压较小,管子所承受的最大反向电压较低,同时因电源变压器在正负半周内都有电流供给负载,电源变压器得到了充分的利用,效率较高。
因此,这种电路在半导体整流电路中得到了颇为广泛的应用。
全波整流电路中一种是桥式整流,另一种是双半波整流。
要求提供的电压的变压器为两个相同线圈串连在一起,三个线头两端各接一个整流管,构成两个半波整流电路两个二级管的末端接在一起,同中间的串连接头,分别为电路的正负极。
2.4.3滤波电路:整流电路是将交流电变成直流电的一种电路,但其输出的直流电的脉动成分较大,而一般电子设备所需直流电源的脉动系数要求小于0.01。
故整流输出的电压必须采取一定的措施.尽量降低输出电压中的脉动成分,同时要尽量保存输出电压中的直流成分,使输出电压接近于较理想的直流电,这样的电路就是直流电源中的滤波电路。
尽管经过整流滤波后电压接近于直流电压,但是其电压值的稳定性很差,它受温度、负载、电网电压波动等因素的影响很大,因此,还必须有稳压电路,以维持输出直流电压的基本稳定。
2.4.4总体考虑:稳压电源的设计是根据稳压电源的输出电压Uo、最大输出电流Imax,确定稳压器的型号及电路形式,再根据稳压器的输入电压U1,确定电源变压器副边电压u2的有效值U2,根据根据稳压电源的最大输出电流Iomax,确定流过电源变压器副边的电流I2和电压比,从而选定线圈匝数,和变压器副边功率。
3、原理图与参数设计+3-+18V可调直流电源原理图本设计是把几个供电模块集成到一个供电电源上,能够同时提供固定输出+12 V、-12V(最大输出电流1 A)和固定输出、+5V、+5V(最大输出电流1 A)的直流电输出。
3、1输出+/-12 V核心器件选用稳压器7812 和7912,组合应用这两个稳压器件与一个硅整流桥相接,按下图连好电路就能输出+/-12 V 的电压。
组合用7812 和7912时,公共输出接地端用的是变压器输出端口的+12 V 并分别接入7812 的接地引脚(GND)和7912的电压输入引脚(Vin);硅整流桥的正、负输出端口则分别接入7812的电压输入端(Vin)和7912 的接地端;滤波电容用了两个1000 uF 首尾相接,连接处接公共输出接3、2输出+/-5V:核心器件选用7805 三端集成稳压器,其输出电压为+5 V,额定电流1A。
当变压器变压后输出6.3 V 交流电,经KBPC810 硅整流桥,整流后输出约6 V电压,滤波后由7805 三端集成稳压电源处理,输出+5V电压,电流最大输出为1 A。
3、3输出可调3V-18V/1A可调直流电压:核心器件选用317 三端集成稳压器,其输出电压为V=1.25(1+RP/R),额定电流5mA -10mA。
RP为精密可调电位器,电容C与RP并联组成滤波网络,以减小输出的纹波电压。
二级管D的作用是防止输出端与地短接,损坏稳压器。
3.5 设计实验参数3.5.1参数要求:①输出电压Vo及最大输出电流Iomax;I档Vo=±12 V对称输出,Iomax=100mA;II档Vo=+5V, Iomax=300mA;III档Vo=(+3~+18)V连续可调,Iomax=200mA②纹波电压:△Vop-p≤5mA;③稳压系数:SV≤0.004;3.5.2电源变压器电源变压器是将交流电网220V50HZ的电压变为所需要的电压值,并送给整流电路,变压器的变比由变压器的副边电压确定。
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=18V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=18V=Uo1根据 Uo1=(1.1~1.2)U2可得变压的副边电压: U2=20V2)确定变压器副边电流I2∵ Io1=Io又副边电流I2=(1.5~2)IO1 取IO=IOmax=800mA则I2=1.5*0.8A=1.2A3)选择变压器的功率变压器的输出功率:Po>I2U2=24W3.5.3整流电路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。
电路如图所示输出直流电压V1与交流电压有效值V2关系为V1=1.1V2通过每只二级管的平均电流0.45V2/R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。
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)。
所以,在设计中,由于1N4001的最大电流是1A,反向击穿电压Urm>=50V,故使用由1N4001集成的B40C1000整流桥。
3.5.4滤波电路根据Uo=12V(18V)、U1=20V,△U==5mV,Sv=0.004,C=Iot/△U=0.8*0.02/2/2.22=2344uF考虑到实际应用,所以滤波电路选用一个3300μF 的大容量电解电容C1 和一个0.33μF 的小容量涤纶CL11 型电容C2 并联滤波,如图3 所示。
理论上,在同一频率下容量大的电容其容抗小,这样一大一小电容相并联后其容量小的电容C2 不起作用。
但是,由于大容量的电容器存在感抗特性,等效为一个电容与一个电感串联。
在高频情况下的阻抗反而大于低频时的阻抗,小电容的容量小,在制造时可以克服电感特性,几乎不存在电感。
在大电容C1 上并联一个小电容C2 可以补偿其在高频下的不足。
当电路的工作频率比较低时,小电容不工作(容抗大相当于开路)。
大电容的容量越大滤波效果越好。
当电路的工作频率比较高时(输入信号的高频干扰成分),大电容由于感抗大而处于开路状态。
这时高频干扰成分通过小电容流到地线,滤除各种高频干扰成分。
电路如图所示:3.5.5稳压电路稳压电路选用三端集成直流稳压器,其电路连接方式一般如下图所示。
性能上,常用的集成稳压器有三端固定式、三端可调式和开关式。
以三端固定式为例,其正输出为7800(后两位代表输出的额定稳压值,00 是统称)系列,负输出为7900 系列,常见的有05、06、08、09、12、15、18、24 八种。
一般要求最小的输入、输出电压差(UI-U0)为2 V ~3 V;输出稳压的容差约为5%;最大输出电流IOmax有0.1 A (如78L12),0.3 A (如78M12)和1.5 A (如7812)等多种,部分器件的最大输出电流可达2.2 A;其最大输入电压UImax 一般是7818 档以下为35 V,7824 档为40 V;电压调整率SU 一般为0.01%/V;输出电阻R0小于0.1Ω;纹波抑制比SVP 一般为50dB;温度系数ST 一般为每度1mV ~2.4 mV。
图4 中,引脚1 为电压变换的输入端,引脚2 为电压变换后的输出端,引脚3为接地端。
电容Ci 作用是改善纹波和抑制输入的过电压,一般取值为0.33 μF。
C0 作用是改善负载的顺态响应,一般可选取0.1μ F 的电容,当采用大容量的电解电容时效果更好。