模电-直流稳压电源
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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。
模电实验报告直流稳压电源
您好,关于模拟电路实验报告中的直流稳压电源部分,我们可以提供一些参考内容:
1. 实验目的:
掌握直流稳压电源的基本原理,设计并制作一个稳压电源电路,使用万用表测量电压稳定度及负载调节率,并记录实验数据。
2. 实验原理:
直流稳压电源电路由变压器、整流滤波电路、稳压电路三部分组成。
变压器主要作用是将市电电压(一般为220V)降压为电路需要的低电压,同时也起到隔离交流电源的作用。
整流滤波电路主要作用是将交流电压转换为直流电压,并通过电容滤波去除交流信号中的纹波。
稳压电路主要作用是稳定输出电压,防止由于负载变化等原因导致输出电压波动。
3. 实验步骤:
a. 按照电路图自行设计一份直流稳压电源电路,并将电路图附在报告中;
b. 根据电路图,选好相应的电器件并进行焊接;
c. 将稳压电路的输出接到万用表上,测量输出电压稳定度及负载调节率;
d. 记录实验数据,并进行分析。
4. 实验数据:
在不同负载下,测得的输出电压及电压稳定度数据如下表所示:
负载电流(mA)输出电压(V)电压稳定度
10 5.00 ±0.01V
50 5.02 ±0.02V
100 5.05 ±0.03V
500 5.01 ±0.04V
由上表数据可以看出,随着负载电流增加,电压略有波动,但稳定度很高,波动范围较小。
5. 实验结论:
本次实验,我们成功设计并制作了一份直流稳压电源电路,并通过测量实验验证了输出电压稳定度较高,波动范围很小的结论。
这对于电子电路的实验和应用有很大的参考价值。
1 设计目的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。
学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。
2 设计任务及要求2.1简要说明在电子系统中,总是需要一种稳定输出电压大小的直流稳压电源,通常将这种电源称为可调直流稳压电源。
它输出电压V o恒定,又较大的输出电压。
2.2设计要求(1)设计任务:设计电源变压器,整流电路和稳压电路。
(2)主要技术指标:(3)输出电压:3~9v连续可调(4)输出电流:Iomax=800mA(5)输出电压变化量:(6)稳压系数:Sv<﹦0.0033 设计步骤设计将220V交流电转换为3—9V连续可调电源,有直流稳压电源原理,设计如下概要电路图1:图1 整体设计原理图3.1变压器变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。
变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。
原理演示图2 变压器基本原理图变压器的基本原理是电磁感应原理,现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理(如图2-1):当一次侧绕组上加上电压Ú1时,流过电流Í1,在铁芯中就产生交变磁通Ø1,这些磁通称为主磁通,在它作用下,两侧绕组分别感应电势É1,É2,感应电势公式为:E=4.44fNØm式中:E--感应电势有效值f--频率N--匝数Øm--主磁通最大值由于二次绕组与一次绕组匝数不同,感应电势E1和E2大小也不同,当略去内阻抗压降后,电压Ú1和Ú2大小也就不同。
当变压器二次侧空载时,一次侧仅流过主磁通的电流(Í0),这个电流称为激磁电流。
当二次侧加负载流过负载电流Í2时,也在铁芯中产生磁通,力图改变主磁通,但一次电压不变时,主磁通是不变的,一次侧就要流过两部分电流,一部分为激磁电流Í0,一部分为用来平衡Í2,所以这部分电流随着Í2变化而变化。
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。
模电课程设计直流稳压电源实训报告(一)模电课程设计直流稳压电源实训报告概述本次实训是电子信息工程专业课程“模拟电子技术”设计实践环节之一。
主要目的是让学生通过设计并制作直流稳压电源,加深对模拟电路原理的理解,并掌握电路设计与实际制作的能力。
实验过程设计1.根据要求,确定电源的输出电压、输出电流等参数。
本次实验要求输出电压为5V,输出电流为1A。
2.根据输出电压和电流计算电源的功率。
P = V × I = 5V × 1A= 5W。
3.根据功率选择合适的变压器和二极管,计算所需电容的容量。
在本次实验中,选择5V、2A的变压器和1N4007二极管,计算电容可得:C = I × τ/ΔV = 1A × 0.02s/0.5V = 40uF。
4.根据电容的容量选择合适的电容,并确定前级稳压二极管和后级稳压三端稳压器型号。
本次实验选择4700uF的20V电容,前级稳压二极管选择1N5817,后级稳压三端稳压器选择LM7805。
5.根据所选元器件的参数和数据手册,绘制电路图和PCB布局图。
制作1.根据PCB布局图,在铜板上用喷锡机喷上底部铜皮。
2.根据电路图使用光刻出铜盐膜线路图。
刻蚀后得到铜盐膜PCB板。
3.微风干燥后,在氢氟酸水溶液中脱盐,清洗后得到精美的PCB板。
4.根据电路图逐个安装元器件,注意电解电容、极性电容和稳压二极管等的极性。
5.完成元器件的安装后,进行焊接。
焊接过程中应注意不要使元器件过热,避免烧坏元器件。
6.检查电路连接是否正确,并使用万用表进行电路测试。
实验结论通过本次实验,我们学会了使用电子元器件设计并制作直流稳压电源的方法,并在实际制作上得到了巩固。
同时,我们也加深了对模拟电路原理的理解,为今后的学习和实践奠定了基础。
实验总结本次实际操作中,我们深刻感受到电路设计的重要性。
正确的设计能够避免各种问题的发生,方便后续的制作和测试。
因此,在实际操作中,我们应该注重电路设计的细节,并严格按照电路图进行安装和调试工作。
目录一、引言 (2)二、设计目的 (3)三、设计任务和要求 (3)四、设计步骤 (4)五、总体设计电路 (21)六、设计元件列表.. (23)七、参考文献资料 (24)八、综合总结 (25)一、引言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+/- 5v直流电,并实现电压可在3-12V连续可调。
电源的发展经历了整流器时代,逆变器时代、变频器时代并逐步向绿色靠拢。
稳压电源的历史可追溯到十九世纪,爱迪生发明电灯时,就曾考虑过稳压器,到二十世纪初,就有铁磁稳压器以及相应的技术文献,电子管问世不久,就有人设计了电子管直流稳压器,在四十年代后期,电子器件与磁饱和元件相结合,构成了电子控制的磁饱和交流稳压器。
五十年代晶体管的诞生使晶体管串联调整稳压电源成了直流稳压电源的中心。
六十年代后期,科研人员对稳定电源技术做了新的总结,使开关电源,可控硅电源得到快速发展,与此同时,集成稳压器也不断发展。
直至今日,在直流稳压电源领域,以电子计算机为代表的要求供电电压低,电流大的电源大都由开关电源担任,要求供电电压高,电流大的设备的电源由可控硅电源代之,小电流、低电压电源都采用集成稳压器。
关键词:直流;稳压;变压二、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、设计任务及要求直流稳压电源的设计1.简要说明:在电子系统中,总是需要一种稳定输出电压大小的直流稳压电源,通常将这种电源称为可调直流稳压电源。
它输出电压V o恒定,又教大的输出电压。
模电直流稳压电源课程设计(模电课设3)————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:2一、设计题目:直流稳压电源二、设计要求:输出电压可以在3-10V连续调节,稳压电源可采用串联型稳压电路或三端稳压电路设计。
3目录一、设计题目—-——-———-——-—-———-—-——--—-—--1二、设计要求-———-—-——-—-—-----—----—---——1三、原理与分析--———-—-—---——---—-—-—---—3四、具体实现-—--———-———-——---———--—---—8五、各部分定性说明以及定量分析---——-—-10六、设计心得体会—--——---—------——----—134七、参考文献-—-—-————--——-——-——-—--—-—-15三、原理与分析1.直流稳压电源的基本原理直流稳压电源一般由直流电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成,基本框图如下。
各部分的作用:图1 示意图(1)电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。
变压器副边与原边的功率比为5P2/ P1=η,式中η是变压器的效率。
(2)整流滤波电路:整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。
再经滤波电路滤除较大的纹波成分,输出纹波较小的直流电压U1。
常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等. 图2:各滤波电容C满足RL-C=(3~5)T/2,或中T为输入交流信号周期,RL为整流滤波电路的等效负载电阻。
6图3(3)三端集成稳压器:常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。
常用可调式正压集成稳压器有CW317(LM317)系列,它们的输出电压从1。
25V-37伏可调,最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。
其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护,最大输出电流为1。
模电课程设计-直流稳压电源的设计直流稳压电源是模拟电子技术重要组成部分,它可以提供稳定的直流输出电压,以满足仪器、音响等设备的正常工作。
换句话说,稳压电源可以很好的控制输出的电压,从而满足元器件的供电要求。
本文将介绍一种直流稳压电源的设计,主要包括展示此电源的电子电路快速原理图、工作原理的介绍、组成四大部件的元器件的功能和参数、电路板上的走线图以及测试等方面的内容。
首先,我们在此直流稳压电源中使用了一个电子元件:LM7805,用于提供稳定5V输出电压,它能够精确保持输出电压为5V,并且有足够的负载能力。
同时,也使用了另外两个元件:一个用于调节输入电压,一个用于降低输入电压。
综合上面的元件,我们便绘制出了一个完整的电路原理图,其中的电源输入点为1.7-10.2V DC,在此电压范围内能够提供5V稳定的直流输出。
同时,此直流稳压电源也包括了可靠的保护电路,以及一个独立的电源按钮,以满足不同使用条件下的安全性要求。
其中,保护电路可以防止过载和欠载等异常情况,而电源按钮则能够实现快捷断电等功能。
最后,在利用相应元器件制作好原理电路板之后,需要将走线图印制在板上,并进行测试以确保此直流稳压电源的正常工作状态。
在测试过程中,需要使用多种不同的测试仪器,例如电流表、电压表等,对输入、输出的电流和电压进行检测,以保证电源的正常工作状态。
以上就是本次直流稳压电源设计的大致内容。
通过分析,在搭建前要做好元件的选择以及电路板的布线,而在搭建完成后,还需要经过测试,以确保此稳压电源能够正常运行。
由于此直流稳压电源具有双重保护、稳定性好等优点,因此,它可以用于一系列应用中,取得良好的效果。
课程设计说明书课题名称:直流稳压电源设计课程设计任务书1.1 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;1.2 设计任务1、进行设计方案的比较,并选定设计方案;2、完成电路的设计和主要元器件说明;3、完成硬件原理图设计和PCB图设计;4、安装各单元电路,要求布线整齐,美观。
1.3 设计要求和技术指标1、技术指标:要求电源输出电压为±12V(或±9V /±5V),输入电压为交流220V,最大输出电流为I omax=500mA,纹波电压△V OP-P≤5mV,稳压系数Sr≤5%。
2、设计基本要求(1)设计一个能输出±12V/±9V/±5V的直流稳压电源;(2)拟定设计步骤和测试方案;(3)根据设计要求和技术指标设计好电路,选好元件及参数;(4)要求绘出原理图,并用Protel画出印制板图;(5)在万能板或面包板或PCB板上制作一台直流稳压电源;(6)测量直流稳压电源的内阻;(7)测量直流稳压电源的稳压系数、纹波电压;(8)撰写设计报告。
3、设计扩展要求(1)能显示电源输出电压值,00.0-12.0V;(2)要求有短路过载保护。
4、设计时间及进度安排设计时间共三周具体安排如下:(1)阅读课题及格式要求,确定课题名称。
根据课题,借阅相关图书资料;(2)从所借图书资料中了解电路工作原理,及各部分电路功能;(3)学习Protel 99SE、Proteus ISIS、Microsoft Visio等软件。
(4)运用Protel 99SE、Proteus ISIS绘制电路图及对电路进行仿真。
(5)根据原理图,对元件进行封装,绘制出PCB图,制作PCB板。
(6)安装元器件和对电源进行调试及测试。
目录第一章设计步骤和电路形式的确定 (1)1.1设计步骤 (1)1.2电路形式的确定 (2)第二章具体电路的设计及分析 (3)2.1整流电路设计及其电路原理分析 (3)2.2.1 稳压电路设计及电路原理分析 (4)2.3 电路总体功能说明 (5)2.3.1 选择集成稳压器 (5)2.3.2 电源变压器的选择 (5)2.3.3 选用整流二极管和滤波电容 (6)第三章电路的仿真测试 (7)3.1 电路基本功能测试 (7)3.2 电路性能测试 (8)3.2.1 稳压系数的测量 (8)3.2.2 输出电阻的测量 (8)3.2.3 纹波电压的测试 (9)3.3 误差分析 (10)结束语 (11)附录 (12)第一章 设计步骤和电路形式的确定1.1设计步骤稳压电源步骤如下:1、根据稳压电源的输出电压0U 、最大输出电流omax I ,确定稳压器的型号及电路形式。
课程设计任务书学生姓名: 专业班级:指导教师: 工作单位:题目: 直流稳定电源初始条件:LM317 OP07CP 三极管稳压管规定完毕的重要任务: (涉及课程设计工作量及其技术规定, 以及说明书撰写等具体规定)一、设计任务设计并制作交流变换为直流的稳定电源。
二、规定(1)稳压电源在输入电压220V、50Hz、电压变化范围+15%~-20%条件下:a. 输出电压可调范围为+9V~+12Vb. 最大输出电流为1.5Ac. 电压调整率≤0.2%(输入电压220V变化范围+15%~-20%下, 空载到满载)d. 负载调整率≤1%(最低输入电压下, 满载)e. 纹波电压(峰-峰值)≤5mV(最低输入电压下, 满载)f. 效率≥40%(输出电压9V、输入电压220V下, 满载)g. 具有过流及短路保护功能(2)稳流电源在输入电压固定为+12V的条件下:a. 输出电流: 4~20mA可调b. 负载调整率≤1%(输入电压+12V、负载电阻由200Ω~300Ω变化时, 输出电流为20mA时的相对变化率)(3)DC-DC变换器在输入电压为+9V~+12V条件下:a. 输出电压为+100V, 输出电流为10mAb. 电压调整率≤1%(输入电压变化范围+9V~+12V)c. 负载调整率≤1%(输入电压+12V下, 空载到满载)d. 纹波电压(峰-峰值)≤100mV (输入电压+9V下, 满载)三、发挥部分(1)扩充功能a.排除短路故障后, 自动恢复为正常状态b.过热保护c.防止开、关机时产生的“过冲”(2)提高稳压电源的技术指标a.提高电压调整率和负载调整率b.扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值(3)改善DC-DC变换器a.提高效率(在100V、100mA下)b.提高输出电压(4)用数字显示输出电压和输出电流时间安排:第18周:理论讲解, 电路设计, 实物焊接及测试;第19周:答辩指导教师署名: 年月日系主任(或责任教师)署名: 年月日目录1.绪论 (5)1.1实验设计目的与意义 (5)1.2实验规定 (5)1.2.1.设计任务 (5)1.2.2.实验设计规定 (5)2.方案设计 (5)2.1稳压电源的方案设计 (7)2.1.1直流稳压电源组成及工作原理 (7)2.1.2直流稳压电源的方案设计 (9)2.2稳流电源的方案设计 (12)2.3.DC-DC变换器的方案设计 (13)2.4整体电路图 (15)3.仿真与调试 (12)3.1稳压电源部分 (16)3.1.1输出电压的调试 (16)3.2稳流电源部分 (18)3.2.1输出电流的调试 (18)3.3DC-DC转换器的调试 (19)4.数据分析 (15)4.1稳压电路测试结果 (19)4.2稳流电路测试结果 (19)4.3整体分析 (20)5.总结与体会 (16)6.实物制作 (17)7.元件清单 (19)8.参考文献191.绪论1.1实验设计目的与意义从这学期开始, 我们学习了模拟电子技术基础这一门课程, 虽然也安排了相应的实验课程, 但绝大多数的同学们依旧停留在理论知识上, 并不能将理论运用于实践, 所以这次模拟电子技术基础设计课程为我们提供了一个很好的机会, 让我们能自己设计并亲自动手完毕电子设计, 能基本掌握常用电子电路的一般设计方法, 提高自身设计能力和实验技能, 为将来毕业走向社会工作打下坚实的基础。