正负直流12v可调稳压电源
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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AbstractBased 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。
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)。
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。
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。
一、设计题目题目:±12V 对称稳压电源 二、设计任务 设计任务和技术指标:设计一个直流稳压线性电源,输入220V ,50Hz 的正弦交流信号,输出±12V 对称稳压直流电。
输出最大电流为1A ,输出纹波电压小于5mV,稳压系数小于错误!未找到引用源。
,输出内阻小于0.1Ω.并加输出保护电路。
三、原理电路和程序设计 电路原理方框图1.直流稳压电源的基本原理下面将就直流稳压电源各部分的作用作简单陈述。
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P2/ P1=η,式中η是变压器的效率。
根据电路的需求,我们选择了±15V 10W 的变压器。
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。
我们选用了桥式整流滤波电路。
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。
其中固定式稳压器有7800和7900系列。
7800输出正电压,7900输出负电压,根据本设计要求,我们选用7812和7912。
2.稳压电流的性能指标及测试方法稳压电源的技术指标分为两种:一种是特性指标,包括允许输入电压、输出电压、输出、电流及输出电压调节范围等;另一种是质量指标,用来衡量输出直流电压的稳定程度,包括稳压系数(或电压调整率)、输出电阻(或电流调整率)、纹波电压(纹波系数)及温度系数。
①测量稳压电源输出的稳压值及稳压范围首先使调压器的输出为0V,通过示波器或万用表观测稳压电路的输出,然后调节调压器的输出,使输入到变压器的交流电压逐渐增加,当稳压电路输出的直流电压值不再随着调压器输出电压的增加而改变时,此时电路输出的直流电压值即为稳压电源的稳压值。
使稳压器输出在稳压值上的输入电压范围为稳压电路的稳压范围。
设计摘要1.电子技术的发展趋势概括发展历史现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。
电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。
八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
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。
关键词:直流;稳压;变压(一)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;(二)设计要求和技术指标1、技术指标:要求电源输出电压为±12V,输入电压为交流220V,最大输出电流为I omax=500mA。
2.设计方案(总体框图设计)2.1 电路原理直流稳压电源的工作流程如下:图2 . 1 . 1 直流稳压电源的设计电路框图图2 . 1 . 2 直流稳压电源的方框图结合图2.1.1、图2.1.2,我们得出直流稳压电源的工作原理:电路接入幅值为220V、频率为50Hz的u i,通过电源变压器,将220V的电压幅值调整为合适的电路工作压值u2。
通过电源变压器输送过来的交流电,再通过桥式整流电路BRIDGE,得到单方向全波脉动的直流电压。
由于单方向全波脉动的直流电压中含有交流成分,为了获得平滑的直流电压,在整流电路的后面加一个滤波电路,以滤去交流成分,电容C就起到这个作用;对于要求不高的电路,经过滤波后的直流电压可以直接应用,对于一些要求比较高的电路。
**********学院毕业论文(设计)题目可调直流稳压电源专业班级: ***************************学生姓名: *********************指导教师: ****************************提交日期: ****** 年 ** 月 *** 日摘要可调直流稳压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具有体积小,重量轻,功率高等优点,同时也为大功率直流电源减少体积创造了条件,此电源又称高频可调式开关电源。
可调直流稳压电源保护功能齐全,过压、过流点可连续设置并可预视,输出电压可通过触控开关控制。
了解直流稳压电源的基本组成及工作原理,按要求完成直流稳压电源的设计与制作。
画出电路原理图,进行理论计算,且用仿真软件进行仿真,加以修改,理清系统组成和元件功能的使用思路。
关键词:稳压、仿真、设计目录摘要 (1)目录 (2)一题目要求分析 (3)1.设计思路 (3)2.有可调电阻的电路原理图 (3)3.系统组成 (4)4.工作原理介绍 (4)二硬件模块设计 (5)1.稳压电源的组成 (5)2.电源变压器 (7)3.整流电路 (7)5.滤波电路 (8)6.稳压部分 (8)三电路安装与测试 (9)1.系统测试 (10)2.仿真系统测试 (10)3.示波器测试 (12)结论与心得 (13)参考文献 (14)致谢 (15)一题目要求分析要求设计输出正负可调12v集成直流稳压电源。
为达目的,需要三个模块:电源变压器、整流滤波电路、稳压电路。
电源变压器,是将电网220v的交流电压V1变换成整流滤波电路所需要的交流电压V2-12v;整流滤波电路,是将交流电压V2变换成脉动的直流电压,在经滤波电容C滤除纹波,输出直流电压Vi,为达目的选择二极管D1~D4组成单相桥式整流电路;稳压电路,当输出的输出负载变化时,输出电压V0应保持不变,为把纹波信号的影响降到最小常在输出端加上滤波电路。
正负12伏可调电源设计报告
1.摘要:
了解直流稳压电源的基本组成及工作原理,按要求完成直流稳压电源的设计与制作。
画出电路原理图,进行理论计算,且用仿真软件进行仿真,加以修改,理清系统组成和元件功能的使用思路。
2.关键词:稳压、仿真、设计
3.正文:
3.1题目要求分析:
要求设计输出正负可调12v集成直流稳压电源。
为达目的,需要三个模块:电源变压器、整流滤波电路、稳压电路。
电源变压器,是将电网220v的交流电压V1变换成整流滤波电路所需要的交流电压V2-12v;整流滤波电路,是将交流电压V2变换成脉动的直流电压,在经滤波电容C滤除纹波,输出直流电压Vi,为达目的选择二极管D1~D4组成单相桥式整流电路;稳压电路,当输出的输出负载变化时,输出电压V0应保持不变,为把纹波信号的影响降到最小常在输出端加上滤波电路。
3.2方案设计:
(1)设计思路:
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,直流稳压电源由电源变压器、整流滤波电路、稳压电路三部分组成。
(2)有可调电阻的电路原理图:
有可调电阻能调节稳压电源输出的电压值范围获得我们所要的电压值。
(3)系统组成:
元件:
电容:两个2200uF 、两个100uF 、四个104uF 、两个10uF.
电阻:两个800欧姆、两个200欧姆.
滑动变阻器:两个.
二极管:两个发光二极管(红、绿)、四个1N4007二极管.
稳压器:一个LW317、一个LW337.
输入输出针:各一排.
3.3硬件模块设计
稳压电源电路原理图如图所示:
注释:C1、C8=2200uf ,C2、C7、C3、C4=104uf,R5、R6=1500欧
(1)稳压电源的组成
直流稳压电源由电源变压器、整流滤波电路、稳压电路三部分组成。
(2)电源变压器
电源变压器是交流电压变换部分,是将电网电压变为所需的交流电压,能使直流电源与交流电网隔离。
通常根据变压器副边输出的功率P2来选择变压器。
由上式可知变压器副边的输出电压V2与稳压器输入电压Vi 的关系。
V2的值不能过大,V2越大,稳压器的压差越大,功耗也就越大。
(3)整流电路
我们在整流电路中采用桥式整流电路,电路图如下图所示。
滤波 整流 稳压 滤波
如图所示,二极管D1、D2 、D3、D4四只二极管接成电桥的形式。
(4)整流二极管的选择:
(1)D管的最大整流电流IF必须大于实际流过二极管的平均电流I DO:
I F > I DO =U LO/R L=0.45 U2/R L
(2)D管的最大反向工作电压UR必须大于二极管实际所承受的最大反向峰值电压U RM。
U R > U RM
(5)滤波电路
对整流电路输出的脉动直流进行平滑,使之成为含交变成份很小的直流电压。
电容滤波的原理:
电容是一个能储存电荷的元件。
有了电荷,两极板之间就有电压U C=Q/C。
在电容量不变时,要改变两端电压就必须改变两端电荷,而电荷改变的速度,取决于充放电时间常数。
时间常数越大,电荷改变得越慢,则电压变化也越慢,即交流分量越小,也就“滤除”了交流分量。
(6)稳压部分
维持输出直流电压的基本稳定。
经过滤波电路后的电压的稳定性比较差,且电压受温度、负载、电网电压波动等因素的影响较大。
单片集成稳压器是把稳压电路的调整管、误差放大器、取样电路、启动电路、保护电路等集成在一个芯片上的专用集成电路。
广泛使用的是固定输出的三端集成稳压器。
我们采用时LM317和LM337 其外型封装及接线图如图所示。
LM317系列稳压器输出连续可调的正电压,LM337系列稳压器输出连续可调的负电压。
稳压器内部含有过流、过热保护电路。
(7)电路安装与测试:
先装集成稳压电路,再装整流滤波电路,最后安装变压器。
安装一级测试一级。
对于稳压电路则主要测试集成稳压器是否能正常工作。
其输入端加直流电
压Vi-12v,调节RP1,输出电压V0随之变化,说明稳压电路正常功能工作。
整流滤波电路主要是检查整流二极管是否接反,安装前用万用表测量其正、反向电阻。
接入电源变压器。
整流两输出端电压Vi应分别为正(LW317)、负(LW337)。
断开交流源,将整流滤波电路与稳压电路相连接,再接通电源,输出电压V0未规定值,说明各级电路均正常工作,可以进行各项性能指标的测试。
(8)系统测试
测试条件和测试仪器设备
系统容易受到温度和强磁场的干扰,测试时必须在室温且无强磁场干扰的条件下进行,并要确保供电电源的稳定性,测试使用的仪器设备如下表1所示。
表1 测试使用的仪器设备
序号名称、型号、规格数量
1 220v电源 1
2 数字万用表 UT58E 1
5 高频毫伏表 AS1053A 1
(9)测试方法和测试结果
(10)仿真系统测试
仿真系统测试原理图及结果如下图所示:
(11)示波器测试
用220V交流电源在输入端提供输入信号,用示波器测试各级输出信号,最终结果如下表
输出正电压可调范围(v)14.35-1.26
输出负电压可调范围(v)-1.26- (-13.88)
微波范围(uf)164
4.结论:
这次的项目是设计并制作,集成直流稳压可调正负12V电源。
这是我们进入电协做的第二个项目,有了第一个项目的经验,所以焊接的时候就顺利多了,第一次是做+5V直流电源,在焊接过程中大同小异,只要按照电路图来焊接就行了,我们小组成员都很积极地去准备,大家都想将作品完成好,我们在焊接电路过程中互相配合,最后在大家的努力下终于完成了,我们都很高兴,希望以后大家一起继续努力,通过这个项目,学会了选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源,以及各种器件的功能和使用方法。
掌握稳压电源的原理和主要性能参数及测试方法。
相信我们以后会做得更好!
5.参考文献
(1).电子技术基础(模拟部分)第五版-主编康华光(高等教育出版社)。
(2).电子线路设计~实验~测试(第三版)主编-谢自美(华中科技大学出版社)。