可调直流稳压电源的设计完整版
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可调直流稳压电源设计报告I. 设计目的本设计旨在实现一个可调直流稳压电源,能够提供多种输出电压和电流,同时还能稳定地保持输出电压在规定范围内。
II. 设计原理直流稳压电源的基本原理是将变压器输出的交流电转换为直流电,并使用电子元件如二极管、电容器、稳压管等实现对输出电压和电流的稳定。
在本设计中,我们采用如下电路结构实现直流稳压电源。
电路主要由变压器、整流桥、滤波电容、调节电路、稳压管和输出端口等组成。
(1)变压器:变压器主要将交流输入变换为需要的交流输出电压,通常变压器转换后的电压需要经过整流、滤波和稳压等多道处理才能成为稳定的直流电源输出。
因此,本设计中我们采用了含有两只二次线圈的变压器。
(2)整流桥:整流桥主要用来将变压器输出的交流电流转换成直流电流,这里我们采用了四个二极管构成的整流桥,如图所示,其中D1和D2对应于变压器中一只二次线圈所产生的正半交流电流,D3和D4则对应于产生的负半交流电流。
(3)滤波电容:滤波电容主要用来滤除多余的高频成分,以使直流电波尽可能平滑,保证输出电压的稳定性。
(4)调节电路:调节电路用来控制和调整稳压管的工作状态,以实现输出电压的稳定性和调节。
(5)稳压管:稳压管是关键元件之一,其主要作用是在电路中设置一个固定的工作电压,以保证输出电压在一定范围内稳定。
III. 设计过程(1) 变压器设计:根据我们的需求,我们需要将输入的220V交流电转变为24V 的交流电,在此基础上再进行转换为稳定的直流电源输出。
因此,我们需要采用一只含有两只二次线圈的变压器,并且将两只二次线圈采用串联方案,以实现较大的输出电压值。
最终选用的变压器型号为220V/24V/10W,其中10W为变压器最大输出功率。
(2) 整流桥设计:为了将变压器输出的24V交流电转换为直流电源,我们需要采用整流桥电路。
对于整流桥电路中的每个二极管来说,其承受的最大反向电压应该大于所采用变压器的输出电压。
在此基础上,我们选用的整流桥电路中的二极管容量为1N4001,其最大反向电压为50V。
可调直流稳压电源电路设计1.设计目的:设计一个可调直流稳压电源电路,能够输出3~30V、1A的直流电压,稳定性要求高。
2.设计原理:可调直流稳压电源电路主要由变压器、整流桥、滤波电容、电压调节器和负载等组成。
变压器将交流电压变换为低压交流电压,然后通过整流桥将交流转换为脉动直流电压,再通过滤波电容将脉动信号平滑后得到稳定的直流电压,最后通过电压调节器调整直流电压并保持稳定输出。
3.设计步骤:(1)确定变压器参数:变压器的输入电压为AC220V,需要将其转换为低压AC15V,根据变压器公式N1/N2=V1/V2,计算出变压器的匝数比N1/N2=14.7。
(2)选择整流桥:根据输出电流1A选用额定电流为4A的整流桥,如KBP310等。
(3)确定滤波电容:滤波电容的电容值根据负载的需要来选择,一般选用大电容值,如1000uF,以保证低纹波系数。
(4)选择电压调节器:L7805电压调节器能够提供输出电压为5V,稳压能力好、温度漂移小、线性度高,符合本设计要求。
(5)确定负载:负载要根据电源的输出电流能力来选择,如功率光源等选择具有较大输出电流的型号。
4.确定电路图及元器件连接图:5.计算元器件:(1)滤波电容C1:由于负载电流变化较快,需要选用大电容值,一般选用1000uF的电容,如选择电压容涂O50V的电解电容EDLR1000uF。
(2)电功效管Q1:能够提供3A的电流,在这里作为稳定管使用。
常规管主要包括2SC1815、2SC458、2N3055等,如选择2SC1815管。
(3)电压调节器IC1:L7805电压调节器,能够提供输出电压为5V,稳压能力好、温度漂移小、线性度高,如选择7805。
6.实验结果:确认元器件无误后,进行实验验证。
实验过程分两步进行,第一步:测量无负载输出电压;第二步:在输出电压为5V的情况下,接入10Ω负载,在负载电流为0.5A,输出电压5V左右的情况下,使用万用表测量输出电压、输出电流和电源电流。
课题任务设计一个连续可调直流稳压电源功能要求说明① 输出电压可调: Uo=+3V ~+9V ② 输出最大电流: Iomax=800mA ③ 输出电压变化量:△ U ≤5mV ④ 稳压系数: Sv ≤可调直流稳压电源整体方案介绍及工作原理说明直流稳压电源的设计思路① 电网供电电压交流 220V(有效值 )50Hz ,要获得低压直流输出,第一必定采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压;② 降压后的交流电压,经过整流电路变成单向直流电,但其幅度变化大;③ 脉动大的直流电压须经过滤波电路变成圆滑,脉动小的直流电,马上交流成份滤掉,保留其直流成份;④ 滤波后的直流电压,再经过稳压电路稳压,即可获得基本不受外界影响的牢固直流电压输出,供给负载。
直流稳压电源的基本源理++电 源U1U2-变压器-U1U2整 流电 路+ 波 + +滤稳压U3 路UI UO电电路---U3 UI UO图直流稳压电源结构图和稳压过程电源变压器:是降压变压器,它的作用是将220V 的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压 Ui 。
变压器的变比由变压器的副边按确定,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。
整流电路:利用单导游电元件,将 50HZ 的正弦交流电变换成脉动的直流电。
滤波电路:可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分滤除。
滤波电路滤除较大的涟漪成分,输出涟漪较小的直流电压UI。
常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。
稳压电路 : 稳压管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,经过调治与稳压管串通的限流电阻上的压降来达到牢固输出电压的目的。
直流稳压电源的工作原理交流电网 220V 的电压经过变压器降压此后,经过整流、滤波、稳压此后才可以送到负载,设变压器副边电压为:其中为有效值。
变压此后,利用单导游电元件二极管,把50Hz 的正弦交流电变换成脉动的直流电。
电子技术课程设计题目:可调直流稳压电源作者:学号:专业班级:学校:指导老师:2010年6月18日目录一、设计要求二、原理框图及相关说明三、电路各组成部分电路图及相关说明1)变压器2)整流及滤波电路3)稳压电路四、电路各部分元器件参数设计及元件选择1)稳压部分2)整流及滤波部分3)变压器部分五、可调直流稳压电源完整电路图六、结束语摘要在工农业生产和科学实验中,主要采用交流电,但是在某些场合,例如电解、电镀、蓄电池的充电、直流电动机等,都需要用直流电源供电。
此外,在电子线路和自动化控制装置中还需要用电压非常稳定的直流电源。
为了得到直流电,除了用直流发电机和干电池外,目前广泛采用各种半导体直流电源。
正文一、设计要求1)输入市电电压为220V。
2)输出电压范围为6~12V。
3)负载功率范围为1.8。
4)具有过流保护功能。
二、原理框图及相关说明可调直流稳压电源原理框图可调直流稳压电源由变压器、流流、滤波、和稳压电路四部分组成,其原理框图如上。
工作原理为:电网供给的交流电压U1经电源变压器降压后,得到符合电路需要的交流电压U2,然后由整流电路变换成方向不变,大小随时间变化的脉动电压U3,再用滤波器滤去其交流分量,就可以得到比较平直的直流电压U1。
但这样的直流输出电压还会岁交流电网电压的波动货负载的变动而变化。
在对直流供电要求较高的场合,还需要使用稳压电路,以保证输出直流电压稳定。
三、电源各组成部分电路图及相关说明1)变压器变压器是将电网电压变换为符合整流需要的电压,同时还可以起到与电网隔离的作用。
即将交流输入U1变换为符合整流需要的电压U2.变压器电路图2)整流及滤波电路整流电路是利用整流元件二极管具有单向导电的特性将交流电压变换为单向脉动电压。
滤波器的作用是减小整流输出电压的脉动程度,以适合负载的需要。
整流电路输出的单向脉动电压中包含交流成分和直流成分,滤波器就是将交流成分滤除,保留直流成分。
整流电路采用单向桥式整流器。
自控原理课程设计报告课题: 直流稳压电源的设计班别: 10电气2组员: (学号)020103一、设计目的熟悉自控原理的基本理论, 在实践的综合运用中加深理解, 掌握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。
4、加强组员之间的协调合作的意识, 提高组员合作的能力。
二、设计任务及要求1.设计一个连续可调的直流稳压电源, 主要技术指标要求:①输入(AC):U=220V, f=50HZ;②输出直流电压: U0=1.27→12.24v;③输出电流: I0<=1A;④纹波电压: Up-p<30mV;2.设计电路结构, 选择电路元件, 计算确定元件参数, 画出实用原理电路图。
3、自拟实验方法、步骤及数据表格, 提出测试所需仪器及元器件的规格、数量。
4、在实验室MultiSIM8-8330软件上画出电路图, 并仿真和调试, 并测试其主要性能参数。
三、实验设备及元器件1. 装有multisim电路仿真软件的PC2.三端可调的稳压器LM317一片3.电压表、焊电路板的工具4.滑动变阻器、二极管、变压器、电阻、电容、整流桥四、电路图设计方法(1)确定目标: 设计整个系统是由那些模块组成, 各个模块之间的信号传输, 并画出直流稳压电源方框图。
(2)系统分析:根据系统功能, 选择各模块所用电路形式。
(3)参数选择: 根据系统指标的要求, 确定各模块电路中元件的参数。
(4)总电路图: 连接各模块电路。
(5)将各模块电路连起来, 整机调试, 并测量该系统的各项指标。
五、总体设计思路1. 直流稳压电源设计思路(1)电网供电电压交流220V(有效值)50Hz, 要获得低压直流输出, 首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
(2)降压后的交流电压, 通过整流电路变成单向直流电, 但其幅度变化大(即脉动大)。
输出可调直流稳压电源的设计一、任务设计并制作如图1所示虚线框内的可调直流稳压电源,输入交流电压AC175~235V,输出电压可调,具有输出恒流限制功能,且限制电流可调。
图1可调直流稳压电源框图二、要求在电阻负载条件下,使电源满足下述要求:1.基本要求(1)输出电压V O:DC0~30V可调;(2)输出恒流限制:0~3A可调;(3)输出噪声纹波电压峰-峰值V OPP≤1V(u1=AC220V,V O=30V,I O=3A);(4)D C-DC变换器的效率η≥70%(u1=AC220V,V O=30V,I O=3A);2.发挥部分(1)进一步提高效率,使η≥85%(u1=AC220V,V O=30V,I O=3A);(2)具有输出电压、电流步进调节功能,电压步进0.1V,输出电流限制步进0.1A;(3)具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。
(4)其他。
三、说明(1)由于输入电压较高,调试与测试时一定要注意安全!(2)D C-DC变换器不允许使用成品模块,但可使用开关电源控制芯片。
(3)u1可由自耦调压器调节,DC-DC变换器(含控制电路)只能由Udc 端口供电,不得另加辅助电源。
(4)本题中的输出噪声纹波电压是指输出电压中的所有非直流成分,要求用带宽不小于20MHz模拟示波器(AC耦合、扫描速度20ms/div)测量V OPP。
(5)D C-DC变换器效率 =P O/ P IN,其中P O=U O I O,P IN=U DC I DC。
(6)电源在最大输出功率下应能连续安全工作足够长的时间(测试期间,不能出现过热等故障)。
(7)制作时应考虑方便测试,合理设置测试点。
(8)设计报告正文中应包括系统总体框图、主要元器件的参数计算与选型,核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。
完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。
四、评分标准。
可调直流稳压电源的设计实验报告一、实验目的本次实验的目的是设计并制作一个可调直流稳压电源,能够输出稳定的直流电压,并且电压值在一定范围内可调节,以满足不同电子设备和电路的供电需求。
二、实验原理可调直流稳压电源通常由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。
电源变压器的作用是将市电交流电压(通常为 220V)变换为适合后续电路处理的较低交流电压。
整流电路将交流电压转换为单向脉动直流电压。
常见的整流电路有半波整流、全波整流和桥式整流等。
滤波电路用于滤除整流输出电压中的交流成分,使输出电压变得平滑。
常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波和π型滤波等。
稳压电路的作用是在输入电压、负载电流和环境温度等因素发生变化时,保持输出直流电压的稳定。
常见的稳压电路有串联型稳压电路、三端集成稳压器等。
本实验采用串联型稳压电路,其基本原理是利用调整管的电压调整作用,使输出电压保持稳定。
通过改变调整管的基极电压,可以调节输出电压的大小。
三、实验设备与材料1、电源变压器:220V/15V2、整流二极管:IN4007×43、滤波电容:2200μF/25V×24、集成稳压器:LM3175、电位器:10kΩ6、电阻:240Ω、390Ω7、面包板、导线若干8、万用表、示波器四、实验电路设计1、电源变压器将 220V 市电降压为 15V 交流电压。
2、采用桥式整流电路将 15V 交流电压整流为脉动直流电压。
3、用2200μF 电容进行滤波,得到较为平滑的直流电压。
4、以 LM317 为核心构建串联型稳压电路,通过调节电位器改变LM317 的输出电压。
电路原理图如下:此处插入原理图五、实验步骤1、按照电路原理图,在面包板上搭建电路。
在搭建电路时,注意元件的引脚顺序和正负极性,确保连接正确无误。
2、检查电路连接无误后,接通电源。
使用万用表测量滤波电容两端的电压,确认是否在预期范围内。
3、调节电位器,用万用表测量 LM317 输出端的电压,观察电压是否能够在一定范围内连续可调。
目录一、设计任务及要求 (1)1.1设计任务 (1)1.2要求 (1)二、设计方案及分析 (1)2.1方案设计 (1)2.2电源变压器 (2)2.3变压器 (4)2.3.1静止的电磁装置 (4)2.3.2理想变压器 (4)2.4变压器的结构简介 (5)三、单元电路分析与设计 (7)3.1整流电路 (7)3.1.1方案选择 (7)3.1.2整流电路工作原理 (8)3.1.3整流二极管 (9)3.2滤波电路 (11)3.2.1电解电容 (12)3.2.2瓷介电容 (13)3.3稳压电路 (14)3.3.1三端稳压集成电路7805概述 (14)3.3.2三端稳压集成电路7805应用电路 (15)3.3.3三端稳压集成电路7805电参数 (16)3.3.4三端稳压集成电路7805输入电压范围 (16)四、元件清单及设计过程 (17)4.1 所需元件 (17)4.2 PROTEL 99SE画出原理图 (18)4.3 用仿真软件 MULTISIM 10.0仿真 (18)五、误差分析 (22)六、心得体会 (22)七、参考文献 (23)可调稳压直流电源一、设计任务及要求1.1设计任务设计一个可调稳压直流电源,能够实现输出可调直流电1.2要求1、输入220V交流电2、输出0-5V可调直流电二、设计方案及分析2.1方案设计:经过小组讨论,输入的220V电压太大,对元件要求大,决定先降压为9V,再经过整流,滤波,稳压后得到5V稳定电压,再接一个可调电阻,通过改变电阻值来改变输出电源电压的大小。
稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成,如下图1所示,其整流与稳压过程的电压输出波形如图2所示。
图1 稳压电源的组成框图图2 整流与稳压过程波形图2.2 电源变压器电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离,作为一种主要的软磁电磁元件,在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。
根据传送功率的大小,电源变压器可以分为几档:10kVA以上为大功率,10kVA~0.5kVA为中功率,0.5kVA~25VA为小功率,25VA以下为微功率。
可调直流稳压电源设计一、可调直流稳压电源设计原理1.变压器:变压器主要用于将交流电源转化为所需的低压直流电源。
变压器通过绝缘和耦合来改变交流电压的比例。
在设计变压器时,需要考虑到输出电流和输入电压的比例关系,以及变压器的容量和效率等因素。
2.整流电路:整流电路用于将交流电源转化为直流电源。
一般情况下,整流电路采用整流二极管桥的形式,将交流电源的正负半周分别导通,以获得经过正弦波滤波后的直流电压。
3.稳压电路:稳压电路用于调节输出直流电压的波动范围,确保电压的稳定性。
常见的稳压电路有线性稳压电路和开关稳压电路。
线性稳压电路通过调节电流流过稳流二极管或控制晶体管的导通状态来实现电压稳定。
开关稳压电路采用开关元件和反馈控制电路来实现电压的调节和稳定。
二、可调直流稳压电源设计步骤1.确定输出电压范围和电流要求:根据实际需求确定需要设计的可调直流稳压电源的输出电压范围和最大输出电流。
2.计算变压器参数:根据输出电压和电流的要求计算需要的变压器参数,包括变比、容量和效率等。
变压器的容量要能满足最大输出电流的需求,效率要尽可能高以减少功耗。
3.设计整流电路:根据变压器输出的交流电压设计整流电路。
一般情况下,采用整流二极管桥来实现整流,同时需要添加滤波电容来平滑输出直流电压。
4.设计稳压电路:根据输出电压的波动要求选择合适的稳压电路。
线性稳压电路成本较低,但功耗较大;开关稳压电路成本较高,但效率较高。
选择适当的稳压电路后根据所选方案进行具体电路设计。
5.进行实际电路布局和PCB设计:根据设计的稳压电路进行实际电路布局和PCB设计。
电路布局要合理,考虑到电子元件之间的距离、优化导线布局以减少杂散电磁干扰等。
6.进行电路测试和调试:完成电路布局和PCB设计后,进行电路测试和调试。
通过实际测试,验证设计的稳压电路的可开关稳定性和稳压性能。
7.验证电源性能:通过测试,对设计的可调直流稳压电源进行性能验证,包括输出电压的稳定性、负载能力、纹波等。
可调直流稳压电源的设计直流稳压电源的设计设计要求基本要求:短路保护,电压可调。
若用集成电路制作,要求具有扩流电路。
基本指标:输出电压调节范围:0-6V,或0-8V,或0-9V,或0—12V;最大输出电流:在0.3A-1.5A区间选一个值来设计;输出电阻Ro:小于1欧姆。
其他:纹波系数越小越好(5%Vo),电网电压允许波动范围 + -10%。
设计步骤1.电路图设计(1)确定目标:设计整个系统是由那些模块组成,各个模块之间的信号传输,并画出直流稳压电源方框图。
(2)系统分析:根据系统功能,选择各模块所用电路形式。
(3)参数选择:根据系统指标的要求,确定各模块电路中元件的参数。
(4)总电路图:连接各模块电路。
2. 设计思想(1)电网供电电压交流220V(有效值)频率为50Hz,要获得低压直流输出,首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
(2)降压后的交流电压,通过整流电路变成单向直流电,但其幅度变化大(即脉动大)。
(3)脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑,脉动小的直流电,即将交流成份滤掉,保留其直流成份。
(4)滤波后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响。
的稳定直流电压输出,供给负载RL电路设计(一)直流稳压电源的基本组成直流稳压电源是将频率为50Hz 、有效值为220V 的单相交流电压转换为幅值稳定、输出电流为几十安以下的直流电源,其基本组成如图(1)所示:图(1) 直流稳压电源的方框图 直流稳压电源的输入为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的有效值相差较大,因而需要通过电源变压器降压后,再对交流电压进行处理。
变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。
变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压,即正弦波电压转换为单一方向的脉动电压,半波整流电路和全波整流电路的输出波形如图所示。
可以看出,他们均含有较大的交流分量,会影响负载电路的正常工作。
为了减小电压的脉动,需通过低通滤波电路滤波,使输出电压平滑。
理想情况下,应将交流分量全部滤掉,使滤波电路的输出电压仅为直流电压。
然而,由于滤波电路为无源电路,所以接入负载后势必影响其滤波效果。
对于稳定性要求不高的电子电路,整流、滤波后的直流电压可以作为供电电源。
交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流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,其平均值也将随之变化。
稳压电路的功能是使输出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。
(二)各电路的选择1.电源变压器电源变压器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U i 。
实际上,理想变压器满足I 1/I 2=U 2/U 1=N 2/N 1=1/n ,因此有P 1=P 2=U 1I 1=U 2I 2。
变压器副边与原边的功率比为P 2/ P 1=η,式中η是变压器的效率。
根据输出电压的范围,可以令变压器副边电压为22V ,即变压系数为0.1。
2.整流电路T负 载(1)半波整流错误!不能通过编辑域代码创建对象。
图(2) 半波整流电路 图(3) 半波整流电路的波形图整流电路如图(2)所示,其输出电压平均值就是负载电阻上电压的平均值U o(AV)。
从图(3)所示波形图可知,当ωt=0~π时,U o =2U 2sin ωt;当ωt=π~2π时,U o =0。
所以,求解U o 的平均值U o(AV),就是将0~π的电压平均在0~2π时间间隔之中,如图(3)所示,写成表达式为:U o(AV)=1/2πU 2sin ωtd(ωt) 解得: U o(AV)=U 2/π≈0.45U 2负载电流的平均值:I o(AV)= U o(AV)/R L半波整流电路中的二极管安全工作条件为:a )二极管的最大整流电流必须大于实际流过二极管平均电流,即I F >I DO =U LO /R L =0.45U 2/R Lb )二极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URM ,即U R >U RM =2U 2单相半波整流电路简单易行,所用二极管数量少。
但是由于它只是利用了交流电压的半个周期,所以输出电压低,交流分量大,效率低。
因此,这种电路仅适用于整流电流较小,对脉动要求不高的场合。
(2)全波桥式整流电路为了克服单相半波整流电路的特点,在使用电路中多采用单相全波整流电路,最常用的是单相桥式整流电路。
如图(4)所示图(4) 全波桥式整流电路设变压器次级电压U 2=U 2m sin ωt=2U 2sin ωt ,其中U 2m 为其幅值,U 2为有效值,负载电阻为100Ω。
在电压U 2的正半周期时,二极管D1、D3因受正向偏压而导通,D2、D4因承受反向电压而截止;在电压U 2的负半周期时,二极管因受D2、D4正向偏压而导通,D1、D3因承受反向电压而截止。
U 2和U L 的波形如图(5)所示,显然,输入电压是双极性,而输出电压是单极性,且是全波波形,输出电压与输入电压的幅值基本相等。
由理论分析可得,输出全波单向脉冲电压的平均值即直流分量为 ωtU 2o U Lωto图(5) 全波整流电路的波形U OL =2U 2m /π=π22U 2≈0.9U 2=0.9×22≈20V 全波整流电路中的二极管安全工作条件为:a )二极管的最大整流电流必须大于实际流过二极管平均电。
由于4个二极管是两两轮流导通的,因此有I F >I DO =0.5U LO /R L =0.45U 2/R L =0.45×20/100≈90mAb)二极管的最大反向工作电压U R必须大于二极管实际所承受的最大反向峰值电压URM,即U R>U RM =2U2=1.4×20=28V单相桥式整流电路与半波整流电路相比,在相同的变压器副边电压下,对二极管的参数要求是一样的,并且还具有输出电压高、变压器利用高、脉动小等优点,因此得到广泛的应用。
它的主要缺点是所需二极管的数量比较多,由于实际上二极管的正向电阻不为零,必然使得整流电路内阻较大,当然损耗也就比较大。
3.滤波电路电容滤波电路是最常见的也是最简单的滤波电路,在整流电路的输出端并联一个电容即构成电容滤波电路,如图(6)所示:图(6)单相桥式整流电容滤波电路该电路工作原理:设U2= U2m sinωt=2U2sinωt,由于是全波整流,因此不管是在正半周期还是在负半周期,电源电压U2一方面向R L供电,另一方面对电容C进行充电,由于充电时间常数很小(二极管导通电阻和变压器内阻很小),所以,很快充满电荷,使电容两端电压U C基本接近U2m,而电容上的电压是不会突变的。
现假设某一时刻U2的正半周期由零开始上升,因为此时电容上电压U C 基本接近U2m,因此U2<U C,D1、D2、D3、D4管均截止,电容C通过R L放电,由于放电时常数d=R L C很大(R L较大时),因此放电速度很慢,U C下降很少。
与此同时,U2仍按2 U2sinωt的规律上升,一旦当U2>U C时,D1、D3导通,U2对C充电。
然后,U2又按2 U2sinωt的规律下降,当U2<U C时,二极管均截止,故C又经R L放电。
同样,在U2的负半周期也会出现与上述基本相同的结果。
这样在U2的不断作用下,电容上的电压不断进行充放电,周而复始,从而得到一近似于锯齿波的电压U L= U C,使负载电压的纹波大为减小。
由以上分析可知,电容滤波电路有如下特点:a)R L C越大,电容放电速度越慢,负载电压中的纹波成分越小,负载平均电压越高。
为了得到平滑的负载电压,一般取 R L C≥(3~5)T/2 式中,T为交流电源电压的周期。
由上式可以解得 C =(3~5)T/2 R L≈400μFb)RL 越小输出电压越小。
若C值一定,当R L ∞,即空载时有ULO=2 U2≈1.4 U2。
当C=0,即无电容时有U LO≈0.9 U2。
当整流电路的内阻不太大(几)和电阻RL电容C取值满足上式时,有U LO≈(1.1~1.2) U2总之,电容滤波适用于负载电压较高、负载变化不大的场合4.稳压电路虽然整流滤波电路能将正弦交流电压变换为较为平滑的直流电压,但是,一方面,由于输出电压平均值取决于变压器副边电压有效值,所以当电网电压波动时,输出电压平均值将随之产生相应的波动;另一方面,由于整流滤波电路内阻的存在,当负载变化时,内阻上的电压将产生相反的变化,于是输出电压平均值也将随之产生相反的变化。
因此,整流滤波电路输出电压会随着电网电压的波动而波动,随着负载电阻的变化而变化。
为了获得稳定性好的直流电压,必须采取稳压措施。
(1)简单稳压电源稳压二极管组成的稳压电路如图(7)所示:图(7)稳压二极管组成的稳压电路稳压管稳压的原理实际上是利用稳压管在反向击穿时电流可在较大范围内变动但击穿电压却基本不变的特点而实现的。
当输入电压变化时,输入电流将随之变化,稳压管中的电流也将随之同步变化,结果输出电压基本不变;当负载电阻变化时,输出电流将随之变化,但稳压管中的电流却随之作反向变化,结果仍是输出电压基本不变。
显然,稳压管反向击穿特性曲线越陡峭,稳压特性越好。
下面讨论R 的取值范围。
参见图(7),设为保证稳压作用的所需的流过稳压二极管的最小电流为I zmin ,为防止电流过大从而造成损坏所容许的流过稳压二极管的最大电流为I zmax ,即要求I zmin <Iz <I 2max 。
当U I 最大和R L 开路时,流过稳压二极管的电流最大,此时应有zmax zmax I I U U R -≥;当U I 最小(不小于U z )和R L 最小(不允许短路)时,流过稳压二极管的电流最小,此时应有min L z zmin z min I /R U I U U R +-≤。
即 minL z zmin z min I zmax zmax I /R U I U U R I U U +-≤≤- 一般来说,在稳压二极管安全工作的条件下,R 应尽可能小,从而使输出电流范围增大。
稳压管稳压电路的优点是电路简单,所用元器件少;但是,因为受稳压管自身参数的限制,其输出电流较小,输出电压不可调,因此只适用于负载电流较小,负载电压不变的场合。
(2)三端集成稳压器电路集成稳压器与简单稳压电路相比其电路结构简单,它可以通过外接元件使输出电压得到很宽的调节范围。
并且内部有过热保护、过流保护等保护电路,可以很安全的保护电路的正常工作。
图(8)时由LM317组成的基准电压源电路,电容C o 用于消除输出电压中的高频噪音,可取小于1μF 的电容。
输入端和调整端之间的电压时非常稳定的电压,其值为1.25V 。
输出电流可达1.5A 。