交流电压_直流电压转换电路(课程设计)

电力电子课程设计报告学院：机电信息学院专业：电气工程及自动化10级姓名：指导教师：邵小强李莉杨良煜薛弘晔时间：2013-1-6目录一 .摘要: (3)二.电路各模块介绍 (4)1基本资料 (4)2 变压部分 (5)3整流部分 (7)4 滤波部分 (8)5稳压部分 (10)三.心得体会: (12)四.参考文献 (14)五.附录 (14)附录一（实验元件） (14)附录二（系统原理图） (15)附录三（人员安排） (15)AC/DC转换电路设计一 .摘要:在电子电路及设备中，一般都需要稳定的直流电源供电。

本实验所介绍的直流小功率电源将频率为50Hz、有效值为220v的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压。

主要内容重点介绍交流电经过电压变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压。

本论文每部分以该部分讨论的问题开始，以小结结束。

基本知识内容系统、精炼、深入，在讲清电路工作原理和分析方法的同时，尽量阐明电路结构的构思方法，引导读者举一反三。

扩展部分篇幅虽少，但内容丰富，可开阔眼界。

二.电路各模块介绍1基本资料1.1设计目的：(1)．掌握功AC/DC转换的的原理；(2)．选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器设计直流稳压电源；(3)．掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法；(4)．掌握电路的基本调试能力。

1.2 设计要求：(1)：整流滤波方式：a 全波整流滤波电路b 桥式整流滤波电路c 倍压整流滤波电路(2). 输入电压： AC220V；(3). 输出电压： DC5V；(4). 输出纹波电压：小于等于5V；1.3设计任务：(1)根据设计指标选择电路形式，画出原理电路图；(2)选择元器件型号及参数，并列出材料清单；(3)利用软件仿真，并在通用板上组装焊接电路；(4)完成电路的测试与调整，使有关指标达到设计要求；(5)写出设计总结报告。

1.4设计原理图 1.1其中电源变压器T的作用是将220v交流电压变成整流滤波电路所需的交流电压左边为220v的交流电压，经过如图所示的电路图后就可以得到5v的直流电压。

电力电子技术基础课程设计一、设计背景电力电子技术是现代电力系统运行、传输、转换、控制等方面的重要技术，是推进电力系统安全、稳定、节能、环保等方面的关键技术之一。

本课程设计旨在通过基础电力电子器件的设计和仿真，使学生深入了解电子元器件特性与运行原理，提高学生的电力电子技术理论和实践能力，为其今后进一步从事该领域的研究和应用提供必要的基础。

二、课程设计内容1. 设计任务设计一个电源电路，要求输入交流电压230V，输出稳定的直流电压5V、1A。

设计过程中需要包括选型、分析、仿真等环节，最终完成基于电阻、电容等电力电子器件的电源电路。

2. 设计流程2.1 电路选型通过分析电源电路需要的功能和特性，确定需要使用的元器件类型。

根据输入输出电压、电流等参数，选择合适的器件型号。

2.2 电路原理图设计根据电路选型，使用电路设计软件（如Multisim等）进行原理图设计，将所需元器件拖入工作区域并进行连线、参数设置等操作。

2.3 电路仿真在Multisim等软件上进行电路仿真，并通过仿真结果调整电路中各元器件的参数。

2.4 PCB版图设计在电路仿真和参数调整完毕后，根据电路原理图进行PCB版图设计，并导入PCB设计软件进行布局和布线等操作。

2.5 PCB板上电路的组装与测试完成PCB版图设计后，将电路中的器件安装到PCB板上，进行电路测试并调查是否达到预期目标。

3. 作品展示最终成品应能够将输入的交流电压转换成稳定的5V直流电压，并能够提供至少1A的电流输出。

学生可在作品展示环节进行电路说明和参数分析，以展现其深入学习电力电子技术的优秀成果。

三、思考题1.在设计电源电路时，需要考虑哪些因素？2.在Multisim软件进行仿真电路时，应该如何对仿真结果进行分析和评估？3.在硬件实际搭建电路时，应注意哪些事项？如何快速排错？四、总结本课程设计要求学生深入学习电力电子技术的理论与实践，并且应用软件进行电路仿真与测试。

其设计思路清晰，流程简洁清晰，体现出了电子电路设计的全流程与实践过程，为学生今后进一步从事该领域的研究和应用提供必要的基础。

电力电子课程设计DC-DC变换器学院：信息科学与工程学院班级：姓名：学号：指导教师：时间：目录一、引言 (1)二、设计要求与方案 (2)2.2方案确定 (2)三、主电路设计 (4)3.2工作原理 (4)3.3参数分析 (6)四、控制电路设计 (7)4.1控制电路方案选择 (7)4.2工作原理 (8)4.3控制芯片介绍以及参数确定 (8)五、驱动电路设计 (10)5.1驱动电路方案选择 (10)5.2工作原理 (11)六、保护电路设计 (11)6.1过压保护电路 (12)6.1.1主电路器件保护 (12)6.1.2负载过电压保护 (12)6.2过流保护电路 (13)七、系统仿真及结论 (13)7.1MA TLAB仿真图 (13)7.2调试与结果分析 (14)八、课程设计总结 (15)九、参考文献 (16)十、致谢 (16)十一、附图 (17)一、引言DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。

斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。

BUCK变换器是开关电源基本拓扑结构中的一种，BUCK变换器又称降压变换器，是一种对输入输出电压进行降压变换的直流斩波器，即输出电压低于输入电压，由于其具有优越的变压功能，因此可以直接用于需要直接降压的地方。

本次课设立求设计出DC-DC变换器实现15V向5V的电压变换，选取的电路是IGBT降压斩波电路。

IGBT降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路，是用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路，用于直流到直流的降压变换。

IGBT是MOSFET与双极晶体管的复合器件。

它既有MOSFET 易驱动的特点，又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。

其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十千赫兹频率范围内，故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。

所以用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路就有了IGBT易驱动，电压、电流容量大的优点。

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过搭建交流转直流电路，验证交流电到直流电转换的原理，并了解整流、滤波、稳压等电路元件在转换过程中的作用。

二、实验原理交流电（AC）与直流电（DC）的主要区别在于电流的方向和大小随时间的变化。

交流电的方向和大小随时间周期性变化，而直流电则保持恒定。

将交流电转换为直流电的过程称为整流，常用的整流方法有半波整流、全波整流和桥式整流等。

本实验采用桥式整流电路，将交流电转换为脉动的直流电。

桥式整流电路由四个二极管组成，当交流电压为正半周时，二极管D1和D3导通，电流从电源正极流向负载；当交流电压为负半周时，二极管D2和D4导通，电流从电源负极流向负载。

经过整流后的脉动直流电通过滤波电路（通常为电容滤波）去除交流成分，得到较为平滑的直流电。

最后，通过稳压电路（如三端稳压器）进一步稳定输出电压。

三、实验器材1. 交流电源：220V，50Hz2. 交流电压表3. 直流电压表4. 桥式整流电路板5. 滤波电容（1000uF，25V）6. 三端稳压器（7824）7. 负载电阻（10Ω，1W）8. 连接线9. 电源插座四、实验步骤1. 将交流电源接入桥式整流电路板。

2. 将交流电压表并联在整流电路板的输入端，测量交流电压。

3. 将直流电压表并联在整流电路板的输出端，测量整流后的脉动直流电压。

4. 在整流电路板的输出端接入滤波电容，观察滤波后的直流电压。

5. 在滤波电容后接入三端稳压器，观察稳压后的直流电压。

6. 在稳压电路后接入负载电阻，观察负载电阻上的电压和电流。

五、实验数据1. 交流电压：220V2. 整流后脉动直流电压：约310V3. 滤波后直流电压：约280V4. 稳压后直流电压：24V5. 负载电阻上的电压：24V6. 负载电阻上的电流：2.4A六、实验结果与分析1. 实验结果与理论分析基本一致，桥式整流电路能将交流电转换为脉动直流电，滤波电容和稳压器能进一步平滑和稳定输出电压。

电压—频率转换电路设计课题：电压—频率转换电路专业班级：学生：学号：指导教师：设计时间：题目电压—频率转换电路一、设计任务与要求1．将输入的直流电压（10组以上正电压）转换成与之对应的频率信号。

2．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。

（提示：用锯齿波的频率与滞回比较器的电压存在一一对应关系，从而得到不同的频率.）二、方案设计与论证用集成运放构成的电压—频率转换电路，将直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压，其输出为矩形波。

方案一、采用电荷平衡式电路输入电压→积分器→滞回比较器→输入原理图：方案二、采用复位式电路输入电压→积分器→单限比较器→输出 原理图：通过对两种转换电路进行比较分析，我选择方案一来实现电压—频率的转换。

方案一的电路图简单，操作起来更容易，器件少，价钱也更便宜，且方案一的线性误差小，精度高，实验结果更准确，所以我选择方案一。

三、单元电路设计与参数计算1、电源部分：图1 电源原理图单相交流电经过电源变压器、单相桥式整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压。

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。

变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉冲电压。

为了减少电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。

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变化的影响，从而获得足够高的稳定性。

取值为：变压器：规格220V~15V 整流芯片：LM7812、LM7912整流用的二极管：1N4007 电解电容：C1、C2：3300ufC4、C3：0.22uf C6、C5：0.47ufC7、C8：220uf 发光二极管上的R：1KΩ2、电压—频率转换部分：○1积分器：图2—1 积分运算电路在电路中，由于集成运放的同相输入端通过R3接地，0==u u N P ，为“虚地”。

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。

西安建筑科技大学电子线路课程设计直流稳压电源18v一、设计目的1、学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握电力电子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。

二、设计任务本次的设计的任务是设计一个装置的输入电源为单相U_L=220V工频交流电源，输出直流电压0～100V，输出电流10A，L_B=1mH。

三、设计内容电路主回路由整流电路、稳压电路两部分组成，其中整流电路由单相不可控整流电路、电容滤波电路组成,稳压电路由BUCK降压电路、电容滤波电路、MOSFET触发电路、MOSFET保护电路组成。

3.1整流电路的比较与选择方案一:单相全桥可控整流电路，由可关断器件组成，可使输入电压可控，输入谐波很低，输出电压值不仅取决于交流输入电压，调整可关断器件导通角也可以控制输出电压。

方案二:单相不可控整流电路，其由二极管组成桥式整流电路，因二极管正向导通反相截止，其正半周与负半周通路不同，导致负载电压、电流的方向不变，输出脉动直流电,输出电压值取决于交流输入电压。

经比较，由于不可控整流电路整流电压脉动小，波形平稳;而可控整流需要控制器件，压降损耗大，结构较为复杂，可靠性较单相不可控整流电路而言更低。

故采用方案二，使用不可控整流中的桥式整流电路实现AC-DC的转化。

3.2触发电路的比较与选择方案一:多谐振荡电路，由555定时器外接电阻R1、R2和电容C组成，该电路没有稳态，只有两个暂稳态，也不需要外加触发信号，利用电源VCC 通过R1和R2向电容器C充电，使U_c逐渐升高，升到2VCC/3时，U_o跳变到低电平，放电端D导通，这时电容器C通过电阻R2和D端放电，使C下降，降到VCC/3时，U_o跳变到高电平，D端截止，电源VCC又通过R1和R2向电容器C充电。

如此循环，振荡不停，电容器C在VCC/3和2VCC/3之间充电和放电，输出连续的矩形脉冲信号。

电子技术课程设计简要说明：该电路将微小的输入交流信号u i 的有效值精确地转换成为直流电压输出U o ，以便于用直流电表进行测量。

思考题：1．直接用二极管整流电路能否实现上述电路功能？为什么？ 2．该电路能够测量的信号的频率范围是多少？参考文献：施良驹 《集成电路应用集锦》电子工业出版社，1988，6何希才，白广存 《最新集成电路应用300例》科学技术文献出版社，1995庄效恒，李燕民 《模拟电子技术》机械工业出版社，1998，2R 3u U oC一、课题名称：交流电压/直流电压转换电路二、课题摘要：该电路将微小的输入交流信号ui 的有效值精确地转换成为直流电压输出Uo ， 以便于用直流电表进行测量。

三、电路原理图：∞++-+15V-15VN 1R 1100kΩ15kΩ∞++-+15V-15VN 2R 6150kΩR 3u i10kΩR 2R 4150kΩ75kΩR 5150kΩD 1C 110μFC 210μF D 2R 7∞++-+15V-15VN 3U oR 8150kΩC 31μF四、工作原理分析： （一）、电路原理分析本电路依次运用微分运算放大电路、半波整流电路和积分电路将微小的交流信号i u 的有效值精确的转换为直流电压输出o U 。

第一部分：同向比例运算电路。

··此电路为同向比例运算电路。

由[1]P129，根据虚断路原则，0i i =，1R 上的压降为0。

i u u +=。

电阻2R 上的电压223f o R u u u R R θ-==+由虚断路原则u u +-≈， 有223o R u u R R +=+ 代入i u u +=，得32(1)o i R u u R =+放大倍数321511 2.510uf R A R =+=+= （2）当2i u 在正半周期时1D 导通，2D 截止。

由虚断路原则，流入运放输入端的净输入电流0d i =，0u +=。

由虚短路原则0u u +-≈=，所以反向输入端为虚地， 故有：214i u i R =， 55o o f u u ui R R --==-；因为：1d f f i i i i +≈=； 代入254i o u u R R =-；所以放大倍数541501150uf R A R =-=-=- 当2i u 在负半周期时，2D 导通，1D 截止。

交流380到直流600整流电路课程设计交流380V到直流600V整流电路设计一、引言交流电流和直流电流是电力系统中常见的两种电流形式。

交流电流是周期性变化的电流，而直流电流是恒定的电流。

在一些特定应用场合，需要将交流电流转换为直流电流，这就需要使用整流电路。

二、整流电路的基本原理整流电路是将交流电流转换为直流电流的电路。

它的基本原理是利用二极管的单向导通性质，将交流电流的负半周削减掉，只保留正半周，从而得到一个近似的直流电流。

整流电路主要由变压器、整流二极管和滤波电容组成。

三、整流电路的设计1. 变压器设计：根据输入电压和输出电压的关系，选择合适的变压器变比，使得输出电压为600V。

同时，需要考虑变压器的功率容量，以满足负载的要求。

2. 整流二极管选择：根据输出电压和负载电流的要求，选择合适的整流二极管。

整流二极管需要具有较高的反向电压承受能力和较低的正向压降，以确保整流效果和电路的稳定性。

3. 滤波电容设计：为了减小输出电压的脉动，需要在整流电路的输出端并联一个滤波电容。

滤波电容的容值需要根据输出电压的脉动要求来选择，一般容值越大，脉动越小。

四、整流电路的工作原理当交流电压施加到整流电路的输入端时，变压器将交流电压变换为合适的电压，并提供给整流二极管。

在正半周，整流二极管正向导通，将电流导向负载，从而输出直流电压。

在负半周，整流二极管反向截止，不导通电流。

滤波电容则起到平滑输出电压的作用，减小输出电压的脉动。

五、整流电路的应用领域整流电路广泛应用于电力系统中的直流电源、电子设备、通信设备、工业控制等领域。

例如，直流电源用于为电子设备提供稳定的直流电压；工业控制中的直流电源用于驱动电机和执行器；通信设备中的直流电源用于提供稳定的电力供应。

六、整流电路的改进和优化为了进一步提高整流电路的性能，可以采取以下措施：1. 使用更高效的整流器件，如IGBT、MOSFET等，以减小正向压降和提高效率。

2. 增加滤波电容的容值，以减小输出电压的脉动。

交流变换为直流的稳定电源设计方案1.1.设计目的及意义本次设计的直流稳压电源和直流稳流电源具有较高的实用价值。

通过本次设计让我充分理解了直流稳压电源和直流稳流电源的工作原理，了解其工作特点以及目前市面上一些直流稳定电源存在的一些缺陷。

通过设计尽量去完善直流稳定电源系统。

使得这个电源在使用的时候尽量便捷，尽量直观。

在一系列的设计过后能够使自己初步形成工程设计的基本思想和一般设计方法。

此外通过本次设计让我学到了一些东西：较熟练的掌握了电子线路仿真软件（Multisim2001）的使用。

1.2.设计的任务及要求要求完成的主要任务:设计并制作交流变换为直流的稳定电源。

基本要求：（1）稳压电源在输入电压220V、50Hz、电压变化围＋15%～－20%条件下：a．输出电压可调围为+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）2.设计方案2.1.直流稳压电源电路设计2.1.1.晶体管串联式直流稳压电路该电路中，输出电压UO经取样电路取样后得到取样电压，取样电压与基准电压进行比较得到误差电压，该误差电压对调整管的工作状态进行调整，从而使输出电压发生变化，该变化与由于供电电压UI发生变化引起的输出电压的变化正好相反，从而保证输出电压UO为恒定值(稳压值)。

因输出电压要求从0 V起实现连续可调，因此要在基准电压处设计辅助电源，用于控制输出电压能够从0 V开始调节。

单纯的串联式直流稳压电源电路很简单，但增加辅助电源后，电路比较复杂，由于都采用分立元件，电路的可靠性难以保证。

直流稳定电源摘要本设计有二个模块电路构成:稳压电源,稳流电源.稳压电源采用两级稳压电路,前级是DC-DC开关电源,后级是线性稳压电路,为了进一步提高效率,两级间采用了恒压差控制技术.稳流电源采用运放构成.AbstractThe design of two modules circuit: power supply, stable power supply. Regulator used two power regulator circuit, the former class is the DC-DC switching power supply, after-class is the linear regulator circuit, in order to further enhance efficiency, Two of the constant pressure difference between the use of control technology. Stable power supply byYun-constitute.一:方案论证与比较在本设计中电路都是采用模块设计思想.因此,对电路进行分析、论证都以模块来进行的.1.稳压电路方案一:采用单级开关电源,由220V交流整流后,经开关电源稳压输出.但此方案所产生的直流电压纹波大,在以后的几级电路中很难加以抑制,很有可能造成设计的失败和超出技术指标参数.方案二:从滤波电路输出后,直接进入线性稳压电路如下1.1所示.线性稳压电路输出值可调,为9-12V直流稳压输出.这中方案的优点是:电路简单,容易调试,但效率上难以保证.线性稳压电路的输入端一般大约为15V,而其输出端只为9-12V,两端压降太大,功率损耗严重,从而使得总电路效率指标难以实现.图1.1方案三:在方案二的基础上加上DC-DC变换器(即在线性稳压电路前端加入),采用脉宽调制(PWM)技术,并采用恒压差控制技术,如图1.2所示.图1.2在这种情况下,由DC-DC变换器来完成从不稳定的直流电压到稳定的直流电压的转变,由于采用脉宽调制技术和恒差控制技术,使得线性稳压电路两端呀差减小,电路消耗大幅度下降,解决了方案二中的效率低的问题.其次,由于使用脉宽调制技术,很容易过流、过热、自动保护恢复.此外,还可在DC_DC变换器中加入软启动电路,以抑制开关是的”过冲”.本设计正是采用这一方案.2.稳流电路下图1.3由双运放构成的恒流电路.图1.3Out1是深反馈同相放大器;out2接成电压和跟随器组态,它把输出电压反馈回输入端.依放大器特性:Up=Ur*R22/(R22+R23)+Uo*R23/(R23+R22)Un=Uo’*R24/(R24+R25)Up=Un在设计中,取R22=R23=R24=R25 .由以上三式可得 Uo’-Uo=Ur ,即电路R26 上的压降(Uo’-Uo)等于控制电压 Ur.忽略集成运放的输入偏置电流,则输出电流为: Io=Ur/R26这种方案利用运放构成一深反馈电路,有效地抑制了外界干扰,使得恒流电源工作稳定性增强,理论上可以达到0.001-0.0001之间的稳定度,完全满足设计要求.二、电路设计及参数计算1.稳压电源(第一模块)(1)交流变直流转换电路.本电路的目的在于从50Hz、220V的交流电压中得到直流电压.电路图如1-A所示.图1-A当输入为220V交流电压时,首先通过变压器降至25V左右交流电压.整流部分选用了全波桥式整流电路,输出为32V直流电压.（2）DC-DC转换电路.使用此电路的目的在于最大限度地降低模块低功耗,同时为下一级提供一个稳定直流电压.它的电路如1-B所示.图1-BDC-DC电路为由核心芯片TL494作控制的单端PWM降压型开关稳压电路.图中R3与C3决定开关电源的开关频率.电阻R11作为限流保护电阻用.其片内误差放大器(EA1)的同相输入端(脚2)通过5.1K欧姆电阻( R4 )接入反馈信号,从后级线性稳压电路得到分压.开关管采用PNP型大功率晶体管.工作原理:在恒定频率的PWM通断中,控制开关通断状态的控制信号是通过一个控制电压 Ucon与锯齿波相比较而产生的.控制电压则是通过偏差(即实际输出电压与其整定值之间的差值)获得的. 锯齿波的峰值固定不变,其重复频率就是开关的通断频率. 在PWM控制中,这一频率保持不变,频率范围从几千赫到几十万赫.当放大的偏差信号电平高于锯齿波的电平时,比较器输出高电平,这一高电平的控制信号导致开关导通,否则,开关处于关断状态.当后级反馈电压高于TL494的基准电压5V时,片内误差放大器EA1输出电压增加,将导致外接晶体管T和TL494内部T1、T2管的导通时间变短,使输出电压下降到与基准电压基本相等,从而维持输出电压稳定,否则结果相反.参数计算:由R3=39K, C3=0.001微法,得振荡频率:F=28.2Hz为了保证电流连续,电感取值不能太小,但也不能太大.计算如下:Lmin=[(U1-Uo/(2*Io))]*Ton=[(35-10)/(2*15)]*0.00002=167HzC>Uo*Toff/(8*L*F*Uo)=15*10*0.000001/(8*0.001*30*1000*0.1)=6.25微法Iop=[(U1-Uo)/(2*L)]*Ton+Io=[(35-10)/(2*0.001)]*0.00002+1.5=1.75A(3)线性稳压电路.本电路的目的是在第一级稳压电路的基础上实现线性高精度稳压,降低纹波,提高电压调整率和负载调整率,最终达到题目的设计要求.电路图如下图1-C所示.图1-C此电路继承了DC-DC变换电路的输出电压.在本电路中,首先输入电压在精密稳压源上产生一个稳定的参考电压,接到由运放组成的比较电路的正端输入脚.输出电压经过电阻分压之后反馈到运放的负输入端.运放的输出电压控制至三极管的发射极电压,得到所需的高稳定的直流电压.参数计算:Uo=Uref*(R16+R18+R17)/(R17+R18’)取R16=3K时,R18=1K,Uref=6V则当R17’=067K时,Uo=(2.5*6)/(1+0.67)=9V当R17=0.25K时,Uo=(2.5*6)/(1+0.25)=12V(4)恒压差控制.在DC-DC转换电路和线性稳压电路间采用恒压差控制,即:通过反馈,使DC-DC变压器输出电压与线性稳压器输出电压差值恒定,这样,既可以保证线性稳压电路所需的电压差,又降低了线性电路低压输出时的功耗,提高稳压模块的整体效率.而且,在整个模块输入电压发生较大幅度变化时也能够进行高精度的稳定,纹波也会因此大大降低.在一模块电路中,还接有软启动电路,在开关机时,对产生过冲现象有相当大程度上的抑制.同时,通过控制DC-DC变换器的脉宽,可实现过热、过流保护.2.稳流模块(第二模块)原理图见上面的图1.3所示,out1接深度反馈同相放大器,out2接成电压跟随器.由公式Io= Ur/R18 知输出电流Io只与 Ur 和 R18 有关.因此可看出,电流的极性可以外加电压Ur控制.参数计算:稳压输入最大2.5V,取R5=100 欧姆公式Io=Ur/R18 max=25mA.稳压输入最小0V,Imin=0V.所以实现了在要求范围内的可调.三、数据分析与性能指标1.测试方法(1)稳压电源①在规定范围内输入电压,调节输出电压,用电表测试输出端电压范围:到 V. 用电流表测得输出电流可达1.7A(由保护电路设定).②改变输入电压,用数字电压表测输出端电压,数据如下:次数 1 2 3 4 5 输入交流电压 155V 176V 221V 253V 258V 输出直流电压计算电压率为:③接入负载,改变负载大小,用数字电压表测负载电压,数据如下:次数 1 2负载输出电压计算负载调整率:④用示波器观察输出电压,得纹波电压(峰-峰值)< .⑤在输入端接入交流功率表,输出端接入直流电流表和直流电压表,测得:Pin= W, Uo= V, Io= A.计算效率为:(2)稳流电源①在输出端接入电流表,调节输出电流,测得输出电流在4-20mA可调.②在输出端接入负载,改变负载,用电流表测输出电流,数据如下:次数 1 2 3负载输出电流计算负载调整率为:2.测试器材: (电流表和数字电压表或万用表)、示波器参考文献:<<稳定电源电路设计手册>>曲学基(2003年)<<全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇篇>>(1994-1999年)。