可调直流稳压电源课程设计报告61054
- 格式:doc
- 大小:516.00 KB
- 文档页数:12
目录一、设计目的作用 (1)二、设计要求 (1)2.1 直流稳压电源的种类及选用 (1)2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 (2)2.3 串联型直流稳压电源的设计要求 (2)三、设计的具体实现 (2)3.1 系统概述 (2)3.2 单元电路设计与分析 (4)3.2.1 降压电路 (5)3.2.2 整流电路 (5)3.2.3 滤波电路 (7)3.2.4 稳压电路 (9)3.3 元件电路参数计算 (10)3.4 改进方案 (11)3.5 电路主要测试数据 (12)四、总结 (12)五、附录 (12)六、参考文献 (14)一、设计目的作用当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利,但是任何电子设备都有一个共同的电路——电源电路。
大到超级计算机、小到袖珍计算器,所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作,当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。
超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统,通过这套电源系统,超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。
袖珍计算器则是简单多的电池电源电路,不过你可不要小看了这个电池电源电路,比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。
可以说电源电路是一切电子设备的基础,没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备,我们的生活也就不会这么丰富多彩了。
由于电子技术的特性,电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能,而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。
提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源,直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。
2、设计要求2.1 直流稳压电源的种类及选用直流稳定电源按习惯可分为化学电源、线性稳定电源和开关型稳定电源,它们又分别具有各种不同类型:(1)化学电源:平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类,各有其优缺点。
随着科学技术的发展,又产生了智能化电池;在充电电池材料方面,美国研制员发现锰的一种碘化物,用它可以制造出便宜、小巧、放电时间,多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。
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。
.. .. .. ..直流稳压电源的设计目录前前言言00直直流流稳稳压压电电源源的的设设计计00一一、、设设计计目目的的及及其其实实际际应应用用11二二、、任任务务要要求求11三三、、实实验验原原理理及及其其各各个个分分电电路路图图11A .电源变压器1B .整流电路2C .滤波电路3D.稳压电路4四四..总总电电路路图图55五五..参参考考文文献献55六六..心心得得体体会会55前言电子技术是当今高新技术的"龙头〞,各先进国家无不把它放在优先的开展的地位。
电子技术是电类专业的一门重要的技术根底课,课程的显著特点之一是它的实践性。
要想很好的掌握电子技术,除了掌握根本器件的原理,电子电路的根本组成及分析方法外,还要掌握电子器件及根本电路的应用技术,课程设计就是电子技术教学中的重要环节。
本课程设计就是针对模拟电子电路这门课程的要求所做的,同时也将学到的理论与实践严密结合。
本设计是设计的直流稳压电源。
直流稳压电源一般是由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四局部组成。
一一、、设设计计目目的的及及其其实实际际应应用用熟悉模拟电子课程设计方法和规*,到达应用电子技术的目的,并培养动手能力,学会阅读相关科技文献,查找器件手册与相关参数,整理总结设计报告。
电子电路工作时都需要直流电源提供能量,电池因使用费用高,一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。
二二、、任任务务要要求求设计稳压电源目的就是要把工频交流电源或者直流变化的电源通过此装置变为直流稳压电源,并画出整体电路。
三三、、实实验验原原理理及及其其各各个个分分电电路路图图稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四局部组成如图1所示:A .电源变压器电源变压器提供最初的电源,需要经过整流、滤波、稳压才能满足要求,一般为工频电流或者家用的电流。
B .整流电路整流电路的任务是将经过变压器降压以后的交流电压变换为直流电压。
变压器的选择,除了应满足功率要求外,它的次级输出电压的有效值V2 应略高于要求稳压电路输出的直流电压值。
直流稳压电源课程设计总结报告电路改进措施直流稳压电源课程设计的总结报告和电路改进措施直流稳压电源是电子电路中的重要应用之一,可以为各种电子设备提供稳定的直流电压。
在课程设计过程中,我们需要考虑电路的性能、可靠性、成本等因素,以便不断改进和优化电路设计。
下面是我们总结的直流稳压电源课程设计的经验和改进措施。
一、电路设计在课程设计中,我们着重考虑了电路的稳定性、可靠性和效率等因素。
具体来说,我们采用了以下设计措施来提高电路的性能:1. 选择合适的电源元件:我们使用了高质量的元器件,如二极管、晶体管、电容和电感等,以确保电路的稳定性和可靠性。
2. 设计合理的电路拓扑:我们采用了复用技术和并联电路拓扑,以提高电路的效率和稳定性。
3. 优化电路参数:我们对电路的参数进行了精细的优化,如电流限制、电压精度、纹波系数等,以确保电路的性能符合要求。
4. 进行电路仿真:我们使用电路仿真工具,对电路进行了仿真分析,以验证电路的稳定性和可靠性。
二、电路改进措施为了提高电路的效率和可靠性,我们需要进行一些改进措施:1. 改进电源元件的选择:我们可以采用更小尺寸、更高性能的元件,以提高电源的效率和可靠性。
2. 改进电路拓扑:我们可以采用更高效的电路拓扑,如集成稳压器、整流器等,以提高电源的效率和稳定性。
3. 改进电源控制电路:我们可以采用更高精度的控制电路,如反馈控制电路、比例控制电路等,以提高电源的精度和稳定性。
4. 改进电源滤波电路:我们可以采用更有效的电源滤波电路,如低通滤波器、高通滤波器等,以提高电源的滤波效果和稳定性。
总结通过以上的经验和改进措施,我们可以更好地设计直流稳压电源电路,提高电路的性能和可靠性,为各种电子设备提供更稳定的直流电压。
《直流稳压电源课程设计报告》一.课程设计目的(1)掌握直流稳压电源的组成及原理(2)掌握三端可调稳压器的使用方法(3)了解直流稳压电源主要参数二.课程设计题目描述和要求(1)稳压电源输出电压在6-18V之间连续可调,最大输出电流为Io max=1.0A(2)稳压系数S u≤0.03%(3)输出电阻R o≤0.1(4)纹波电压U orm≤5mV三.课程设计报告内容㈠直流稳压电源的组成直流稳压电源通常由电源电压、整流电路、滤波器和稳压电路等部分组成,其原理框图如图1.3.1所示㈡直流稳压电源的各部分作用1.电源变压器: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u2。
变压器副边与原边的功率比为:P2/P1=η式中:η为变压器的效率。
2整流电路:将交流电压变换为单向脉动直流电压。
整流是利用二极管的单向导电性实现的。
常用的整流电路有半波整流电路和桥式整流电路等。
其电路图如图1.3.2所示。
在稳压电路中一般用4个二极管组成桥式整流电路,此时U1与交流电压u2的有效值U2的关系为:U1=(1.1~1.2)U2在整流电路中,每只二极管所承受的最大反向电压为:Urm=√2U2流过每只二极管的平均电流为:I D=0.45U2/R L桥式整流电路与半波整流电路相比较,其输出电压U提高,脉动成分减少了,所以在此选用桥式整流电路。
3滤波电路:将脉动直流电压中交流分量滤去,形成平滑的直流电压。
滤波电路可分为电容、电感和π型滤波电路。
其电路图如下1.3.3所示。
图中R为负载电阻,它为电容C提供放电通路,放电时间常数RC应满足:RC>(3~5)T/2;式中T(=20msm)为50HZ交流电压周期。
一般小功率整流滤波电路通常采用桥式整流、电容滤波电路。
4.稳压电路:其作用是当交流电网电压波动或负载变化时,保证输出直流电压的稳定。
简单的稳压电路可采用稳压管来实现,在稳压性能要求较高的场合,可采用串联反馈式稳压电路(包括基准电压、取样电路、放大电路和调整管部分)。
目录第一章:绪论1 电路基本知识1.1 电源变压器1.2 整流电路1.3 滤波电路1.4 稳压电路第二章稳压电源工作原理2.1 工作原理2.1.1 电源变压器2.1.2 桥式整流电路2.1.3 滤波电路2.1.4 稳压电路2.2 元器件介绍2.2.1 LM317 简介2.2.2 电容器2.2.3 半导体二极管第三章稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求3.1可调输出集成直流稳压电源电路原理图3.2 元器件清单3.3 调试内容及数据记录3.4实验总结3.5 参考文献第一章绪论1 电路基本知识在电子电路中,通常都需要电压稳定的直流稳压电源供电,小功率的稳压电源是由电源变压器,整流电路,滤波电路和稳压电路等四部分组成。
整流电路是将工频交流电转化为具有直流电成分的脉动直流电。
滤波是将脉动直流中的交流成分滤除,减少交流成分,增加直流成分。
稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。
1.1 电源变压器过整流电路将交流变为脉动的直流电压。
由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波,必须通过滤波电路加以滤波,从而得到平滑的直流电压。
电源变压器的作用是将交流220V的电压变为所需的电压值。
电源变压器的功能主要有:电压变换;阻抗变换;隔离;稳压(磁饱和变压器)等。
1.2 整流电路整流电路的主要作用是把经过变压器降压后的交流电通过整流变成单个方向的直流电。
但是这种直流电的幅值变化很大。
它主要是通过二极管的截止和导通来实现的。
常见的整流电路主要有全波整流电路、桥式整流电路、倍压整流电路。
我们选取单相桥式整流电路实现设计中的整流功能。
1.3 滤波电路滤波就是将整流后脉动直流电的交流成分除去,使之变成平滑直流的过程。
滤波电路有电容滤波电路,电感滤波电路和π型滤波电路。
我们用的是桥式整流电路。
1.4 稳压电路集成稳压器的特点:随着半导体工艺的发展,现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源,具有体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉等优点。
直流稳压电源的课程设计报告概述直流稳压电源是为数不多的可以满足各种应用需求的电源类型之一。
课程设计旨在介绍直流稳压电源的设计原理,必要条件和连接方式。
本文将查看电源的结构和功能,研究各种条件,并根据设计要求设计出直流稳压电源系统。
基本原理直流稳压电源主要由变压器,可调节输入电压源,整流器,稳压电路和负载等组成。
首先,变压器将输入交流电变换成较低的电压,然后,输入电源将电压变为较低的直流电压,随后,整流器将交流电压变成直流电压,之后,稳压电路就可以将直流电压保持在一个固定的电压范围内,最后,电源输出稳定的电压来满足负载的需要。
必要条件设计一个完善的直流稳压电源系统,有一定的规范和必要条件:1. 首先,要确定电源系统的尺寸、标准、功率、电压和浪涌电流要求;2. 其次,要考虑直流稳压电源的可靠性和可维修性;3.另外,还要考虑电源的电磁兼容性和环境友好性。
连接方式设计直流稳压电源系统,在接线时要确保按照正确的连接方式,确保系统是安全可靠的。
一般直流电源系统的连接方式如下:1. 将负载连接到电源系统的输出端;2. 将电源与负载连接起来;3. 将电源与相应的外部电源连接起来;4. 根据设计要求,将电源与其他相应系统连接起来;5. 并将各种控制和保护电路连接到相应的位置。
本次课程设计的结果本次课程设计的结果是实现直流稳压电源系统的概念设计和详细设计。
进行系统的概念设计时,先满足设计参数的要求,根据数据拟定出系统的一般概况;而详细设计是完成具体的电路设计,计算出相关电路及电感器参数,并将所得参数结果应用在变压器,滤波器,整流器,调节稳压器,电路保护和安全平衡设计中。
总结本次课程设计介绍了直流稳压电源,包括其基本原理,必要条件和连接方式以及本次课程设计的结果。
本次课程设计的目的是熟悉及研究直流稳压电源的设计及工作原理,根据设计要求进行系统概念设计和详细设计,从而能够为接下来直流稳压电源系统的调试及实际应用提供依据和参考。
可调直流稳压电源设计报告.doc本系统说明书针对可调直流稳压电源设计,具体有下面几个部分:一是概述;二是电源级特性;三是系统设计;四是控制级设计;五是整体控制系统;六是总结与展望。
一、概述此可调直流稳压电源设计主要应用在数据采集系统,采用负载传感技术来检测,以精确控制系统的电压输入。
使用多发阳极交流器(PFC)来预充电技术,保证系统恒定的电压和电流,进而达到持续稳定的电源输出,通过相应电气参数(I/P、O/P、F/R)来调整电源,最终确保系统稳定和精确的电压、电流及其它参数的输出无差错的控制。
二、电源级特性本次设计的电源级特性要求输入直流、输出直流,稳压电源根据负载的所需,能够调节输出的电压、电流,可调节电压范围为1-3V,可调节电流范围为0.3-3A,可调节精度在±1 mV和±2 mA之间。
三、系统设计本次设计系统主要采用半桥双向拓扑形式,利用PFC预充电、放大技术,结合高压变压器、高压MOS管、电容屏蔽和IBGT等元件构成稳压电源系统;控制部分采用MCU的PID 算法调节电压、电流,并进行智能控制,采用对数运算技术提高调节精度。
四、控制级设计本系统控制部分采用MSP 430 MCU,应用单片机实现PID算法控制,使用模拟量输入信号及其他主机控制信息,得到电压、电流控制、负载变换及相应报警信号,实现电源级精确稳定控制。
五、整体控制系统系统采用主机控制系统,由单片机处理器控制输出电压、电流,内置报警系统;当系统电源出现问题或者负载变化时,报警系统会发出相应报警,实现及时调节,保证数据采集系统运行稳定。
六、总结与展望本次设计采用负载传感技术来实现电源级和控制级的定向调节,严格按照电源设计规范进行设计,实现稳定的电压电流输出,为数据采集系统提供更稳定的电源输出,提高其数据采集的准确性和可靠性。
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。
课程设计报告课程名称:模拟电子课程设计报告题目:可调直流稳压电源的设计学生姓名:所在学院:信息科学与工程学院专业班级:电信本1401学生学号:指导教师:***2015年12月28日目录1.设计目的2.总结技术要求和技术要点3.工作内容及时间进度安排1电路图设计2电路安装、调试4.课程设计成果1设计题目2主要指标和要求3方案选择4电路工作原理5.摘要6.总原理图及元器件清单7.结论与心得8、参考文献9、教师评语及设计成绩课程设计任务书报告题目可调直流稳压电源的设计完成时间5天学生姓名李典余刘星陈婷婷专业班级电信本1401指导教师曹铁军职称讲师设计目的1)掌握集成直流稳压电源的设计方法;2)焊接电路板,实现设计指标;3)掌握可调的直流稳压电源的主要性能指标及参数的测试方法;总体设计要求和技术要点一、设计要求利用集成稳压器设计一小功率直流稳压电源。
主要技术指标如下:输出电压能同时提供正、负电压;输出幅度UO=±3~±12V连续可调;输出电流I OMAX=800mA;纹波电压的有效值∆U O≤5mV;-3稳压系数S V≤3⨯10;电压调整率KU≤3%;电流调整率KI≤1%;输入电压(有效值)UI=220±22V。
二、技术要点1)设计方案直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路、和稳压电路四个部分组成,如下页图2 12)电源变压器电源变压器的作用是将来自电网的 220V 交流电压 u1 变换为整流电路所需要的交流电压 u2。
电源变压器的效率为:η =P P 。
3)整流和滤波电路在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路,整流电路的作用是将交 流电压 u2 变换成脉动的直流电压 u3。
滤波电路一般由电容组成,其作用是把脉 动直流电压 u3 中的大部分纹波加以滤除,以得到较平滑的直流电压 UI 。
4)集成稳压器直流稳压电源的核心是稳压电路,对小功率直流稳压电源大都采用线性集成 三端稳压器。
模拟电子技术课程设计报告课程名称:模电电子技术课程设计设计题目:可调直流稳压电源学生姓名:专业:班级学号:指导教师:设计日期:年月日至年月日设计成绩总评:可调直流稳压电源一、设计任务与要求本实验应用变压器(220V/15V ).整流桥(0.5A ).三端可调稳压器LM317AH.电解电容.电阻.电位器.二极管来实现可调直流稳压电源的设计。
该设计电路的主要技术指标为:1.输出电压在1.25V~12V 范围内连续可调2.输出电流最大可达 12v/510 = 24mA 。
3.设计电路图.选择电路元件.计算确定元件参数4.运用EWB 进行仿真。
5.运用电压表和信号发生器检测幅值和波形是否正确。
应用:可调直流稳压电源.可以为部分电源电压要求不同的电路提供连续可调的直流输入电压。
二:方案设计与论证从实验电路的题目中可以看出.本电路需要有电源变压器.桥式整流电路.滤波电路.稳压器组成的稳压电路组成方案 总体方案:在确保个元器件正常工作的情况下.根据LM317的工作特性.由公式25.1)1(10⨯+=R R U w可知.设置1R 为确定值.通过改变w R 的值来得到不同的输出电压0U 。
三:单元电路设计与参数计算1.电源变压器:因为从数据手册中可以看到LM317AH的输入端电压范围是要<它的输出端电压等于37V.所以本次实验电路选去输入电压为18V.根据LM317AH的输入电压U3和副线圈两端的电压U2的关系:U3= 1.2*2U2得到U2 = 15V由于输入电压为220V.电压为15V左右.故电源的正负线圈的匝数比N/2N = 44:31从上图中的交流电压表和示波器中可以清晰的看到.输入电压的幅值和波形。
2:单相桥式整流电路:单相桥式整流电路的主要功能为利用单向导电性的整流元件二极管.将正负交替的正弦交流电压成为单向脉动电压。
根据)1(-=Tu u s e I i其中硅管的s I 为1微发左右。
u 为二极管两端的最大电压即2U = 19V 。
直流稳压电源课程设计报告一、设计目的本课程设计旨在培养学生对直流稳压电源的基本原理和实际应用的理解,以及能够独立设计和调试一般性直流稳压电源的能力。
二、设计内容1. 直流稳压电源基本原理2. 直流稳压电源组成部分及其功能3. 直流稳压电源的电路设计和调试三、设计步骤1. 确定直流稳压电源的输出要求,如输出电压范围、输出电流范围等。
2. 根据输出要求选择合适的变压器。
3. 设计整流电路,包括桥式整流器和滤波电容。
4. 设计稳压器,包括基准电压源、比较器、功率晶体管等。
5. 设计过载保护和短路保护电路。
6. 组装并调试整个直流稳压电源。
四、实验材料与设备1. 220V交流电源2. 变压器3. 整流二极管4. 滤波电容5. 稳压芯片LM317或LM350等6. 二极管、晶体管等元件7. 示波器、万用表等测试设备五、设计结果与分析本课程设计的直流稳压电源输出电压范围为0-30V,输出电流范围为0-2A。
具体参数如下:1. 变压器输入:220V AC,输出:24V AC。
2. 桥式整流器:使用4个1N4007二极管。
3. 滤波电容:使用4700μF/50V电解电容。
4. 稳压芯片:使用LM317稳压芯片。
5. 过载保护和短路保护电路:使用二极管和晶体管组成的保护回路。
实验结果表明,该直流稳压电源能够满足大部分实际应用需求,并且具有较好的稳定性和可靠性。
六、实验心得通过本次课程设计,我深入了解了直流稳压电源的基本原理和实际应用,并且掌握了一定的设计和调试技能。
同时,在实验过程中也遇到了一些问题,如元件选型不当、接线错误等,通过不断排查解决这些问题,我对直流稳压电源的理解更加深入。
这是一次非常有意义的课程设计。
可调直流稳压电源课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解可调直流稳压电源的工作原理,掌握其关键组成部分及功能。
2. 学生能掌握电路图中的元件符号,并运用这些符号绘制简单的可调直流稳压电源电路图。
3. 学生能描述不同类型的可调直流稳压电源特点,以及其在实际应用中的优缺点。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计并搭建一个简单的可调直流稳压电源电路。
2. 学生能通过实验,学会调节可调直流稳压电源的输出电压,并掌握基本的调试技巧。
3. 学生能运用数学和物理知识分析电路性能,解决实际问题。
情感态度价值观目标:1. 学生通过动手实践,培养对电子技术的兴趣,激发创新意识。
2. 学生在小组合作中,培养团队协作精神和沟通能力,增强集体荣誉感。
3. 学生认识到可调直流稳压电源在日常生活和工业生产中的重要性,增强环保意识和责任感。
课程性质:本课程属于电子技术实践课程,结合理论教学,注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点:学生处于高年级阶段,已具备一定的电子技术基础知识和实验操作能力。
教学要求:教师应结合学生特点,采用启发式教学,引导学生主动探索,注重培养学生的创新意识和实践能力。
通过课程目标的设定,将知识、技能和情感态度价值观的培养贯穿于教学过程,为后续教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容本节教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,进行以下安排:1. 理论知识:- 介绍可调直流稳压电源的工作原理,涉及教材第3章“直流稳压电源”相关内容。
- 分析可调直流稳压电源的组成部分,包括调整管、稳压集成电路、反馈电阻等,参考教材第4节“稳压电源的组成及功能”。
- 讲解不同类型的可调直流稳压电源特点,对比分析各种电源的优缺点,参考教材第5节“各类稳压电源的性能比较”。
2. 实践操作:- 指导学生绘制可调直流稳压电源电路图,运用教材第6节“稳压电源电路图的绘制方法”。
- 组织学生搭建和调试可调直流稳压电源电路,实践教材第7节“稳压电源的组装与调试”。
模拟电子技术课程设计可调直流稳压电源设计报告摘要:通过直流稳压电源将交流电变换成所需要的稳定的直流电压。
单向交流电源经电源变压器降压后,再经过整流滤波可获得低电压小功率的直流电源。
由于交流电有小幅度的变化,所以必须将整流滤波后的电压稳定后再提供给负载,使负载上直流电源电压受影响程度最小。
所以直流稳压电源包括变压、整流、滤波、稳压四部分。
一:设计任务与要求1.输出可调电压9~12V ,-9~-12V 。
2.输出电流为1A 。
二:设计原理直流稳压电源是一种将220V 工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置。
稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成,如图1所示。
图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程其中,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。
n /u u 12 ,n 为变压比。
整流电路:利用单向导电元件将50Hz 的交流电变成脉动的直流电。
滤波电路:滤掉整流电路输出的电压中的交流成分。
滤波电路除掉较大的波纹成分,输出波纹较小的直流电压。
常用的整流滤波电路有全波整流滤波、半波整流滤波、桥式整流滤波。
本次我们采用了单相桥式整流滤波。
(4)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,通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。
三:单元电路设计(1)电源变压器:n /u u 12=,其中1u =220V,而2u = 1.2~1.1U L 。
LM7809的输出电压为9v ,LM7909的为-9v ,又因为三端稳压管输入输出间存在下降电压,为保证输出电压的稳定,一般取3~5V 的电压差,所以对于整流电路来说2U =9+3=12V ,所以2u =V 101.212=,所以n=22。
(2)整流二极管:RM U >22U =2⨯10=14V,OM I =L I 21=0.5A 。
- --国家电工电子实验教学中心模拟电子技术研究性学习报告实验题目:输出电压可调的直流稳压电源设计学院:专业:学生XX:任课教师:2021年6月2日目录实验题目:输出电压可调的直流稳压电源设计01、引言22、设计原理及设计过程22.1 设计目的22.2 技术指标22.3 设计原理32.3.1 电源变压器32.3.2 整流电路32.3.3 滤波电路52.3.4 稳压电路62.3.5 LM317的应用62.4 设计过程73、电路仿真73.1 电路图84、实验结果95、实验总结116、遗留问题11参考文献11输出电压可调的直流稳压电源设计摘要本文介绍了输出电压可调的直流稳压电源的原理分析和设计过程,通过对相关参数的计算来选择恰当的元器件,设计出电路,经过仿真和焊电路板的实验结果说明,此可调的直流稳压电源满足设计要求。
关键词:直流稳压电源;整流;滤波;稳压1、引言现在所使用的大多数电子设备中,几乎都必须用到直流稳压电源来使其正常工作,而最常用的是能将交流电网电压转换成直流电压的直流电源,可见直流稳压电源似乎各类电子设备的重要组成局部,为设备的稳定工作提供能量。
2、设计原理及设计过程直流电源分为两类:一类是能直接供应直流电压或电流的,如电池、蓄电池、太阳能电池、硅光电池等;另一类是将交流电变换成所需的稳压的直流电流或电压的,这类变换电路统称为直流稳压电源。
2.1 设计目的1〕掌握集成直流稳压电源的设计方法;2〕焊接电路板,实现设计指标;3〕掌握可调的直流稳压电源的主要性能指标及参数的测试方法;2.2 技术指标1〕设计一个可调直流稳压电源。
2〕输出电压Uo = 1.25V-13.75V,最大输出电流Iomax = 1A 。
3〕输出纹波电压ΔUop-p≤5mV ,稳压系数SU≤5×10-3 。
4〕输出限流保护电路。
2.3 设计原理我们所设计的直流稳压电源为小功率电源,它将频率为50Hz、有效值为220V 的单相交流电压转化为幅值稳定、输出电流为1A以下的直流电压。
项⽬⼀可调直流稳压电源设计报告实验报告⼀项⽬⼀可调直流稳压电源设计报告⼀、设计任务与要求1、设计任务设计并制作有⼀定输出电压调节范围的直流稳压电源。
2、基本要求(1)输出直流电压(Uo )调节范围6~9V 。
(输⼊电压Ui~13V )(2)纹波⼩于40mV 。
(Vpp )(3)稳压系数2210v S ?≤×(4)输出电流0~200mA 。
(5)具有过电流保护功能,动作电流200~230mA 。
(6)利⽤通⽤板制作电路。
(7)给出电路的Multisim 软件仿真。
⼆、基本⼯作原理与设计要点简化的可调直流稳压电源原理见下图,电路由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分构成。
稳压电路为较常⽤的串联型线性稳压电路,它具有结构简单、调节⽅便、输出电压稳定性强、纹波电压⼩等优点⽰。
输⼊电压Ui 为整流滤波电路的输出电压。
稳压电路的输出电压为:()2342'340Z BE R R R U U U R R ++=++由上式可知输出电压与R4的分压呈线性关系,当改变R4抽头位置的⼤⼩,则输出电压也将发⽣变化。
电路中,R1为Q1、Q2、D2提供静态电流;C2为滤波电容,使Q1的基级电位稳定,⼀般C2去⼏⼗uF ;C3为输出滤波电容,以减⼩纹波输出;Q1是调整管,应具有⾜够的电流放⼤倍数和P CM 。
限流型过流保护电路如图⽰,当I o 较⼩,U BE2U VI R R ==流过R2、3、4的电流应⽐Q2基级电流⼤很多,⼀般应有10倍以上。
D 2可以选取0.50.5W W 的稳压管,如:BZV55-B5V1,⼯作电流通常选取5~10mA 。
调整管Q1的安全⼯作是电路正常⼯作的保证,它的选⽤主要考虑其极限参数I CM ,U (BR )CEO 和P CM 。
调整管极限参数的确定,必须考虑到输⼊电压U I 由于电⽹电压波动⽽产⽣的变化,以及输出电压的调节和负载电流的变化所产⽣的影响。
若单管性能⽆法满⾜需求,可采⽤复合管。
可调直流稳压电源实验报告1. 设计任务与要求(1) 设计任务设计并制作有一定输出电压调节范围的直流稳压电源。
(2) 基本要求1) 输出直流电压(o U )调节范围6~9V 。
(输入电压~13i U V ) 2) 纹波小于40mV 。
3) 稳压系数2210v S -≤⨯。
4) 输出电阻0.5o R ≤Ω。
5) 输出电流0~200mA 。
6) 具有过电流保护功能,动作电流~250mA 。
7) 利用通用板制作电路。
8) 给出电路的Multisim 软件仿真。
2. 电路设计过程图1 实验设计图纸由题目要求可知Q1两端的电压为i o U U -在()4~7V 之间,电流最大值为200mA ,因此最大的功率为()1.4W ,因此要选用一个大功率的三极管,我们选用功率为()1.67W 的MJE13005,为了保证在()0C 时也可以符合要求,在下面计算时,β值取10。
Q1两端的电压为11i D R U U U --,在()1.6~4.6V 之间,最大电流为()30mA ,最大功率为()0.138W 。
Q1两端的电压为()12 1.4be be U U V +=,最大电流为()18mA ,最大功率为()0.025W ,因此都选用小功率的9013三极管,在下面计算时,取β值为150。
由图可知:123612523602000.7a o b a I I I I I I I I mA U U U U Vββ=+=⋅=⋅≤≤==+ (1)且:453105I I I mA≥≥ (2)由于实际输入电压存在5%左右的误差,因此实际的输入电压大约在12~14V 之间,所以,当12Vcc V =,6200I mA =,9o U V =时,1R U 最小,由于35I mA ≥,因此可得:23163113131129.7200302.3 6.7bb Vcc U I I R Vcc U I I R V mAI R VmA I R β-=+-=+-=+=+ (3)由(2)式、(3)式可得:112.315209V mA mAR R -≥⇒<Ω(4)所以取1200R =Ω。
可调直流稳压电源课程设计报告一、设计目的本课程设计旨在设计一种可调直流稳压电源,能够提供稳定的直流电压输出,并可以调节输出电压的大小。
通过此次设计,学生可以掌握可调直流稳压电源的基本原理和工作原理,以及相应的电路设计和调试方法。
二、设计原理可调直流稳压电源的基本原理是通过控制输入电压和输出电流,以达到稳定输出电压的目标。
具体设计步骤如下:1. 选择适当的稳压电路,如直接串联稳压电路、电荷泵稳压电路等;2. 设计反馈控制电路,将输出电压与参考电压进行比较,通过控制电路元件的开关状态,调整输出电压的大小;3. 设计过电流保护电路,以保证电源在输出过程中不会超过其额定输出电流大小;4. 设计过温保护电路,以保证电源在工作中不会过热而损坏。
三、设计步骤1. 确定设计要求和参数,包括输出电压范围、输出电流范围、调节精度等;2. 根据设计要求选择稳压电路和相应的反馈控制电路;3. 进行电路设计,包括元器件的选型和电路的布局;4. 进行电路的仿真和调试,如输入输出特性曲线和稳定性测试等;5. 制作样机,调试样机的电路和控制电路;6. 进行性能测试和可靠性测试,记录测试结果;7. 完成设计报告,包括电路图、测试结果、设计思路等。
四、设计考虑因素在设计过程中,需要考虑以下因素:1. 电源的输出电压稳定性:输出电压应满足一定的精度要求,并且在输入变化时能够保持稳定。
2. 电源的输出电流能力:根据设计要求选择适当的输出电流范围,并保证电源能够稳定输出相应电流。
3. 电源的功率效率:尽量提高电源的功率效率,减少能量的损耗,提高电源的使用效率。
4. 电源的过载保护和过温保护功能:设计过电流和过温保护电路,以保证电源在工作过程中的安全性和稳定性。
五、设计结果与展望经过设计和调试,可调直流稳压电源可以稳定输出所需要的直流电压,并且可以通过控制电路调节输出电压的大小。
设计的电路稳定性较好,具有较高的输出电压精度和稳定性。
未来可以进一步优化电路的设计和性能,提高电源的功率效率和可靠性,实现更加高效和可靠的可调直流稳压电源。
可调的直流稳压电源电路设计目录一、设计目的 (2)二、设计任务及要求 (2)三、实验设备及元器件 (2)四、设计步骤 (3)1.电路图设计方法 (3)2、设计的电路图 (3)五、总体设计思路 (4)1.直流稳压电源设计思路 (4)2.直流稳压电源原理 (4)1、直流稳压电源 (4)2、整流电路 (5)3、滤波电路——电容滤波电路 (6)4、稳压电路 (8)5、设计的电路原理图 (9)3.设计方法简介 (9)六、课程设计报告总结 (11)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。
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=9→12v;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、滑动变阻器、二极管、变压器四、设计步骤1.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。
(6)采用三端集成稳压器电路.用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器.输出电压调整范围较宽.设计一电压补偿电路可实现输出电压从 0 V起连续可调.因要求电路具有很强的带负载能力.需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。
该电路所用器件较少.成本低且组装方便、可靠性高。
2、设计的电路图图1 可调的直流稳压电源五、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)。
(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.供给电压表。
2.直流稳压电源原理1、直流稳压电源直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置.它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。
直流稳压电源方框图图2 直流稳压电源的方框图其中:(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)整流电路:利用单向导电元件.把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电(3)滤波电路:可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除.从而得到比较平滑的直流电压。
(4)稳压电路:稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定.不随交流电网电压和负载的变化而变化。
2、整流电路(1)直流电路常采用二极管单相全波整流电路.电路如图3所示。
图3 单相桥式整流电路(2)工作原理设变压器副边电压u2=√2U2sinωt.U2为有效值。
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。
如图4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.即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)。
3、滤波电路——电容滤波电路采用滤波电路可滤除整流电路输出电压中的交流成分.使电压波形变得平滑。
常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等。
在整流电路的输出端.即负载电阻RL两端并联一个电容量较大的电解电容C.则构成了电容滤波电路.如图5所示电路.由于滤波电容与负载并联.也称为并联滤波电路。
图5单相桥式整流电容滤波电路从图4可以看出.当u2为正半周时, 电源u2通过导通的二极管VD1、VD3向负载RL供电.并同时向电容C充电(将电能存储在电容里.如t1~t2).输出电压uo=uc ≈ u2;uo 达峰值后u2减小.当uo≥u2时.VD1、VD3提前截止.电容C通过RL放电.输出电压缓慢下降(如t2~t3).由于放电时间常数较大.电容放电速度很慢.当uC下降不多时u2已开始下一个上升周期.当u2>uo时.电源u2又通过导通的VD2、VD4向负载RL供电.同时再给电容C 充电(如t3~t4).如此周而复始。
电路进入稳态工作后.负载上得到如图中实线所示的近似锯齿的电压波形.与整流输出的脉动直流(虚线)相比.滤波后输出的电压平滑多了。
显然.放电时间常数RLC越大、输出电压越平滑。
若负载开路(RL=∞).电容无放电回路.输出电压将保持为u2的峰值不变。
(1)输出电压的估算显然.电容滤波电路的输出电压与电容的放电时间常数τ=RLC有关.τ应远大于u2的周期T.分析及实验表明.当τ=RLC≥(3~5)T /2时.滤波电路的输出电压可按下式估算.即UO≈1.2U2(2)整流二极管导通时间缩短了.存在瞬间的浪涌电流.要求二极管允许通过更大的电流.管子参数应满足IFM>2IV=IO(3)在已知负载电阻RL的情况下.根据式子选择滤波电容C的容量.即C≥(3~5) T /2RL若容量偏小.输出电压UO将下降.一般均选择大容量的电解电容;电容的耐压应大于u2的峰值.同时要考虑电网电压波动的因素.留有足够的余量。
电容滤波电路的负载能力较差.仅适用于负载电流较小的场合。
4、稳压电路在设计中.常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点.将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联.以达到使输出波形基本平滑的目的。
选择电容滤波电路后.直流输出电压:Uo1=(1.1~1.2)U2.直流输出电流:(I2是变压器副边电流的有效值).稳压电路可选集成三端稳压器电路。
稳压电路原理电路见图6图6 稳压电路原理图5、设计的电路原理图图7 可调(2.5V——36V)的直流稳压电源3.设计方法简介(1)根据设计所要求的性能指标.选择集成三端稳压器。
因为要求输出电压可调.所以选择三端可调式集成稳压器.可调式集成稳压器.常见主要有CW317、CW337、LM317、LM337。
317系列稳压器输出连续可调的正电压.337系列稳压器输出连可调的负电压.可调范围为2.5V~36V.最大输出电流为1.5A。
稳压内部含有过流、过热保护电路.具有安全可靠.性能优良、不易损坏、使用方便等优点。
其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。
输出电压表达式为:式中.1.25是集成稳压块输出端与调整端之间的固有参考电压 .此电压加于给定电阻两端.将产生一个恒定电流通过输出电压调节电位器 . 一般使用精密电位器.与其并联的电容器C可进一步减小输出电压的纹波。
输出电压可调范围:2.5V~36V输出负载电流:1.5A能满足设计要求,故选用LM317组成稳压电路。
(2)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=9V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=14V=Uo1根据 Uo1=(1.1~1.2)U2可得变压的副边电压:2)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=14.4W(3)选择整流电路中的二极管查手册选整流二极管IN4001.其参数为:反向击穿电压UBR=50V>17V 最大整流电流IF=1A>0.4A(4)滤波电路中滤波电容的选择滤波电容的大小可用下式求得。
1)求ΔUi:根据稳压电路的的稳压系数的定义:设计要求ΔUo≤15mV .SV≤0.003Uo=+3V~+9VUi=14V代入上式.则可求得ΔUi2)滤波电容C设定Io=Iomax=0.8A.t=0.01S则可求得C。
电路中滤波电容承受的最高电压为 .所以所选电容器的耐压应大于17V。
注意:因为大容量电解电容有一定的绕制电感分布电感.易引起自激振荡.形成高频干扰.所以稳压器的输入、输出端常并入瓷介质小容量电容用来抵消电感效应.抑制高频干扰。
六、课程设计报告总结通过此次课程设计.使我更加扎实的掌握了有关模拟电子技术方面的知识.在设计过程中虽然遇到了一些问题.但经过一次又一次的思考.一遍又一遍的检查终于找出了原因所在.也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
实践出真知.通过亲自动手操作.使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
过而能改.善莫大焉。
在课程设计过程中.我们不断发现错误.不断改正.不断领悟.不断获取。
最终的检测调试环节.本身就是在践行“过而能改.善莫大焉”的知行观。
这次课程设计终于顺利完成了.在设计中遇到了很多问题.最后在老师的指导下.终于游逆而解。
在今后社会的发展和学习实践过程中.一定要不懈努力.不能遇到问题就想到要退缩.一定要不厌其烦的发现问题所在.然后一一进行解决.只有这样.才能成功的做成想做的事.才能在今后的道路上劈荆斩棘.而不是知难而退.那样永远不可能收获成功.收获喜悦.也永远不可能得到社会及他人对你的认可!课程设计诚然是一门专业课.给我很多专业知识以及专业技能上的提升.同时又是一门讲道课.一门辩思课.给了我许多道.给了我很多思.给了我莫大的空间。
同时.设计让我感触很深。
使我对抽象的理论有了具体的认识。
通过这次课程设计.我掌握了常用元件的识别和测试;熟悉了常用仪器、仪表;了解了电路的连线方法;以及如何提高电路的性能等等.掌握了可调直流稳压电源构造及原理。
我认为.在这学期的实验中.不仅培养了独立思考、动手操作的能力.在各种其它能力上也都有了提高。