稳压电源的设计与制作
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3v 直流稳压电源的设计摘要: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。
一、稳压电源的原理图分析工频交流脉动直流直流负载(一)电路原理简图交流输入出 (二)电路结构原理图220V 交流电经过变压器降压输出。
交流电经过二极管的整流得到脉动直流,然后通过电容的滤波作用,得到平稳直流。
经过稳压电路,最后得到稳定的直流电压。
二、电路方案设计(一)电路原理图2.1整流电路工作原理:利用二极管的单向导电特性,用四个二级管组成整流桥。
(二)二极管的桥式整流由于二极管的单向导电特性,交流电在正半周期与负半周期的流向交替变化,而由此形成的两个电压叠加后形成一个连续的脉动直流电压。
整流效果如下图所示:(三)整流波形优点:桥式整流电路的绕组只有一组,绕制工艺简单,对整流管的要求也相对较低。
因此,选择相对较容易实现及成本较低的桥式整流电路来完成整流部分的电路。
2.2滤波电路工作原理:利用电容通交阻直,通高频阻低频的性质,将通过整流桥的平稳直流中的交流成分滤除,从而得到比较平滑的直流电压。
(四)电容滤波电路当脉动直流电压大于电容的电压时,电容充电,充电时间非常短;当脉动直流电压小于电容两端电压时,电容放电。
滤波后,电压平均值变大,脉动变小。
优点:电容滤波电路简单易行,输出电压高,C足够大时交流分量较小,但是不适合大电流负载场合。
2.3稳压电路工作原理: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。
(五)稳压电路三、EWB调试(一)输入波形(二)整流波形(三)滤波波形(四)稳压波形四、制作元器件清单五、心得体会。
稳压电源的设计与制作学生:XX 指导教师:XX摘要:随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系益密切。
任何电子设备都离不开可靠的电源,它们对电源的要求也越来越高。
特别是随着小型电子设备的应用越来越广泛,也要求能够提供稳定的电源,以满足小型电子设备的用电需要。
本文基于这个思想,设计和制作了符合指标要求的开关稳压电源。
开关电源具有高频率、高功率密度、高效率等优点, 被称作高效节能电源。
由于开关稳压电源具有这些优点,基于这个思想设计了一个1~5V可调的低功率开关稳压电源,以满足小型电子设备的供电需要。
本文以开关电源的发展历史、发展现状以及发展趋势为线索,介绍了开关电源的一些新技术,技术指标,分类标准等。
并根据这些标准设计了一种满足小型电子设备供电需要的开关稳压电源。
电源设计的主要指标是:输入电压为AC220V,输入频率为50HZ,输入电压范围为AC165V~265V,输出电压为直流1~5V可调,输出最大电流为150mA,输出最大功率为2.25W。
最后在完成基本指标的基础上,本文还增加了防浪涌电流的附属功能,使电路更加满足小型电子设备的用电需要。
数控直流稳压源就是能用数字来控制电源输出电压的大小,而且能使输出的直流电压能保持稳定、精确的直流电压源;本文介绍了利用数/模转换电路、辅助电源电路、去抖电路等组成的数控直流稳压电源电路,详述了电源的基本电路结构和控制策略;它与传统的稳压电源相比,具有操作方便、电压稳定度高的特点,其结构简单、制作方便、成本低,输出电压在1~5V之间连续可调,其输出电压大小以1V步进,输出电压的大小调节是通过“+”“-”两键操作的,而且可根据实际要求组成具有不同输出电压值的稳压源电路。
该电源控制电路选用89C51单片机控制主电路采用串联调整稳压技术具有线路简单、响应迅速、稳定性好、效率高等特点。
详细分析了电源的拓朴图及工作原理。
直流稳压电源设计与制作实验报告一、引言直流稳压电源是电子设备中常用的电力供应装置,它能够将交流电源转化为稳定的直流电压,并具备稳定输出电压的能力。
本实验旨在设计和制作一台简单的直流稳压电源,通过实验验证其性能指标并探讨其工作原理与特点。
二、实验目的1.了解直流稳压电源的基本工作原理;2.学习使用稳压集成电路进行电源稳压;3.设计并制作一台简单的直流稳压电源。
三、实验原理1. 直流稳压电源的基本工作原理直流稳压电源主要由变压器、整流滤波电路和稳压调节电路组成。
其中,变压器用于将市电转换为适合整流滤波电路工作的交流电源;整流滤波电路用于将变压器输出的交流电转换为近似稳定的直流电;稳压调节电路用于控制输出电压的稳定性,保证负载电流在一定范围内变化时输出电压保持不变。
2. 稳压集成电路的原理稳压集成电路是直流稳压电源中常用的调压元件,其具有稳定输出电压的特点。
常见的稳压集成电路有LM78xx系列和LM317系列,它们在不同的输入电压范围和输出电压范围上都有应用。
这些集成电路内部集成了反馈电路,通过控制电源输出端与负载之间的电流来调整输出电压。
四、实验材料和设备1.变压器2.整流滤波电路元件3.稳压集成电路4.电阻、电容等辅助元器件5.多用途电源板、电路实验台等设备五、实验步骤及结果1. 设计电路图根据实验要求和电源稳定性要求,设计直流稳压电源的电路图。
2. 制作电路根据设计的电路图,将电路实际制作在多用途电源板上。
3. 连接电路将稳压集成电路、变压器和其他电路元件按照电路图进行正确连接。
4. 调试电路接入交流电源后,使用万用表测量输出电压,并调节稳压集成电路的引脚来控制输出电压的稳定性。
5. 实验结果根据调试结果记录并分析直流稳压电源的输出电压稳定性、负载调节性能等指标,并对实验结果进行讨论和总结。
六、实验讨论与总结根据实验结果,我们可以得出直流稳压电源的设计与制作是成功的。
通过稳压集成电路的控制,我们实现了输出电压的稳定性,并能够在一定范围内对负载进行调节。
数控直流稳压电源的设计和制作数控直流稳压电源,是一种集数字化控制、直流电源稳定输出功能于一体的电子制品,它广泛应用于各类实验、测试、仪器、通讯系统及各种机电设备中。
今天我们就来谈谈数控直流稳压电源的设计和制作的具体过程。
一、设计1.稳压芯片选型在设计数控直流稳压电源中,首先要选用一款适合的稳压芯片。
常见的稳压芯片有LM317、LM350、LM338等,选择其中的一种根据自己的需求进行选择。
例如,LM317适合安装功率较低的电路,LM350适合于安装功率较大的电路,而LM338的输出电流可达5A以上,是一种非常适合于实验室及大功率稳压电源设计的芯片。
2.规划电源输出模块在设计中需要考虑输出模块的功能设置与实际需要相符,因此需要详细了解电源输出模块的所有类型,包括DC稳压输出、DC包络线输出、交流输出、多路并联输出等的优劣之处,然后选用适合自己需要的类型进行设计。
3.阻容电路的设计在电源输出中需要设计阻容电路,其目的是为了保护电源不受怠工放置,以及电源的过载保护等,详见下面内容。
二、制作1.准备器材在制作数控直流稳压电源之前,需要准备相应的器材和材料,例如PCB板、元器件、焊接工具等。
2.电源输出模块的焊接在制作中需要用到数控直流稳压电源输出模块,首先在PCB板上进行焊接,接下来安装电容、二极管等元器件,进行一定量的基础防护。
3.安装稳压芯片安装稳压芯片需要考虑其散热问题,此时应该做好散热片附加硅脂,以保证芯片处于稳定状态。
4.接线在焊接和装配完成后,接线工作是必要的。
在接线时,必须要认真看清接线图,把电路板上的元器件和接线线路进行一一对应,以便拼接时不会出现误差。
5.开机测试制作数控直流稳压电源时,一定要经过开机测试。
在开机时,应该观察电源的工作状态是否正常,电压是否稳定,是否存在短路等问题。
这样可以在实际应用时更加安全和稳定。
以上就是数控直流稳压电源的设计和制作的具体过程,每一步都要做好方案设计和操作步骤的准备工作,以确保电源的稳定运行。
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。
直流稳压电源的设计与制作直流稳压电源是一种用于给电子设备提供稳定直流电压的电源设备。
在电子制作、实验以及工业控制系统中广泛应用。
下面将介绍如何设计和制作一个简单的直流稳压电源。
首先,设计一个电源电路。
直流稳压电源的核心是一个稳压器件,常用的稳压器有线性稳压器和开关稳压器。
线性稳压器的原理是通过调节电源电压上端的电阻来控制输出电压,其优点是稳压性好,但效率较低。
开关稳压器的原理是通过开关控制元件来调节输出电压,其优点是效率较高,但稳压性较差。
根据自己的需求选择适合的稳压器件。
接下来,根据选定的稳压器件制作电路板。
首先,在电路板上布置稳压器件和其他必要的元器件,如滤波电容、限流电阻等。
然后,连接电路板上的各个元器件,使用焊锡将其固定在电路板上。
注意保持电路的紧凑和结构的稳定,防止元器件之间短路或松动。
接着,搭建电源电路的输入和输出端。
将输入端与市电或其他电源连接,确保输入电压和电流在稳定范围内。
将输出端与需要供电的设备连接,确保输出电压和电流符合设备的要求。
最后,进行电源的测试和调试。
将电源接通电源,通过电压表和电流表测量稳压电源的输出电压和电流,确保其在稳定范围内。
根据需要,可以使用可调电阻来调节输出电压,以确保满足设备的电源要求。
需要注意的是,直流稳压电源设计和制作过程中要保证安全。
如需接通电源泄漏和短路保护装置,注意绝缘和接地,避免触电和设备损坏。
总之,设计和制作直流稳压电源需要根据自己的需求选择稳压器件,设计电路图,制作电路板,搭建输入输出端,进行测试和调试。
通过这些步骤,一个简单的直流稳压电源就可以制作完成。
在直流稳压电源设计和制作的过程中,还需要考虑一些其他要素,如过流保护、过压保护和温度保护等。
这些保护措施可以提高电源的可靠性和安全性。
过流保护是指在输出端口控制电流的大小,防止电流超过设定值而损坏设备或电源本身。
常用的过流保护电路有两种:电阻式和电子式。
电阻式过流保护是通过在输出回路中串联一定大小的电阻,当电流超过设定值时,电阻将发热并触发保险丝或继电器断开电路,实现过流保护。
直流稳压电源设计实验报告一.实验目的1、了解负载稳压电源的控制原理及工作原理;2、分析电路、仿真电路结构,并结合 oscilloscope 对稳压电源进行实验测试;3、制作变压源,实验服务由DC电源模块,实现输出电压的调节功能;4、利用变压源实现对于直流稳压电源的调节;二、实验原理稳压电源是由 DC 电源模块、电感、晶体管、电容以及变频器等部件组成的控制回路,用以实现可靠稳定的输出电压,其基本原理是通过调节变频器的输出频率来调节 DC 电源模块的输出电压,使电源模块的输出稳定在一定的等级,从而实现稳压的要求。
三、实验环境硬件环境: DC 电源模块、电感、晶体管、电容及变频器等软件环境: oscilloscope四、实验测试1、DC 电源模块:根据理论电路设计,布置 DC 电源模块,同时使用 oscilloscope测试 DC 电源输出;2、变频器:同样配置电路,使用变频器调节输出频率;3、电感、晶体管和电容:根据理论电路及电路仿真的正确性,布置电感、晶体管和电容,并进行 oscilloscope 反复测试;4、整机设计:将 DC 电源模块、变频器、电感、晶体管以及电容一起设计成完整的稳压电源,并测试稳压电源是否能够正常输出电压。
五、实验结果通过实验测试表明,所设计的电路结构能够正常工作,DC 电源模块能够输出稳定的直流电压,变频器能够根据设定的频率正确调节输出电压,稳压电源能够提供一致的直流电压输出。
因此,实验的目的得到了较好的满足。
六、结论本次实验建立了直流稳压电源的设计原理,已设计合理、结构正确的电路,同时,通过 oscilloscope 进行实验测试,得出稳压电源能够正常输出稳定的电压,实验目的得到了满足。
基于TL431和LM317T 的0起调高精度稳压电源的设计与制作陈坚苏TL431是一个有良好热稳定性的并联型三端可调精密基准电压源,与可调集成稳压器LM317T 可构成高精度0起调的稳压电源,计算模型见图一。
其中Vref1和Vref2分别是LM317T 和TL431的基准电压,RP 为可调电位器的阻值,设计最大稳压输出电压为V0,负偏压为V2。
设:电位器RP 的动触头移到X 位置时上部的电阻为RPX ,此时的输出电压为V0X ,其它有关变量的下标也标有X 。
从右图可以得到两个基本公式: X V 0)32()3(22R RP R R RPX RP V V ref +++−=+………………⑴21120ref KRX ref KAX ref X V V V V V V V ++=+=+ …………………⑵其中:分别是TL431的阴极—阳极电压和阴极—参考端电压。
KRX KAXV V 、设计要求:当RPX=0时V0X=0,当RPX=RP 时V0X=V0,代入上式,经简单运算可求得:01120222>)()(RP V VV V R ref +−= ………………………⑶RP V V R 023= ……………………………………………………⑷2012ref KR ref V V V V ++= …………………………………………⑸其中:为输出电压为0时TL431的阴极和参考端的电压。
0KR V 由⑵式可知,输出稳压电压与成正比。
由⑸式可知负偏压不仅与有关,而且还与和有关。
这与其它从0起调的负偏压的计算是不同的。
另外,由⑶式可得到 。
X V 0KRX V 2V 2ref V 1ref V 0KR V 22ref V V >上述一组关于的方程,表明满足设计要求的解有很多。
关键是要确定的合理取值范围。
查TL431的使用手册,可推知<-0.7V 时,TL431的阴极电流将急剧增长,并将失去稳压作用。
但如取得较大,将使V2、R3相应增大,特别是R2与V2成平方关系将迅速增大。
课题一多路直流稳压电源的设计与制作任何一个电子设备都要由一组或多组高稳定性的直流电源来供电,直流电源的作用之一是为各级电路中半导体器件提供适宜的偏置电压,其次是作为整个电子电路的能源。
目前直流电源最主要的获得方法是将电网电压的单相交流电〔220V,50Hz〕经整流、滤波与稳压获得。
根据处理方法不同,直流电源可分为线性直流电源与开关型直流电源两大类型。
本课题主要针对线性直流电源中的串联型稳压电源提供设计方法。
直流电源最重要的技术指标为输出直流电压,提供最大的直流电流及最小的纹波电压,这也是在设计直流电源时应抓住的关键问题。
各类集成直流稳压器目前已成为电源市场的主流产品,它的高性能、可靠性及高性价比是分立元件直流稳压电路无法比较的,在选择设计方案时应放在优先的地位。
1.设计内容与要求设计一个能同时输出+12V,-12V,+5V的直流稳压电源,设计要求如下:(1)同时输出3组直流电源,其中:±12V、±0.1V,+5V电源输出电压为±5V、±0.5V。
〔2〕3组电源输出最大直流电流均为200mA。
〔4〕只允许AC220V供电,电源变压器可根据设计要求直接选用。
要求按上述设计指标设计电路,并安装调试到达设计要求。
2.设计方案选择图3-1-1 原理框图根据设计要求,选择总体方案的框图如下图3-1-1。
3.单元电路的设计(1)整流电路的设计对于传统的线性直流电源,整流电路的功能是将220V电网电压降到适宜的交流电压值,并将其变为单向脉的电压。
为了提高效率、降低对整流二极管耐压的要求,选择的整流电路如下图3-1-2。
图3-1-2 整流电路①电源变压器的选用图中,电源变压器T r选用双15V工频变压器,根据框图3-1-1,当+12V与+5V直流电源同时供出200mA最大电流时,电源变压器次级最小应提供400mA的电流,当有余量,选取的变压器次级绕组应提供最大500mA 的输出电流,功率不小于1525.0⨯⨯=15W,假设考虑功率损耗,那么容量应更大一些。
三端直流稳压电源的设计与制作设计与制作三端直流稳压电源需要考虑多个方面,包括输入电压范围、输出电压和电流的需求、稳定度要求、过载保护等参数。
下面以一个简单的三端直流稳压电源为例,进行详细介绍。
首先需要明确电源的输入电压范围和输出电压和电流的需求,假设输入电压范围为AC220V,输出电压范围为0-30V,输出电流范围为0-5A。
1.电源基本电路设计:通过桥整流电路将交流电转换为直流电,然后通过大电容滤波,去除电源波动和噪声。
接下来使用三端稳压器稳定输出电压,同时加入电流限制电路保护电源和负载。
2.交流输入电源设计:根据输入电压为AC220V,需要使用变压器将其降压,一般采用12V的变压器,可以使用具有多个输出端的变压器。
3.整流和滤波器设计:使用桥式整流电路来将交流电转换为直流电,可以使用具有四个二极管的桥式整流电路。
为了提供稳定的直流输出,需要加入滤波电容器来去除脉动和噪声。
根据输出电流的需求选择合适的电容容值。
4.稳压电路设计:稳压电路可以选择常用的三端稳压器,例如LM317、通过外部电路连接稳压器芯片,可以实现调节输出电压和电流的功能。
根据需求,可以选择调节电位器和电阻来调整输出电压和电流。
5.输出保护电路设计:为了保护电源和负载,需要加入过载保护电路。
过载保护电路一般使用电流限制器,当输出电流超过设定范围时,电流限制器会自动切断电源。
可以使用电流限制器芯片,例如LM317制作步骤:1.根据设计要求,选购合适的元件和芯片,例如变压器、桥式整流器、电容器、三端稳压器和电流限制器等。
2.根据电路设计图连接各个元件和芯片,使用焊接工具进行焊接。
注意电路布局合理且电源线和信号线严格分离,以防止干扰。
3.进行电源输出和稳定性测试,使用万用表测量输出电压和电流,并验证稳定性和过载保护功能。
4.完成电路调试和组装,将电路固定在电源箱内,并连接好输入输出线和电源开关。
5.最后进行安全测试,包括漏电保护和短路保护等。
设计直流稳压电源的一般步骤如下:
1. 确定需求和规格:明确所需的输出电压范围、输出电流容量、稳定性要求等。
这些参数将指导后续的设计。
2. 选择稳压拓扑结构:根据需求选择适合的稳压拓扑结构,常见的有线性稳压和开关稳压两种。
线性稳压简单,但效率较低;开关稳压效率较高,但设计复杂。
3. 计算元件参数:根据选定的稳压拓扑结构和需求参数,计算各个元件的参数,包括功率管、电感、滤波电容、反馈电阻等。
4. 设计反馈回路:设置反馈回路以实现稳压功能。
通常使用反馈电路来监测输出电压,并通过调整控制元件(如调整开关频率或变压器变比)来稳定输出。
5. 进行热设计:考虑电源的散热问题,选择散热器并计算所需的散热能力。
6. 进行电磁兼容设计:考虑电源对周围环境和其他电子设备的电磁干扰问题,采取相应的滤波和屏蔽措施。
7. 绘制电路图和进行电路布局:根据设计结果绘制电路图,并进行元件的布局,确保电路连接正确、输入输出隔离良好,尽量减少杂散参数的影响。
8. 进行仿真和验证:使用电路仿真软件对设计进行验证,检查电源的稳压性能、效率等。
如果需要,可以进行实际电路的原型制作和测试。
9. 优化和调试:根据仿真和实际测试结果,对电路进行优化和调试,以满足设计要求。
10. 批量生产和质量控制:完成设计后,进行批量生产,并建立相应的质量控制体系,确保产品的稳定性和可靠性。
这仅是一般的设计步骤,实际设计中还需要考虑特定的应用需求和技术细节。
对于复杂的设计,可能还需要进行更多的分析和优化。
因此,在设计过程中,建议参考相关的电源设计手册、参考资料和咨询专业工程师的意见。
恒流恒压稳压电源的设计与制作摘要:。
本人设计的此直流恒流恒压电源是将交流电压转化为输出电压电流稳定的直流电源,电路的特点是:当负载电阻小于25欧姆时,输出为恒流,也即恒流源,有0.3A和0.6A两个档位。
当负载电阻大于25欧姆时,输出为恒压,也即电源为恒压源,有9V.12V和15V三个档位。
关键词:直流电源恒压源恒流源工作原理0 引言随着电子技术的发展,特别是电子计算机技术应用到各工业、科研领域后,各种电子设备都要求稳定的直流恒流恒压电源供电,电网直接供电已不能满足需要,直流恒流恒压电源的出现解决了这一问题。
目前直流恒流恒压电源的发展更快,它的种类繁多,功能不同应用非常广泛。
我们日常生活中的许多电器设备中都含有直流电源。
直流恒流恒压电源易于设计、配置、稳定、调节,随着电器的不断发展,它的应用会更多。
种类及功能都会进一步发展,以满足人们的需要。
通过直流稳压电源设计,把所学的知识用于实践,了解一些电子产品的设计原理,可以达到触类旁通的功效。
1 其它电源的发展近些年来,随着电子技术的迅猛发展,开关稳压电源已作为一种较理想的电源为人们所使用。
然而当前的开关稳压电源,虽然体积小,效率高,但输出电压的纹波较大Ⅲ,难以保证输出电压的高稳定性。
非隔离DC/DC技术发展也非常迅速。
现在的非隔离的DC/DC基本上分成两大类。
一是在内部含有功率开关元件,称DC/DC转换器;二是不含功率开关.需要外接功率MOSFET,称DC/DC控制器按照电路功能划分有降压的BUCK、升压BOOST,还有升降压的BUCK—BOOST等.以及正压转负压的INVERTOR等。
其中品种最多芨展最快的是BUCK型。
控制方式以PWM为主。
1.1 初级PWM控制IC不断优化有源筘位技术自从2002年VICOR公司此项专利技术到期解禁之后新型有源箝位控制IC纷纷涌现。
在大功率领域,全桥移相ZVS软开关技术在解决开关电源的效率上功不可没。
INTERSIL公司推出的PWM 对称全桥的ZVS控制IC—ISL6752,既能控制初级侧的四个MOS开关为ZVS工作状态,又能准确地给出控制二次侧的同步整流为ZVS工作状态的驱动信号。
恒流恒压稳压电源的设计与制作下面是恒流恒压稳压电源的设计与制作过程:1.确定电源的输出参数:首先,需要确定所需的恒定电流和电压输出。
根据应用的需求,设定好目标参数。
2.选择合适的元件:根据所需参数,选择合适的电源变压器和电子元件,如稳压管、电感、电容等。
3.设计稳压电路:设计恒流恒压稳压电路。
常用的恒压稳压电路有电流反馈式和电压反馈式。
电流反馈式在输出端并联一个电阻或电流采样器,将输出电流与设定电流进行比较,通过反馈控制调整输出。
电压反馈式需要将输出电压与设定电压进行比较,通过反馈调整输出。
4.绘制电路图:根据设计好的稳压电路,将其绘制成电路图。
电路图应包括所选元件的连接方式、引脚布局、元件型号等详细信息。
5.PCB设计:根据电路图,进行PCB设计。
在设计时要注意良好的布线,避免信号干扰和电磁辐射。
6.元件焊接:根据PCB设计好的布局,将所选的元件进行焊接。
焊接时要保证焊点牢固可靠,避免电路连接不良。
7.完成电源调试:完成焊接后,开始进行电源调试。
首先,通过外部电源供电,观察电源输出的电流和电压是否符合预期。
然后,使用负载测试设备进行稳定性测试,确保电源的输出能够满足设计要求。
8.优化与改进:根据电源调试的结果和实际需求,对电源进行优化和改进。
优化包括提高电源的效率和稳定性,改进包括调整输出参数等。
总结起来,恒流恒压稳压电源的设计与制作需要明确需求、选择合适的元件、设计稳压电路、绘制电路图、进行PCB设计、焊接元件、完成电源调试和优化改进。
这个过程需要一定的电子电路基础知识和实践经验。
最终制作完成的恒流恒压稳压电源能够稳定输出所需的电流和电压。
直流稳压电源设计实验报告直流稳压电源设计实验报告引言:直流稳压电源是电子设备中常用的一种电源,其作用是将交流电转换为稳定的直流电供给电子设备使用。
本实验旨在设计并制作一台直流稳压电源,通过实验验证其稳压性能和可靠性。
一、实验目的本实验的主要目的是设计并制作一台具有稳压功能的直流电源,通过实验验证其稳压性能和可靠性。
二、实验原理直流稳压电源的设计原理是通过稳压电路对输入电压进行调节,使输出电压保持在设定的稳定值。
常见的稳压电路有线性稳压电路和开关稳压电路。
其中,线性稳压电路通过调整电阻和晶体管的工作状态来实现稳压功能;开关稳压电路则通过开关管的开关动作来控制输出电压。
三、实验步骤1. 收集所需材料和器件,包括变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等。
2. 按照设计要求,选择合适的变压器并进行连接。
3. 设计并搭建整流电路,将交流电转换为直流电。
4. 设计并搭建滤波电路,对整流后的直流电进行滤波处理。
5. 设计并搭建稳压电路,控制输出电压的稳定性。
6. 进行电路连接和焊接,确保电路的正常工作。
7. 对设计的直流稳压电源进行实验测试,记录输出电压的稳定性和波动情况。
8. 对实验结果进行分析和总结,评估设计的直流稳压电源的性能和可靠性。
四、实验结果与分析经过实验测试,设计的直流稳压电源在输入电压波动范围内,输出电压保持了较好的稳定性。
在不同负载情况下,输出电压变化较小,满足了稳压电源的设计要求。
但在高负载情况下,输出电压稍有波动,需要进一步优化电路设计以提高稳定性。
五、实验总结通过本次实验,我深入了解了直流稳压电源的设计原理和实验操作。
在实验过程中,我遇到了一些问题,例如电路连接不牢固、元器件选型不合适等,但通过不断调试和改进,最终成功完成了实验。
通过实验,我不仅学到了理论知识,还提高了动手实践的能力。
六、实验改进和展望在今后的实验中,我将进一步改进电路设计,优化稳压电路的性能。
同时,我还将进一步研究开关稳压电路的设计原理和实验操作,以扩展自己的知识面。
稳压电源的设计与制作
分析了直流稳压电源的基本构成及相关技术指标,阐述了利用单片机系统对线性或开关稳压电源进行技术改造的基本原理。
标签:稳压电源;线性稳压;开关稳压;单片机
引言
除采用干电池、蓄电池供电外,各种电子设备运行所需电能,通常都需要整流器将交流电转换成直流电,然后才可以供各设备系统使用。
但是,一旦交流电源的供给电压或负载电流波动,会直接导致整流器的输出电压不稳定,进而影响各种电子设备的使用性能,如导致电子计算机、精密电子仪表出现计算测量误差,引起工业电子设备、自动化生产线的自动控制装置工作不稳等。
因此,开发具有良好输出功能、可高精度调控的直流稳压电源,对保障国防、科研、企业等领域生产的稳定性非常有必要。
1 直流稳压电源的基本结构及技术指标
直流稳压电源的一般结构是将变压器、整流器、滤波器和直流稳压器依次整合,其中,变压器将市电交流电压转换成低压交流,然后由整流器转变成直流,经滤波器和直流稳压器后形成直流稳压输出。
评价一台直流稳压电源的优劣,需要对其关键技术指标进行测试和分析,主要包括:
(1)相对稳压系数S:指负载电流保持不变的情况下,直流稳压电源的输出直流电压的相对变化量与输入交流电压的相对变化量的比值,
小,在工程应用中S通常取10-2-10-4。
(2)负载调整率Su:指在额定交流输入电压下,负载电流发生从0到最大值的变化时,输出电压的最大相对变化量,即S×100%。
(3)输出电阻R0:对于稳压电源,当负载电流变化时,输出电压应基本保持恒定,这方面的性能可以用输出电阻来表示,即R0=。
可见,R0越小,负载电流的增大量或减小量,引起的稳压电源来输出电压的变化也越小,说明电压稳定性越好。
(4)纹波系数r:指输出电压中交流电压分量(纹波电压)占额定输出电压的百分比,即r=×100%。
r值越小,输出电压中的纹波电压分量越小,通常是几毫伏,甚至低于1mV。
2 直流稳压电源的设计
目前,市场上常用的直流稳压电源,根据其调整元件的区别,主要包括线性稳压和开关稳压两种。
线性稳压电源是通过调整等效电阻的控制信号来获得稳压输出,而开关稳压电源是通过调节开关调整管的导通时间来实现稳压输出。
通常,直流稳压电源仍采用串联反馈式线性连接方式,需要通过电位器实现对输出电压的调整。
但是,电位器的阻值是非线性变化,并且调节范围窄,使得稳压电源在输出特性上难以实现高精度和高稳定性输出。
然而,将单片机系统作为直流稳压电源的主控制单元,对传统的电源设计进行优化,可以实现对输出特性的高精度、稳定控制,可以实时显示输出电压参数,并且其保护功能更加完善,可以实现对过压、过流等异常的自动保护。
2.1 基于单片机的线性稳压电源
为了提高线性稳压电源的输出精度和稳定性,以低能耗、高效率、易编程的16位MSP430F149单片机作为控制核心,对线性稳压电源进线技术改造,其基本结构如图1所示,主要包括MSP430F149单片机系统、串联线性稳压控制模块、电压电流采样模块、保护装置和显示模块等几部分。
具体如下:(1)该系统中所使用的MSP430F149单片机系统由TI公司研发,其指令执行速度高达8MIPS,功耗低,并且系统内部带有PWM输出模块、12位A/D转换模块等稳压模块。
(2)串联线性稳压控制模块中的调整管由TL431基准源和两个大功率NPN型三极管3DD15D(Q1和Q2)复合组成,其中Q1和Q2分别提供基极电流和射极电流。
当输出电压升高时,2个分压电阻间的采样电压增大,此时需要TL431输出低电压进行反相控制,从而降低三极管Q2的基极电压和Q1的射极电压,进而保证输出电压稳定在设定值。
当输出电压降低时,通过上述相反的调压过程,保证稳定输出。
(3)对于电压电流采样模块,则可通过MSP430F149单片机内部的A/D转换模块进行电压或电流的采样,即输出的电压经采样电阻后,进行滤波和信号放大,然后直接输入到A/D转换模块,从而对实际输出电压进行采样和分析,采样速率达200kbps。
(4)LCD显示模块采用液晶屏,用于显示采样的负载电压、负载电流和额定功率。
2.2 基于单片机的开关稳压电源
以MSP430单片机作为主控器件的开关稳压电源的系统结构,如图2所示,主要包括整流滤波电路、DC/DC转换电路、电压采样电路、PWM驱动电路和过流保护电路等。
(1)MSP430主控器件采用MSP430F449单片机,用于PI调节电压反馈,产生PWM波、设定基准电压及显示电压电流,并进行过流保护。
(2)DC/DC 转换电路:市电交流电压经滤波电路整流后,在输送到负载前,需进行DC/DC 转换。
在DC/DC交换器中采用Buck降压斩波电路,通过PWM波以一定的占空比重复导通和切断PWM开关组合,这种导通/切断过程会对直流输入电压进行斩波,形成高频脉冲方波电压。
当PWM开关导通时,二极管关闭,输入端电压
对电感L充电储能,并传输到负载;当PWM开关切断时,电感L感应出左负右正的感应电压,二极管此时作为续流器件,形成负载、二极管和电感组成的回路,释放电感中储存的电能,从而维持直流电压不变。
(3)PWM驱动电路:MSP430F449单片机产生的PWM波需要驱动电路(图3)进行驱动,才能传输到DC/DC交换器中。
为了防止强电侧电压回流和保护弱电单片机,先用开关光耦对PWM波进行光电隔离,然后经三极管到达驱动电路的IR2101芯片,经芯片5管脚输出,开始工作。
3 结束语
以单片机作为主控单元,对线性或开关稳压电源进行改造,可以实现对输出电压的高精准和高稳定控制,对于具有良好输出特性的多功能、智能化稳压电源技术的开发具有一定的参考价值。
参考文献
[1]黄天辰,荣广宇,李丹丹,等.高精度数控直流稳压电源的设计与实现[J].化工自动化及仪表,2012(1):80-83.
[2]徐海峰.高精度数控稳压电源的设计[D].济南:山东大学,2012.
[3]蒙飚.基于MSP430的线性稳压电源设计与制作[J].轻工科技,2014(1):28-30.
作者简介:李凤琴(1986-),女,汉族,贵州凯里人,硕士,助教,研究方向:电子技术。