多路输出直流稳压电源的设计仿真与实现.pdf

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题目: 多路输出直流稳压电源的设计仿真与实现

初始条件:

可选元件:变压器/15W/±12V;整流二极管或整流桥若干,电容、电阻、电位器若干;根据需要选择若干三端集成稳压器;交流电源220V,或自选元器件。

可用仪器:示波器,万用表,毫伏表等

要求完成的主要任务:

(1)设计任务

根据技术要求和已知条件,完成对多路输出直流稳压电源的设计、装配与调试。

(2)设计要求

错误!未找到引用源。要求设计制作一个多路输出直流稳压电源,可将220V/50Hz交流电转换为多路直流稳压电源

输出:±12V/1A,±5V/1A,一组可调正电压+3~+18V/1A。

错误!未找到引用源。选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图,阐述基本原理。(用Proteus画电路原理图并实现仿真)

错误!未找到引用源。安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。

时间安排:

1、2011 年1月3日至2011年1月7日,完成仿真设计、制作与调试;撰写课程设计报

告。

2、2011 年1月8日提交课程设计报告,进行课程设计验收和答辩。

指导教师签名:年月日

系主任(或责任教师)签名:年月日

摘要

能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源,当交流供电电源的电压或负载电阻变化时,稳压器的直流输出电压都会保持稳定。直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展,对电子设备的供电电源提出了高的要求。

Abstract

Dc voltage stabilizer for load is to provide a stable dc power electronic devices. The direct current voltage-stabilized source of power supplies are mostly ac power, when communication of power supply voltage or load resistance changes, stabilizer dc output voltage will remain stable. The direct current voltage-stabilized source as electronic device to the high precision, high stability and reliability of the direction of development, electronic equipment of the power supply, put forward higher request. This paper will introduce the direct current voltage-stabilized source design scheme.

目录

第1章多路输出直流稳压电源的总体设计 (4)

1.1 设计内容 (4)

1.2 设计目的 (4)

1.3 设计原始资料 (4)

1.4 方案比较 (5)

1.5 设计实验参数 (6)

第2章实验原理 (6)

2.1 电源变压器 (6)

2.2 整流电路 (7)

2.3 滤波电路 (7)

2.4、稳压电路 (8)

第3章仿真结果显示 (9)

第4章仿真结果分析 (12)

第5章设计总结 (13)

第6章心得体会 (14)

第7章主要参考文献 (14)

一、多路输出直流稳压电源的总体设计

1.1、设计内容及要求

设计制作一个多路输出直流稳压电源,可将220V/50HZ交流电转换为多路直流稳压输出:+12V/1A,-12V/1A,+5V/1A,-5V/1A,+5V/3A及一组可调正电

压电源+3-+18V/1A。稳压部分可用分立元件,也可用集成稳压模块。

对设计中所用的电子元器件完成选型,进行原理图设计,对性能指标进行计算分析。

使用相应软件proteus,绘制相应的电路原理图,并进一步对电路图进行仿真。

1.2 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。

1.3 设计原始资料

直流电源是能量转换电路,将220V(或380V)50Hz的交流电转换为直流电。主要包括变压器降压、整流、滤波、稳压等部分,也有集成元件来完成稳压功能。硬件制作部分核心元器件:变压器、整流桥、调整管、7805、7812、7905,7912,电阻电容不限。

1.4 方案比较

(1)整流电路的选择:当负载仅需要几十瓦或几百瓦的功率时,

常常采用单向整流电路,二当负载需千瓦以上的功率时,则需要采用三相整流电路。因此,本次课程设计,采用单向整流电路。

半波整流电路:

图1.4.1半波整流电路

利用二极管的单向导电性,将大小和方向都随时间变化的工频交流电变换成单方

向的脉动直流电的过程称为整流。利用二极管的单向导电性,只有半个周期内有电流流过负载,另半个周期被二管所阻,没有电流。这种电路,变压器中有直流

分量流过,降低了变压器的效率;整流电流的脉动成分太大,对滤波电路的要求高。只适用于小电流整流电路。

它由电源变压器Tr整流二极管D和负载电阻RL组成,变压器的初级接交流

电源,次级所感应的交流电压为

其中U2m为次级电压的峰值,U2为有效值。

电路的工作过程是:在u2的正半周(ωt=0~π),二极管因加正向偏压而导通,有电流iL流过负载电阻RL。由于将二极管看作理想器件,故RL上的电压uL与u2的正半周电压基本相同。

桥式全波整流电路:

图1.4.2桥式全波整流电路

在u2的正半周,D1、D3导通,D2、D4截止,电流由TR次级上端经D1→ RL →D3回到TR次级下端,在负载RL上得到一半波整流电压(正弦波的正半周)。在u2的负半周,D1、D3截止,D2、D4导通,电流由Tr次级的下端经

D2→RL→D4回到Tr次级上端,在负载RL 上得到另一半波整流电压(正弦波

的负半周)。

这样,在负载电阻RL上正、负半周经过合成,得到一个与全波整流相同的电压

波形。

半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的,电流利用率很低

桥式整流器品种多,性能优良,整流效率高,稳定性好,最大整流电流从0.5A 到50A,最高反向峰值电压从50V到1000V。因此,整流电路选着桥式全波整

流电路。

(2)滤波电路的选择:

电容滤波:

图1.4.3电容滤波电路

接通交流电源后,二极管导通,整流电源同时向电容充电和向负载提供电流,电压的波形是

正弦形。在时刻,即达到u2 90°峰值时,u2开始以正弦规律下降,极管是断,