串联型直流稳压电源课程设计

串联型直流稳压电源课程设计
串联型直流稳压电源课程设计

《串联型直流稳压电源课程设计》任务书

一、课题名称:串联型直流稳压电源

二、技术指标:

稳压系数Sv

输出电阻r0

温度系数ST

纹波电压U0r及纹波系数Sv

纹波电压S≤5 mV

三、要求:

输出电压Uo可调:6~12V

输出额定电流:Io=500mA

电压调整率Ku≤0.5

电源内阻Rs≤0.1

纹波电压S≤5 mV

过载电流保护:输出电流为600mA,限流保护电路工作

指导教师:

学生:

摘要

直流稳压电源应用广泛,几乎所有电器、电力或电子设备都毫不例外地需要稳定的直流电压(电流)供电,它是电子电路工作的“能源”和“动力”。不同的电路对电源的要求是不同的。在很多电子设备和电路中需要一种当电网电压波动或负载发生变化时,输出电压仍能基本保持不变的电源。电子设备中的电源一般由交流电网提供,如何将交流电压(电流)变为直流电压(电流)供电?又如何使直流电压(电流)稳定?这是电子技术的一个基本问题。解决这个问题的方案很多,归纳起来大致可分为线性电子稳压电源和开关稳压电源两类,它们又各自可以用集成电路或分立元件构成。

半导体二极管和晶体管是电子电路中常用的半导体器件,也是构成集成电路的基本单元。本工程训练主要利用这两种元器件设计制作一个分立式元器件串联反馈型稳压电源。直流稳压电源由交流电网经变压、整流、滤波、和稳压四个主要部分构成。本次设计的主要内容是围绕着如何使分立式元器件串联可调直流稳压电源输出直流电压稳定、脉动成分减小而展开的。首先介绍了全波整流电路的工作原理,接着介绍了电容滤波电路的性能特点,然后引入了具有放大环节和辅助电源的串联可调式稳压电源,并在电路中采用了提高稳定度,提高温度稳定性及限流型过流保护电路的具体措施,以确保电路安全稳定的工作。

关键字:串联稳压,直流,可调电源,DXP软件,PCB板,

目录

一串联直流型稳压电源整体简介 (4)

1.1 制作串联型稳压电源的目的要求 (4)

1.2 基本知识介绍 (4)

二分立式元器件串联反馈型稳压电源设计与计算 (9)

2.1串稳压电路原理 (9)

2.2 实验设计原理图 (10)

2.3 电路整体结构的设计与各部分相关参数的计算 (10)

2.4电路选择 (11)

三 PCB板的制作与元器件的安装 (19)

3.1 PCB板的制作流程介绍 (19)

3.2打印PCB图,热转印,腐蚀,钻孔,完成PCB板的制作。 (19)

3.3 安装元器件 (19)

四调试分析与性能测试 (20)

五心得体会 (21)

六元件清单 (22)

一串联型直流稳压电源整体简介

1.1 制作串联型稳压电源的目的要求

一、基本目的

此次工程训练选择使用分立式元器件构成串联反馈型直流稳压电源。学生通过实训了解相关分立式元器件的基本结构、工作原理、特性和参数以及由它们构成的串联型直流稳压电源的工作原理、原理图的设计和参数的计算、元器件的选用、计算机软件实现硬件的仿真、PCB板的设计、电路的安装和调试,最后完成达到技术指标要求的标准产品。

二、基本要求

1、依据性能指标和器件状况,设计稳压电源电子电路,并计算器件参数确定选择器件。(含散热设计);

2、以本工程训练为实例先学习Altium Designer基本知识,并运用其绘制电源sch原理图和PCB图;

3、学习Proteus知识,对本电源电路进行仿真,最终确定sch和pcb图;

4、掌握电子电路板制作的全过程,实现电源的制作;

5、测量电源相关各项技术指标,完成系统调试。

1.2 基本知识介绍

一、电源变压器知识

1.初级(Primary Winding):是指电源变压器的电源输入端。

2.次级(Secondary Winding):是指电源变压器的输出端。

3.额定输入电压U:是指电源变压器的初级所接上的电压,也就是电源变压器的工作电压。对GS变压器来说,U=230V;对BS变压器来说,U=240V。

4.空载电流I:是指电源变压器的初级接上额定输入电压U而次级不带负载(即开路)时,流过初级的电流。I与变压器的设计有关,即使是两个不同厂家生产的相同规格的电源变压器,其I也可能不同。

5.空载电压U:是指变压器初级接受上额定输入电压U次级不带负载(即开路)时,次级两端的电压。U与变压器的设计有关,即使是两个不同厂家生产的相同规格的电源变压器,其U也可能不同。

6.负载电流I:是指变压器初级接上额定输入电压U,次级接上额定负载时,流过负载的电流。

7.负载电压U:是指变压器初级接上额定输入电压U,次级接上额定负载时,负载两端的电压。

8.定输出功率P:是指变压器在额定输入电压U时的输出功率,它表示变压器传送能量的大小。一般来说,在相同频率下,P越大,变压器的尺寸越大;P相同,即使输出电压U不同,变压器的尺寸也相同,即变压器的价格也应相差无几。

由公式P=U*I可知若输出功率P一定,若输出电压U越高,则输出电流I 越低。举例来说,一个输出功率P=10VA的变压器,若输出电压U=24V,则输出电流I= P/U=10VA/24V= 0.416A;若U=12V,则输出电流I=0.833A。

电源变压器:将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压,一般次级电压u2较小。

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。

对于本次工程训练对电源变压器的要求主要为次级空载电压大小,额定输出功率,变压器的额定容量,所以在本次工程训练中选择的是小型单相式变压器,有四组输出线分别为7V、10V、17V、10V。可根据具体功率及计算要求选择。

二、整流电路

1、半波整流电路

由以上图可知,半波整流电路的利用率低,一般不采用。

2、全波整流电路

由于变压器副线圈的接线较复杂,在实际中叶一般不采用。

3、桥式整流电路

电路工作原理:利用二极管正向导通反向截止的工作原理,当U2为正半周时二极管D1、D3导通,D2\D4截止当U2为负半周时二极管D2、D4导通, D1、D3截止。而流过负载的电流的方向是一致的,在负载形成单方向的全波脉动电压。.从而实现将交流的电压变为直流电压.主要参数:Uo=0.9*Ui 脉动系数:S=0.67 选管原则: If ≥ 1/2Io Ur ≥ 1.414U2结构简单性能优越,绝大多数整流电路采用桥式整流电路,所以本次工程训练采用桥式整流。

三、滤波电路

滤波电路主要有:电容滤波、RC-∏型滤波、LV-∏型滤波、L滤波,LC滤波,其中LC滤波电路在负载电流较大或较小时,均有较佳的滤波特性,故LC滤波对负载的适应性最强,整流管的冲击电流小,特别适用在电流变化较大的场合,所以本电路采用LC滤波电路,

LC 滤波波形

电路利用电感器两端的电流不能突变的特点,把电感器与负载串联起来,以达到使输出电流平滑的目的。从能量的观点看,当电源提供的电流增大(由电源电压增加引起)时,电感器L把能量存储起来;而当电流减小时,又把能量释放出来,使负载电流平滑,所以电感L有平波作用,再并上一个电容,利用电容的充放电作用,使得负载电流较大时或较小时均有较佳的滤波能力. 主要参数:LC 滤波电路的直流输出电压,如忽略电感上的压降,则输出直流电压等于全波整流的输出电压,则有 Uo=0.9U2

四、串联型稳压电路

稳压电路:它能在电网电压和负载电流的变化时,保持输出直流电压的稳定。它是直流稳压电源的重要组成部分,决定着直流电源的重要性能指标。

稳压电路的主要指标:

1.稳压电路的主要指标稳压系数Sr和稳压电路的输出电阻

稳压系数Sr:稳压系数是在有负载固定不变的前提下,输出电压的相对变化量△Uo/Uo与稳压电路输入电压相对变化量△Ui/Ui之比,即:该指标反映了

电网波动对输出电压的影响。此外稳压电路输入电压Usc就是整流滤波以后的直流电压。

2.稳压电路的输出电阻

输出电阻可以衡量稳压电路受载电阻的影响程度,即:除了上述两个指标外,有时还用其它指标:电压调整率,指当电网电压(u2)变化10%时,输出电压的相对变化量;电流调整率,指当输出电流Io从零到最大时,输出电压的相对变化;最大波纹电压,反映在输出端存在的HZ或者100Hz交流分量,通常以有效值或峰—峰值表示;温度系数,指电网电压和负载都不变时,由于温度变化面引起的输出电压漂移等。直流稳压电路的类型很多,有:硅稳压管稳压电路、串联某型稳压电路、集成稳压电路,开关稳夺电路,其中集成稳压电路相对于其它类型的稳夺电路来讲具有体积小、稳定性高、输出电阻小、温度性能好、使用方便、外围元件少等优点,在实际应用中得到广泛应用。集成稳压器有两种:输出固定电压和可调输出电压的稳压块。

1.3 主要元器件简介

一、三极管:

(1)、9013 NPN 低频放大 40V-50V 0.5A 0.625W 150MHZ hFE:100~1000 (放大倍数分段可选

(2)、9012 PNP 50V 500mA 600mW 低频管放大倍数30-90

(3)、大功率三极管 2SC2563 NPN 通用参数: 8.0A/120V

二、常用整流二极管参数

IN5399 耐压1000V 1.5A

1N4007 硅整流二极管 1000V, 1A,

1N4735A 1W 6.2V稳压管

1N4727A 1W 3V稳压管

三、芯片

1、数显部分芯片:ICL7107(31/2位双积分型A/D转换器,)主要参数:电源电压 ICL7107 V+ to GND 6V

温度范围 0℃ to 70℃

ICL7107 V- to GND -9V

热电阻 PDIP封装 qJA(℃/W) 50

MQFP封装 80

模拟输入电压 V+ to V- 最大结温 150℃

参考输入电压 V+ to V- 最高储存温度范围 -65℃ to 150℃

时钟输入 GND to V+

2、 7805芯片输出5V电压具体参数见集成电路查询网

四、电磁继电器

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)释放。这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

二分立式元器件串联反馈型稳压电源设计与计算

2.1串稳压电路原理

当电网电压降低或负载电阻减小而使输出端电压有所降低时,其取样电压UB2相应减小,T2基极电位降低。但因T2发射极电位既稳压管的稳定Uz保持不变,所以发射极电压UBE2减小,导致T2集电极电流减小而集电极电位Uc2升高,由于放大管T2的集电极与调整管T1的基极接在一起,故T1基极电位升高,导致集电极电流增大而管压降UCE1减小。因为T1与RL串联,所以,输出电压Uo 基本不变。

同理,当电网电压或负载发生变化引起输出电压Uo增大时,通过取样、比较放大、调整等过程,将使调整管的管压降UCE1增加,结果抑制了输出端电压

的增大,输出电压仍基本保持不变。

调节电位器Rp,可对输出电压进行微调。

从图可见,调整管T1与负载电阻RL组成的是射极输出电路,所以具有稳定输出电压的特点。

在串联型稳压电源电路的工作过程中,要求调整管始终处在放大状况。通过调整管的电流等于负载电流,因此必须选用适当的大功率管作调整管,并按规定安装散热装置。为了防止短路或长期过载烧坏调整管,在直流稳压器中一般还设有短路保护和过载保护等电路。

2.2 实验设计原理图

2.3 电路整体结构的设计与各部分相关参数的计算

直流稳压电源电路可分为以下几个模块:

变压器(220V50Hz)→整流→滤波→稳压电路(反馈调整、取样电路)→稳定直流

一、整流电路

1、整流输出电压平均值:(U o ) U o = 1/2ρ∫02ρu o d(wt)=0.9U 2 、脉动系数S

S 定义为:整流输出电压的基波峰值U om 与平均值U o 的比值。

所以 ,经计算知 S=2/3≈0.67 二、滤波电路

RLC 愈大→电容放电越慢 →Uo 越大 一般取

t d =R L C ≥(3~5)T/2 ( T :电源电压的周期) 近似估算:U o =1.2U 2

三、稳压输出电路部分相关参数的计算 可分析得知该电路具有稳压功能。 对应原理图看有(一个档位): U Q5b =(R1+R4)U o /(R1+R4+R8) 所以, 输出最小:

Uo=(R1+R4+R8) U Q5b /(R4+R8) 负载上的平均电流:I L =0.9U 2/R L 2

输出最大: Uo= (R1+R4+R8) U Q5b /R5 2.4电路选择

根据所给的电路性能指标,初选直流稳压电源设计原理图如下:

变压部分

这一部分主要计算变压器B1次级输出电压(U B1)O 和变压器的功率P B1。 一般整流滤波电路有2V 以上的电压波动(设为ΔU D )。调整管T1的管压降(U T1)

CE

应维持在3V 以上,才能保证调整管T1工作在放大区。整流输出电压最大值为

15V 。根据第二章《常用整流滤波电路计算表》可知,桥式整流输出电压是变压器次级电压的1.2倍。

当电网电压下降-10%时,变压器次级输出的电压应能保证后续电路正常工作,那么变压器B1次级输出电压(U B1)OMIN 应该是: (U B1)OMIN =(ΔU D +(U T1)CE +(U O )MAX )÷1.2 (U B1)OMIN =(2V +3V +15V )÷1.2=20V ÷1.2=16.67V 则变压器B1次级额定电压为: (U B1)O =(U B1)OMIN ÷0.9 (U B1)O =16.67V ÷0.9=18.5V

当电网电压上升+10%时,变压器B1的输出功率最大。这时稳压电源输出的最大电流(I O )MAX 为500mA 。此时变压器次级电压(U B1)OMAX 为: (U B1)OMAX =(U B1)O ×1.1 (U B1)OMAX =18.5V ×1.1=20.35V 变压器B1的设计功率为: P B1=(U B1)OMAX ×(I O )MAX P B1=20.35V ×500mA =10.2VA

为保证变压器留有一定的功率余量,确定变压器B1的额定输出电压为18.5V ,额定功率为12VA 。实际购买零件时如果没有输出电压为18.5V 的变压器可以选

用输出电压为18V 或以上的变压器。当选用较高输出电压的变压器时,后面各部分电路的参数需要重新计算,以免由于电压过高造成元件损坏。 整流部分

这一部分主要计算整流管的最大电流(I D1)MAX 和耐压(V D1)RM 。由于四个整流管D1~D4参数相同,所以只需要计算D1的参数。

根据第二章《常用整流滤波电路计算表》可知,整流管D1的最大整流电流为: (I D1)MAX =0.5×I O

(I D1)MAX =0.5×500mA =0.25A

考虑到取样和放大部分的电流,可选取最大电流(I D1)MAX 为0.3A 。

整流管D1的耐压(V D1)RM 即当市电上升10%时D1两端的最大反向峰值电压为: (V D1)RM ≈1.414×(U B1)OMAX =1.414×1.1×(U B1)O ≈1.555×(U B1)O (V D1)RM ≈1.555×18.5V ≈29V

得到这些参数后可以查阅有关整流二极管参数表,这里我们选择额定电流1A ,反向峰值电压50V 的IN4001作为整流二极管。 滤波部分

这里主要计算滤波电容的电容量C1和其耐压V C1值。

根据根据第二章滤波电容选择条件公式可知滤波电容的电容量为(3-5)×0.5×T ÷R ,一般系数取5,由于市电频率是50Hz ,所以T 为0.02S ,R 为负载电阻。 当最不利的情况下,即输出电压为15V ,负载电流为500mA 时: C1=5×0.5×T ÷(U O ÷I O )

C1=5×0.5×0.02S ÷(15V ÷0.5A )≈1666μF

当市电上升10%时整流电路输出的电压值最大,此时滤波电容承受的最大电压为:

V C1=(U B1)OMAX =20.35V

实际上普通电容都是标准电容值,只能选取相近的容量,这里可以选择2200μF 的铝质电解电容。耐压可选择25V 以上,一般为留有余量并保证长期使用中的安全,可将滤波电容的耐压值选大一点,这里选择35V 。 调整部分

调整部分主要是计算调整管T1和T2的集电极-发射极反向击穿电压(BV T1)

CEO

,最大允许集电极电流(I T1)CM ,最大允许集电极耗散功率(P T1)CM 。

在最不利的情况下,市电上升10%,同时负载断路,整流滤波后的出电压全部加到调整管T1上,这时调整管T1的集电极-发射极反向击穿电压(BV T1)CEO 为:

(BV T1)CEO =(U B1)OMAX =20.35V

考虑到留有一定余量,可取(BV T1)CEO 为25V 。 当负载电流最大时最大允许集电极电流(I T1)CM 为: (I T1)CM =I O =500mA

考虑到放大取样电路需要消耗少量电流,同时留有一定余量,可取(I T1)CM 为600mA 。

这样大允许集电极耗散功率(P T1)CM 为: (P T1)CM =((U B1)OMAX -U OMIN )×(I T1)CM (P T1)CM =(20.35V-6V )×600mA =8.61W 考虑到留有一定余量,可取(P T1)CM 为10W 。

查询晶体管参数手册后选择3DD155A 作为调整管T1。该管参数为:P CM =20W ,I CM =1A ,BV CEO ≥50V ,完全可以满足要求。如果实在无法找到3DD155A 也可以考虑用3DD15A 代替,该管参数为:P CM =50W ,I CM =5A ,BV CEO ≥60V 。 选择调整管T1时需要注意其放大倍数β≥40。

调整管T2各项参数的计算原则与T1类似,下面给出各项参数的计算过程。 (BV T2)CEO =(BV T1)CEO =(U B1)OMAX =20.35V

同样考虑到留有一定余量,取(BV T2)CEO 为25V 。 (I T2)CM =(I T1)CM ÷βT1 (I T2)CM =600mA ÷40=15mA

(P T2)CM =((U B1)OMAX -U OMIN )×(I T2)CM (P T2)CM =(20.35V -6V )×15mA =0.21525W 考虑到留有一定余量,可取(P T2)CM 为250mW 。

查询晶体管参数手册后选择3GD6D 作为调整管T2。该管参数为:P CM =500mW ,I CM =20mA ,BV CEO ≥30V ,完全可以满足要求。还可以采用9014作为调整管T2,该管参数为:P CM =450mW ,I CM =100mA ,BV CEO ≥45V ,也可以满足要求。

选择调整管T2时需要注意其放大倍数β≥80。则此时T2所需要的基极驱动电流为:

(I

T2)

MAX

=(I

T2

CM

÷β

T1

=15mA÷80=0.1875mA

基准电源部分

基准电源部分主要计算稳压管D5和限流电阻R2的参数。

稳压管D5的稳压值应该小于最小输出电压U OMIN,但是也不能过小,否则会影响稳定度。这里选择稳压值为3V的2CW51,该型稳压管的最大工作电流为71mA,最大功耗为250mW。为保证稳定度,稳压管的工作电流I

D5

应该尽量选择大一些。

而其工作电流I

D5=(I

T3

CE

+I

R2

,由于(I

T3

CE

在工作中是变化值,为保证稳定

度取I

R2>>(I

T3

CE

,则I

D5

≈I

R2

这里初步确定I

R2MIN

=8mA,则R2为:

R2=(U

OMIN -U

D5

)÷I

R2MIN

R2=(6V-3V)÷8mA=375Ω实际选择时可取R2为390Ω

当输出电压U

O 最高时,I

R2MAX

为:

I

R2MAX =U

OMAX

÷R2

I

R2MAX

=15V÷390≈38.46mA

这时的电流I R2MAX小于稳压管D5的最大工作电流,可见选择的稳压管能够安全工作。

取样部分

取样部分主要计算取样电阻R3、R4、R5的阻值。

输出电压:U

b3MAX =(R4+R5)÷(R3+R4+R5)×U

O

U

OMIN =(R3+R4+R5)÷(R4+R5)×U

b3MAX

U

b3MIN = R5÷(R3+R4+R5)×U

O

U

OMAX =(R3+R4+R5)÷R5 × U

b3MIN

其中U

b3 = U

D5

+(U

T3

BE

即可根据电阻的取值求出U

O

的范围

电路同时接入T3的基极,为避免T3基极电流I

T3B

对取样电路分压比产生影响,

需要让I

T3B >>I

R3

。另外为了保证稳压电源空载时调整管能够工作在放大区,需

要让I R3大于调整管T1的最小工作电流(I T1)CEMIN 。由于3DD155A 最小工作电流(I T1)CEMIN 为1mA ,因此取I R3MIN =10mA 。则可得: (1)当输出电压的档位为3~8V 时,U D5 =2V 变压器B1次级输出电压即U IMIN 应该是: U IMIN = (U D5+(U T3)BE + U OMAX )÷1.2 =(2V+3V+8V )÷1.2 =10V R3+R4+R5=U OMIN ÷I R3MIN R3+R4+R5=3V ÷10mA =300Ω 当输出电压U O =3V 时:

U D5+(U T3)BE =(R4+R5)÷(R3+R4+R5)×U O (R4+R5)=(U D5+(U T3)BE )×(R3+R4+R5)÷U O (R4+R5)=(2V +0.7V )×300Ω÷3V =270Ω 当输出电压U O =8V 时:

U D5+(U T3)BE =R5÷(R3+R4+R5)×U O R5=(U D5+(U T3)BE )×(R3+R4+R5)÷U O R5=(2V +0.7V )×300Ω÷8V =100Ω

实际选择时可取R5为470Ω。R3为430Ω。但实际选择时可取R3为220Ω。

(2)当输出电压的档位为8~15V 时,U D5 =6.2V 变压器B1次级输出电压即U IMIN 应该是: U IMIN = (U D5+(U T3)BE + U OMAX )÷1.2 =(2V+3V+15V )÷1.2 =17V

同理可计算出R3=120Ω,R5=240Ω 放大部分

放大部分主要是计算限流电阻R1和比较放大管T3的参数。由于这部分电路的电流比较小,主要考虑T3的放大倍数β和集电极-发射极反向击穿电压(BV T1)CEO 。

这里需要T3工作在放大区,可通过控制T3的集电极电流(I T3)C 来达到。而(I T3)C 是由限流电阻R1控制,并且有: I R1=(I T3)C +(I T2)B

一方面,为保证T1能够满足负载电流的要求,要求满足I R1>(I T2)B ;另一方面,为保证T3稳定工作在放大区,以保证电源的稳定度,其集电极电流(I T3)

C

不能太大。

这里可以选I R1为1mA ,当输出电压最小时,则R1为: R1=((U B1)O -U O -(U T1)BE -(U T2)BE )÷I R1 R1=(15V -6V -0.7V -0.7V )÷1mA =7.6K Ω 实际选择时可取R1为7.5 K Ω。 当输出电压最大时,I R1为:

I R1=((U B1)O -U O -(U T1)BE -(U T2)BE )÷R1 I R1=(15V -6V -0.7V -0.7V )÷7.5 K Ω≈1.013mA

可见当输出电压最大时I R1上升幅度仅1%,对T3工作点影响不大,可满足要求。

由于放电电路的电流并不大,各项电压也都小于调整电路,可以直接选用3GD6D 或9014作为放大管T3。

通过前面的计算,已经得到了所有元件的参数。可以将这些参数标注到图4-3-1中,这样就得到完整的串联负反馈稳压电源电路图,见图4-3-2。这里计算的其实都还只是初步的参数,实际组装完毕后应该仔细测量电源的各项指标是否符合要求,各部分元件工作是否正常。如果发现问题,应该根据实际情况作出调整。根据调整的结果来修正原理图中的电路参数,最终完成稳压电源的设计。(如下:)

仿真实物图

2、绘制原理图

(1)选择元器件(2)放置并连接元件

3、由原理图导成PCB图

三 PCB板的制作与元器件的安装

3.1PCB板的制作流程介绍

PCB板制作的一般流程:

3.2打印PCB图,热转印,腐蚀,钻孔,完成PCB板的制作。

3.3 安装元器件

利用烙铁焊锡焊接,对照原理图或PCB图焊接安装元器件。(注意焊接要牢固不要有虚焊点)

四调试分析与性能测试

我们将所有的元器件安装完成后,必须仔细对照电路图检查线路是否正确,看有没有接错的地方。然后接通220V电源,按下主电路开关SW1,用万用表检测输出端有无电压输出,若无电压输出,则检测输出端以前的电路每点的电位,找到电位异常的点后,可断开电源,仔细分析原因,检测此部位的元器件是否存在有虚焊的情况,用万用表的蜂鸣档检测是否有短路或是开路。对电路整体进行分析排查,看是否有元器件因为某点的短路而烧坏的,逐级进行。反复调试,直到找到原因所在。

调试完成后,测试主电路的输出范围,是否满足3~8V 8~15V两个档位。观察电主路输出电压实际值为多少,一般做出来之后两档范围在4~10V 11~20V左右,在仔细分析产生误差的原因,可知由于取样电路的的阻值与理论计算值是存在一定的差异,可以对照原理图将取样部分的电阻R5、R6、R7、R8全都换成500Ω精密可调电阻,调动这些可调电阻,使其输出电压的范围在3~8V 与 8~15V 两个档位之间连续变化。这样,整个直流稳压电源就做好了。

串联型直流稳压电源设计说明书

电子技术课程设计 电气与电子工程系电气工程及其自动化专业 题目:串联型直流稳压电源 学生姓名:班号:学号: 指导教师; 时间:年月日 ~ 年月日

指导教师评语:成绩:

串联型直流稳压电源设计报告 一、设计题目 题目:串联型直流稳压电源 二、设计任务:设计并制作用晶体管、集成运算放大器电阻、电阻器、电容组成的串联型直流稳压电源。 指标:1、输入电压: 2、输出电压:3- 6V、6-9V、9-12V三档直流电压; 3、输出电流:最大电流为1A; 4、保护电路:过流保护、短路保护。 三、理电路和程序设计: 一电路原理方框图: 二原理说明: (1)单相桥式整流电路可以将单相交流电变换为直流电; (2)整流后的电压脉动较大.需要滤波后变为交流分量较小的直流电压用来供电; (3)滤波后的输出电压容易随电网电压和负载的变化波动不利于设备的稳定运行; (4)将输出电压经过稳压电路后输出电压不会随电网和负载的变化而变化从而提高设备的稳定性和可靠性.保障设备的正常

使用; (5) 关于输出电压在不同档位之间的变换.可以将稳压电源的电 压设置为标准电压再对其进行变换.电压在档位间的调节可以通过调节电位器来进行调节.从而实现对输出电压的调节。 四:方案选择 一:变压、滤波电路 方案一和方案二的变压电路和滤波电路相同.二者的差别主要体现在稳压电路部分。 图1 变压和滤波电路 二:稳压电路 方案一:此方案以稳压管D1的电压作为三极管Q1的基准电压.电路 引入电压负反馈.当电网电压波动引起R 2两端电压的变化增大(减小)时.晶体管发射极电位将随着升高(降低).而稳压管端的电压基本不变.故基极电位不变.所以由E B BE U U U -=可知 BE U 将减小(升高)导致基极电流和发射极电流的减小(增大). 使得R 两端的电压降低(升高).从而达到稳压的效果。负电源部分与正电源相对称.原理一样。

课程设计报告【模板】

模拟电子技术课程设计报告设计题目:直流稳压电源设计 专业电子信息科学与技术 班级电信092 学号 200916022230 学生姓名夏惜 指导教师王瑞 设计时间2010-2011学年上学期 教师评分 2010年月日

昆明理工大学津桥学院模拟电子技术课程设计 目录 1.概述 (2) 1.1直流稳压电源设计目的 (2) 1.2课程设计的组成部分 (2) 2.直流稳压电源设计的内容 (4) 2.1变压电路设计 (4) 2.2整流电路设计 (4) 2.3滤波电路设计 (8) 2.4稳压电路设计 (9) 2.5总电路设计 (10) 3.总结 (12) 3.1所遇到的问题,你是怎样解决这些问题的12 3.3体会收获及建议 (12) 3.4参考资料(书、论文、网络资料) (13) 4.教师评语 (13) 5.成绩 (13)

昆明理工大学津桥学院模拟电子技术课程设计 1.概述 电源是各种电子、电器设备工作的动力,是自动化不可或缺的组成部分,直流稳压电源是应用极为广泛的一种电源。直流稳压电源是常用的电子设备,它能保证在电网电压波动或负载发生变化时,输出稳定的电压。一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。 直流稳压电源通常由变压器、整流电路、滤波电路、稳压控制电路所组成,具有体积小,重量轻,性能稳定可等优点,电压从零起连续可调,可串联或关联使用,直流输出纹波小,稳定度高,稳压稳流自动转换、限流式过短路保护和自动恢复功能,是大专院校、工业企业、科研单位及电子维修人员理想的直流稳压电源。适用于电子仪器设备、电器维修、实验室、电解电镀、测试、测量设备、工厂电器设备配套使用。几乎所有的电子设备都需要有稳压的电压供给,才能使其处于良好的工作状态。家用电器中的电视机、音响、电脑尤其是这样。电网电压时高时低,电子设备本身耗供电造成不稳定因家。解决这个不稳定因素的办法是在电子设备的前端进行稳压。 直流稳压电源广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等的直流供电。 1.1直流稳压电源设计目的 (1)、学习直流稳压电源的设计方法; (2)、研究直流稳压电源的设计方案; (3)、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法。 1.2课程设计的组成部分 1.2.1 设计原理

模拟电子课程设计(+-12V稳压电源设计)

北京交通大学 电子课程设计报告 设计题目:±12V对称稳压电源 专业班级:电气1009 设计学生:石景阳 学号:10292015 指导老师:蒲孝文 2012年6月21日

一、设计题目 题目:±12V 对称稳压电源 二、设计任务 设计任务和技术指标: 设计一个直流稳压线性电源,输入220V ,50Hz 的正弦交流信号,输出±12V 对称稳压直流电。输出最大电流为1A ,输出纹波电压小于5mV, 稳压系数小于 ,输出内阻小于0.1?.并加输出保护电路。 三、原理电路和程序设计 电路原理方框图 1.直流稳压电源的基本原理 下面将就直流稳压电源各部分的作用作简单陈述。 ① 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Ui 。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。根据电路的需求,我们选择了±15V 10W 的变压器。 ② 整流滤波电路:整流电路将交流电压Ui 变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分,输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。我们选用了桥式整流滤波电路。

③三端集成稳压器:常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。其中固定式稳压器有7800和7900系列。7800输出正电压,7900输出负电压,根据本设计要求,我们选用7812和7912。 2.稳压电流的性能指标及测试方法 稳压电源的技术指标分为两种:一种是特性指标,包括允许输入电压、输出电压、输出、电流及输出电压调节范围等;另一种是质量指标,用来衡量输出直流电压的稳定程度,包括稳压系数(或电压调整率)、输出电阻(或电流调整率)、纹波电压(纹波系数)及温度系数。 ①测量稳压电源输出的稳压值及稳压范围 首先使调压器的输出为0V,通过示波器或万用表观测稳压电路的输出,然后调节调压器的输出,使输入到变压器的交流电压逐渐增加,当稳压电路输出的直流电压值不再随着调压器输出电压的增加而改变时,此时电路输出的直流电压值即为稳压电源的稳压值。使稳压器输出在稳压值上的输入电压范围为稳压电路的稳压范围。 ②测量稳压电源的稳压系数SU 稳压系数定义为:当负载保持不变时,输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比。稳压系数反映电网电压波动时对稳压电路的影响,越小越好。调节调压器的输出,使输入到变压器的交流电压分别为220V+10%和220V-10% ,测量稳压电源的输出电压,根据公式计算稳压电源的稳压系数SU。 ③测量稳压电路的输出电阻Ro 输出电阻Ro 定义为:当稳压电路输入电压保持不变时,由于负载变化而引起的输出电压变化量与输出电流变化量之比。输出电阻反映稳压电路受负载变化的影响,越小越好。可用输出换算法测量输出电阻Ro 。

直流稳压电源课程设计报告(1)

模拟电路课程设计报告设计课题:直流稳压电源的设计班级:电子1101 学号: 姓名:刘广强 指导老师:董姣姣 完成日期:2012年6月19

目录 一、设计任务及要求 (3) 二、总体设计思路 (3) 1.直流稳压电源设计思路 (3) 2.直流稳压电源原理 (3) 3、滤波电路——电容滤波电路 (5) 4、稳压电路 (7) 5、设计的电路原理图 (8) 三、.设计方法简介 (8) 四、软件仿真结果及分析 (10) 五、课程设计报告总结 (12) 六、参考文献 (13)

一、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输出直流电压:U0=9→12v; ②纹波电压:Up-p<5mV; ③稳压系数:S V≤5% (最大的波动不能超过5%) 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。 二、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

(完整版)串联型直流稳压电源设计

课程设计 课程名称模拟电子技术基础 题目名称串联型直流稳压电源 学生学院物理与光电工程学院 专业班级09级电子科学与技术3班学号3109008668 学生姓名崔文锋 指导教师何榕礼 2010年12 月20 日

目录 一、设计任务与要求。。。。。。1 二、电路原理分析与方案设计。。。。。。1 1、方案比较。。。。。。1 2、电路的整体框图。。。。。。3 3、单元设计及参数计算、元器件选择。。。。。。3 4、电路总图。。。。。。7 5、元器件清。。。。。。7 6、电路仿真过程及结果。。。。。。8 三、电路调试过程及结果。。。。。。10 四、总结。。。。。。10 五、心得体会。。。。。。11 六、组装后的实物电路图。。。。。。12

串联型直流稳压电源设计报告 一、设计任务与要求 要求:设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标:1、输出电压6V 、9V 两档,同时具备正负极性输出; 2、输出电流:额定电流为150mA ,最大电流为500mA ; 3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲V op-p ≤5mv ; 任务:1、了解带有的组成和工作原理: 2、识别的电路图: 3、仿真电路并选取元器件: 4、安装调试带有放大环节串联型稳压电路: 5、用仪器仪表对电路调试和测量相关参数: 6、撰写设计报告、调试。 二、电路原理分析与方案设计 采用变压器、二极管、集成运放、电阻、稳压管、三极管等元器件。220V 的交流电经变压器变压后变成电压值较小的电流,再经桥式整流电路和滤波电路形成直流稳压部分采用串联型稳压电路。比例运算电路的输入电压为稳定电压,且比例系数可调,所以输出电压也可以调节:同时,为了扩大输出电流,集成运放输出端加晶体管,并保持射级输出形式就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。 1、方案比较 方案一: 先对输入电压进行降压,然后用单相桥式二极管对其进行整流,整流后利用电容的充放电效应,用电解电容对其进行滤波,将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压,稳压部分的单元电路由稳压管和三极管组成(如图1),以稳压管D1电压作为三极管Q1的基准电压,电路引入电压负反馈,当电网电压波动引起R 2两端电压的变化增大(减小)时,晶体管发射极电位将随着升高(降低),而稳压管端的电压基本不变,故基极电位不变,所以由E B BE U U U -=可知BE U 将

模拟电子 课程设计 直流稳压电源的设计

新疆大学 课程设计报告 所属院系:电气工程学院 专业:电气工程及其自动化 课程名称:电子技术基础A 设计题目:直流稳压电源的设计 班级: 学生姓名: 学生学号: 指导老师: 常翠宁努尔.买买提 完成日期:2017. 7. 01

课程设计题目:直流稳压电源的设计 要求完成的内容: 1.输出直流电压1.5~10V可调; 2.输出电流I m=300mA; O 3.稳压系数Sr≤0.05; 4.具有过流保护功能。 指导教师评语: 该生通过查阅文献和资料和手册,能够综合运用电子技术课程中所学到的理知识,并能消 化和理解,把理论与实践进行结合起来。具有分析问题和解决问题的能力,较好地完成了设计任务。 评定成绩为: 指导教师签名:2017年 7 月01 日

直流稳压电源的设计 直流稳压电源的设计要求是设计中包括电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四个部分。通过四部分的组合将 220V 交流电压转变为设计要求直流电压。并且用仿真软件进行仿真分析。 一、方案设计 1.总体设计框架图 方案的总体思路如下:直流稳压电源一般由直流电源变压器、整流电路、滤波电路及稳压电路所组成,其基本框图如下: 1.1电源变压器 是降压变压器,它将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。 1.2整流电路 此设计的整流部分主要采用桥式电路,即由四个二极管交叉而成。但使用二极管时应注意以下问题: (1) 最大整流电路流f I 指二极管长期运行允许通过的最大正向平均电流。若使用时超过此值,有可能烧坏二极管。 U (2) 最高反向工作电压rm 指允许施加在二级管两端的最大方向电压,通常为击穿电压的一半。 (3) 反向电流r I 指二极未击穿时的反向电流值。其值会随温度的升高而急剧增加,其值越小,二极管的单向导电性越好。但是反向电流值会随温度的上升而显著增加。 (4) 最高工作频率f

直流稳压电源设计

课 程 设 计 任 务 书 题 目 直流稳压电源设计(写自己的) 一、 设计的目的 电源技术是一门很重要的技术,服务于各行各业。直流稳压电源是电子技术中常用的仪器设备之一,广泛应用于教学、科研等领域,是电子科技人员及电路开发部门进行实验操作和科学研究不可缺少的电子仪器。整个电源系统是由变压、整流、滤波、稳压四部分组成。家用电器和其它各类电子设备都需要电压稳定的直流电源供 电,但实际生活中是由220V 的交流电网供电,这就需要通过电源系统将交流电转 换成低电压直流电。(写自己的) 二、设计的容及要求 1) 输入电压为220V AC ,输出为直流电压 2) 输出电压可调:Uo=+3V ~+9V ;最大输出电流:Iomax=800mA ;输出电压变 化量:ΔVop_p ≤5mV ;4. 稳压系数:S V ≤3103-? 3) 学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法 4) 培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力(写自己的) 三、指导教师评语 四、成 绩 指导教师 (签章) 2017 年 06 月 16 日

承诺 本人重承诺:所呈交的设计(论文)是本人在导师的指导下独立进行设计(研究)所取得的成果,除文中特别加以标注引用的容外,本文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的设计(研究)成果。对本设计(研究)做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。如被发现设计(论文)中存在抄袭、造假等学术不端行为,本人愿承担一切后果。 学生签名:

摘要 在电子电路及电子设备中,通常都需要电压稳定的直流电源供电。本文实现了串联反馈调整型稳压电源的设计,依据功能划分,文中论述了组成该稳压电源的各个部分。最后给出了总原理图及元器件清单,对整体电路用multisim软件进行了仿真分析。结果表明,该稳压电源电路能够达到预期目的,结构比较简单,有较高的精度,是一种比较实用的电路,具有较高的实用价值。 关键词:直流稳压电源;串联反馈;保护电路 撰写说明: 摘要要简明扼要,写大概100~200字,3-8个关键词。客观反映论文的主要容和研究方法,具有相对独立性和完整性。 关键词:关键词;关键词;关键词;关键词 (关键词之间分号隔开,并加一个空格)

可调集成直流稳压电源课程设计报告OK

设计课题:可调集成直流稳压电源专业班级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 设计时间:

一、设计任务与要求 1.设计一集成稳压电路要求: (1)输出电压可调:V + 3+ = V Uo9 ~ (2)最大输出电流:mA max= Io800 (3)输出电压变化量:mV ? ≤ Uo15 (4)稳压系数:003 Sv .0 ≤ 2.通过设计集成直流稳压电源,要求掌握: (1)选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。 (2)掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。 二、方案设计与论证 1.直流稳压电源的基本原理 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,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成,基本框图如下: 其中, (1)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=n,式中n是变压器的效率。 (2)整流电路:利用单向导电元件,将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滤除。滤波电路滤除较大的波纹成分,输出波纹较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。 (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。 2.设计方案: 方案一: 采用7805三端稳压器电源: 固定式三端稳压电源(7805)是由输出脚Vo,输入脚Vi和接地脚GND组成,它的稳压值为+5V,它属于CW78xx系列的稳压器,输入端接电容可以进一步的滤波,输出端也要接电容可以改善负载的瞬间影响,此电路的稳定性也比较好,只

串联型稳压电源设计要求

串联型稳压电源电路原理图 串联型稳压电源电路PCB图

串联型稳压电源设计要求 要求: 1.PCB外形尺寸70 mm * 60 mm 2. 图中元件按指定位置摆放出 3.布线线宽>1.5 mm 输入插座IN、输出插座OUT分别位于PCB 的左右两侧。 由于流过BG1的电流大,连接BG1的导线粗些,BG1应靠边安装,以便加装散热器,画PCB时注意E、B、C脚不要画反。 大电位器RW1靠另一边,把手朝外。 加电前先检查线路、焊点、二极管、电解极性。用表检查输入输出,确认没有短路方可加电。 调整管BG1和电位器RW1直接装在外壳上,用导线将各端连到线路板相应的位置。由于流过BG1的电流较大,连接BG1的导线线径要

大些。BG1安装时应处理好它的绝缘和散热措施。 串联型稳压电源元器件清单

考核标准 报告10月8号学习委员按学号排序收齐后交到409。 考核标准(拟): 成绩组成:平时成绩(20%)+ PCB设计(40%)+ 纸质报告(40%) 封面包含: 设计题目、学院名称、专业、班级、姓名、学号、指导教师 报告内容包含: 一. 课程设计目的(5分) 培养学生掌握典型电路设计软件Altium Designer 09 ,具备独立绘制电子线路图、制作PCB电路板的能力。使得同学们在以后的学习和工作中掌握常用电子线路设计软件的使用方法。 1. 熟悉Altium Designer 09软件及环境 2. 掌握PCB设计流程; 3. 能熟练运用印制电路板设计软件Altium Designer9软件进行原理图设计,其中包括原理图图纸的设置、各种报表的生成和原理图的输出等; 4. 能熟练运用印制电路板设计软件Altium Designer9软件进行PCB设计,其中包括PCB 设计步骤、PCB图的设计规则等; 5. 掌握原理图元件库、封装库的创建,会绘制新元件及其封装。 通过此课程的训练,进一步提高对Altium Designer这一软件的综合运用能力,锻炼实际应用能力,巩固所学的知识,为同学们将来走向工作岗位奠定基础。 二. 课程设计要求(5分) 1.设计报告简述设计原理和思路,附上电路原理图、PCB设计图、元器件清单图、自建元件封装、元件连接网络表等;。 2.设计上述印制电路板图PCB尺寸为70mm*60mm,要求元件布局紧凑、科学合理、整齐美观。(单层板\局部手工布线); 3.按照相关要求撰写课程设计报告书。 三. 课程设计内容(5分) 1.了解电路图的原理。

直流稳压电源的项目设计方案

直流稳压电源的项目 设计方案 (一)设计目的 1、学习直流稳压电源的设计方法; 2、研究直流稳压电源的设计方案; 3、掌握直流稳压电源的稳压系数和阻测试方法; (二)设计要求和技术指标 1、技术指标:要求电源输出电压为±12V(或±9V /±5V),输入电压为交 流220V,最大输出电流为I omax =500mA,纹波电压△V OP-P ≤5mV,稳压系数Sr≤5%。 2、设计基本要求 (1)设计一个能输出±12V/±9V/±5V的直流稳压电源; (2)拟定设计步骤和测试方案; (3)根据设计要求和技术指标设计好电路,选好元件及参数; (4)要求绘出原理图,并用Protel画出印制板图; (5)在万能板或面包板或PCB板上制作一台直流稳压电源; (6)测量直流稳压电源的阻; (7)测量直流稳压电源的稳压系数、纹波电压; (8)撰写设计报告。 3、设计扩展要求 (1)能显示电源输出电压值,00.0-12.0V; (2) 要求有短路过载保护。 (三)设计提示 1、设计电路框图如图所示 稳压电路若使用分离元件要有取样、放大、比较和调整四个环节,晶体管选用3DD或3DG等型号;若用集成电路选78XX和79XX稳压器。 测量稳压系数:在负载电流为最大时,分别测得输入交流比220V增大和减小10%的输出Δvo,并将其中最大一个代入公式计算Sr,当负载不变时,Sr=ΔVoV I / ΔV I V O 。 测量阻:在输入交流为220V,分别测得负载电流为0及最大值时的ΔVo,r o = ΔV O /ΔI L 。 纹波电压测量:叠加在输出电压上的交流分量,一般为mV级。可将其放大 后,用示波器观测其峰-峰值△V OP-P ;用可用交流毫伏表测量其有效值△V O ,由

模电直流稳压电源课程设计(模电课设

一、设计题目: 直流稳压电源 二、设计要求: 输出电压可以在3—10V连续调节,稳压电源可采用串联型稳压电路或三端稳压电路设计。

目录 一、设计题目-----------------------------1 二、设计要求-----------------------------1 三、原理与分析 --------------------------3 四、具体实现---------------------------8 五、各部分定性说明以及定量分析--------10 六、设计心得体会----------------------13 七、参考文献---------------------------15

三、原理与分析 1.直流稳压电源的基本原理 直流稳压电源一般由直流电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成,基本框图如下。各部分的作用: 图1 示意图 (1)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Ui。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。 (2)整流滤波电路:整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分,输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。图2:

各滤波电容C满足RL-C=(3~5)T/2,或中T为输入交流信号周期,RL为整流滤波电路的等效负载电阻。 图3

(3)三端集成稳压器:常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。常用可调式正压集成稳压器有CW317(LM317)系列,它们的输出电压从1.25V-37伏可调,最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护,最大输出电流为1.5A。其典型电路如图2,其中电阻R1与电位器R2组成输出电压调节器,输出电压Uo的表达式为: Uo=1.25(1+R2/R1) 式中R1一般取120-240欧姆,输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压(典型值为1.25V)。图4 2.稳压电流的性能指标及测试方法 稳压电源的技术指标分为两种:一种是特性指标,包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等;另一种是质

分立式串联稳压电源

第一章串联反馈型稳压电源整体简介制作串联反馈型稳压电源的目的要求 一、基本目的 此次工程训练选择使用分立式元器件构成串联反馈型直流稳压电源。学生通过实训了解相关分立式元器件的基本结构、工作原理、特性和参数以及由它们构成的串联型直流稳压电源的工作原理、原理图的设计和参数的计算、元器件的选用、计算机软件实现硬件的仿真、PCB板的设计、电路的安装和调试,最后完成达到技术指标要求的标准产品。 二、基本要求 1、依据性能指标和器件状况,设计稳压电源电子电路,并计算器件参数确定选择器件。(含散热设计); 2、以本工程训练为实例先学习Protel99SE基本知识,并运用其绘制电源sch原理图和PCB图; 3、学习Proteus知识,对本电源电路进行仿真,最终确定sch和pcb图; 4、掌握电子电路板制作的全过程,实现电源的制作; 5、测量电源相关各项技术指标,完成系统调试。 基本知识介绍 一、电源变压器知识 1.初级(Primary Winding):是指电源变压器的电源输入端。 2.次级(Secondary Winding):是指电源变压器的输出端。

3.额定输入电压U:是指电源变压器的初级所接上的电压,也就是电源变压器的工作电压。对GS变压器来说,U=230V;对BS变压器来说,U=240V。 4.空载电流I:是指电源变压器的初级接上额定输入电压U而次级不带负载(即开路)时,流过初级的电流。I与变压器的设计有关,即使是两个不同厂家生产的相同规格的电源变压器,其I也可能不同。 5.空载电压U:是指变压器初级接受上额定输入电压U次级不带负载(即开路)时,次级两端的电压。U与变压器的设计有关,即使是两个不同厂家生产的相同规格的电源变压器,其U也可能不同。 6.负载电流I:是指变压器初级接上额定输入电压U,次级接上额定负载时,流过负载的电流。 7.负载电压U:是指变压器初级接上额定输入电压U,次级接上额定负载时,负载两端的电压。 8.定输出功率P:是指变压器在额定输入电压U时的输出功率,它表示变压器传送能量的大小。一般来说,在相同频率下,P越大,变压器的尺寸越大;P相同,即使输出电压U不同,变压器的尺寸也相同,即变压器的价格也应相差无几。 由公式P=U*I可知若输出功率P一定,若输出电压U越高,则输出电流I越低。举例来说,一个输出功率P=10VA的变压器,若输出电压U=24V,则输出电流I= P/U=10VA/24V =;若U=12V,则输出电流I=。 电源变压器:将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压,一般次级电压u2较小。 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。 对于本次工程训练对电源变压器的要求主要为次级空载电压大小,额定输出功率,变压器的额定容量,所以在本次工程训练中选择的是小型单相式变压器,有四组输出线分别为7V、

可调直流稳压电源课程设计报告

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PC 2、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

直流稳压电源的设计-Read

直流稳压电源的设计 目录 一、目的和要求.....2 二、实验原理.....3 三、稳压电源的技术指标.....11 四、元件清单.....12 五、小结.....13

一、目的与要求 1.实验目的 通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试,要求学会: (1)选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源; (2)掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。 2.设计任务 设计一波形直流稳压电源,满足: (1)当输入电压在220V±10%时,输出电压为±5v,±12v,±15v和从0到15v可调,输出电流大于1A; (2)输出纹波电压小于5mV,稳压系数小于5×10-3,输出内阻小于0.1欧。3.设计要求 (1)电源变压器只做理论设计; (2)合理选择集成稳压器; (3)完成全电路理论设计、绘制电路图 (4)撰写设计报告、总结报告

二、实验原理 稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成,即变 压器,整流滤波电路和稳压电路。如下图所示。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后,稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。 稳压电源电路的基本方框图 1、各部分电路的作用 (1)交流电压变换部分。一般的电子设备所需的直流电压较之交流电网提供的220V 电压相差较大,为了得到输出电压的额定范围,就需要将电网电压转换到合适的数值。所以,电压变换部分的主要任务是将电网电压变为所需的交流电压,同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用。 (2)整流部分。整流电路的作用,是将变换后的交流电压转换为单方向的脉动电压。由于这种电压存在着很大的脉动成份(称为纹波),因此一般还不能直接用来给负载供电,否则,纹波的变化会严重影响负载电路的性能指标。 (3)滤波部分。滤波部分的作用是对整流部分输出的脉动直流电进行平滑 ,使之成为含交变成份很小的直流电压。也就是说,滤波部分实际上是一个性能较好的低通滤波器,且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率。 (4)稳压部分。尽管经过整流滤波后电压接近于直流电压,但是其电压值的稳定性很差,它受温度、负载、电网电压波动等因素的影响很大,因此,还必须有稳压电路,以维持输出直流电压的基本稳定。 2、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Ui 。 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 。变压器副 u 1 变压器 u 2 整 电流 路u 3滤 电波 路 u 4稳 电压 路 U o

课程设计_可调直流稳压电源

电子科学与技术专业课程设计 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)

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。 (2)线性稳压电源:线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区,靠调整管之间的电压降来稳定输出。由于调整管静态损耗大,需要安装一个很大的散热器给它散热,而且由于变压器工作在工频(50Hz)上,所以重量较大。该类电源优点是稳定性高,纹波小,可靠性高,易做成多路,输出连续可调的成品;缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。 (3)开关型直流稳压电源:电路型式主要有单端反激式,单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹,功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态,开关电源因此而得名。开关电源的优点是体积小,重量轻,稳定可靠;缺点相 对于线性电源来说纹波较大(一般≤1% V ) (P P o-,好的可做到十几mV P P- 或更小)。 它的功率可自几瓦-几千瓦均有产品。 2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 (1)稳定性好 当输入电压Usr(整流、滤波的输出电压)在规定范围内变动时,输出电压Usc的变化应该很小一般要求。由输入电压变化而引起输出电压变化的程度,称为稳定度指标,常用稳压系数S来表示:S的大小,反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。在同样的输入电压变化条件下,S越小,输出电压的变化越小, 电源的稳定度越高。通常S约为10-2~10-4。 (2)输出电阻小 负载变化时(从空载到满载),输出电压Usc,应基本保持不变。稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。输出电阻(又叫等效内阻)用rn表示,它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比。rn反映负载变动时,输出电压维持恒定的能力,rn越小,则Ifz 变化时输出电压的变化也越小。性能优良的稳压

串联型稳压电源设计

串联型直流稳压电源 要求:设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标:1、输出电压6V、9V两档,同时具备正负极性输出; 2、输出电流:额定电流为150mA,最大电流为500mA; 3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲V op-p≤5mv; 一.原理电路和设计程序 小功率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,如图所示。220V的交流电经变压器后变成电压值比较小的交流,再经桥式整流电路和滤波电路形成直流,稳压部分采用串联型稳压电路。下图为其基本框架 1.方案比较确定 方案一:用晶体管和集成运放组成的基本串联型直流稳压电源 方案二:用晶体管和集成运放组成的具有保护环节的串联型直流稳压电路

上面两种方案中,方案一较简单,但功能较少,没有保护电路和比较放大电路,因而不够实用,故抛弃方案一。从简单、合理、可靠、经济而且便于购买 的前提出发,选择方案二位最终的设计方案。 2.变压电路 (1)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Ui 。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。变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。根据经验,稳压电 路的输出电压一般选取U i =(2~3)Uo 。所以选择15V10W 的变压器。 3.整流和滤波电路 整流电路在工作时,电路中的四只二极管都是作为开关运用,根据整流滤波电路工作原理图可知: 当正半周时,二极管D1、D2导通(D5、D4截止),在负载电阻上得到正弦波的正半周; 当负半周时,二极管D5、D4导通(D1、D2截止),在负载电阻上得到正弦波的负半周 滤波电路一般由电容组成,其作用是把脉动直流电压u 3中的大部分纹波加 以滤除,以得到较平滑的直流电压U I 。U I 与交流电压u 2的有效值U 2的关系为: 2)2.1~1.1(U U I = 在整流电路中,每只二极管所承受的最大反向电压为: 22U U RM = 流过每只二极管的平均电流为: R U I I R D 245.02== 4.稳压电路 交流电压经过整流、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负载变化时,其平均值也随机变化。稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网的电压波动和负载电阻变化的影响,从而获得更高的稳定性。 由于成本、元件和仿真的条件限制,稳压电路只采取一个具有放大环节的基本串联型稳压电路和一个保护电路 由于简易串联稳压电源输出电压受稳压管稳压值得限制无法调节,造成电路

直流稳压电源课设报告

《电子电路设计与制作》课程设计 设计题目:直流稳压电源设计 系部:电子信息工程学院 专业班级:自动化B112 姓名:张凯伦 学号:201103024220 指导教师:冉小英 2013/6/30

《直流稳压电源》课程设计报告 摘要: 直流稳压电源广泛应用于各种电子产品,不同的电路对电源的要求是不同的。电子设备中的电源一般由交流电网提供。变直流稳压电源由交流变压器电路,整流电路,滤波电路,集成稳压电路四部分组成。在本设计中,可以实现将220v的交流电压经过整流,滤波,稳压最终可实现输出+12V,-12V,+15V,-15V四路电压的直流稳压电源。本设计的主要内容是围绕着如何设计和实现各个部分而展开的。首先介绍了稳压电源的设计方法,然后介绍了各单元电路设计仿真。 关键词:直流稳压;交流电流;整流;滤波;稳压 一、概述 直流稳压电源是电子系统中不可缺少的设备之一,也是模拟电路理论知识的基本内容之一。完成一个直流稳压电源的设计,并进行安装调试,既可以达到对模拟电路理论知识的较全面的运用,也能掌握模拟电路的实际安装调试技术,具有很好的实用价值。 二、设计任务、技术指标和要求 完成一个直流稳压电源的理论设计,并用EWB进行模拟仿真测试,符合技术 指标要求后再进行安装调试。其技术指标要求为: (1)共有4路直流输出电源:±15V/1A、±12V/100mA; (2)电压调整率:S≤0.2%(输入电压~220V,变化±10%,满载); (3)负载调整率≤1%(输入电压~220V,空载到满载); (4)纹波抑制比≥35dB(输入电压~220V,满载)。 三、方案的选择 通过我们模拟电子技术理论课的学习我们知道,单相交流电要经过电源变压器、整流电路、滤波电路还有稳压电路才能转换成稳定输出的直流电压。它的总体功能方框图和各个电路部分输出电压的波形如下1图和图2所示: (图1,直流稳压电源总体功能框图) 《直流稳压电源》课程设计报告 2

稳压电源设计

稳压电源设计 一、设计要求: 设计一个稳压电源,输入220交流,输出电压V o=+3~+18V,最大I o=300mA(R L=60Ω),纹波电压ΔV op-p≤5mV,稳压系数S v≤3*10-3。 二、参考电路及参考资料 《电子线路设计、实验、测试》P133 LM317中文资料(见后附件) 三、设计过程:根据性能指标确定电路主要元件参数(变压器,整流管,滤波电容,电位器RP1) (1)确定变压器的输出电压及功率(请给出计算结果,计算过程可以写在纸上) V2= V ,P= W; (2)确定二极管的正向工作电流I F及反向击穿电压 V R M(请给出计算结果,计算过程可以写在纸上) I F = A V R M= V。 (3)确定电容C(C1和C2)(请给出计算结果,计算过程可以写在纸上) C= uf;

(4)确定PR1的最小值和最大值 PR1的最小值= Ω;PR1的最小值= Ω 四、对自己设计的电路进行指标测试 (1)输出电压的范围测量(调节RP1) (2)输出电压的纹波电压(用示波器测量,耦合方式为交流) (3)稳压系数测量。(将输入交流电压从18V变到20V,看输出变化了多少) 计算公式是S v=ΔV o/V o÷ΔV I/V I≈ΔV o÷ΔV I=ΔV o/2 附:LM317中文资料 LM117/LM317简介 LM117/LM317是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。我国和世界各大集成电路生产商均有同类产品可供选用,是使用极为广泛的一类串连集成稳压器。 LM117/LM317 的输出电压范围是1.2V 至37V,负载电流最大为1.5A。它的使用非常简单,仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。 LM117/LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常LM117/LM317 不需要外接电容,除非输入滤波电容到LM117/LM317 输入端的连线超过6 英寸(约15 厘米)。使用输出电容能改变瞬态响应。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。 LM117/LM317 能够有许多特殊的用法。比如把调整端悬浮到一个较高的电压上,可以用来调节高达数百伏的电压,只要输入输出压差不超过LM117/LM317 的极限就行。当然还要避免输出端短路。还可以把调整端接到一个可编程电压上,实现可编程的电源输出。 LM117负电压输出 LM317正电压输出 LM317特性简介 可调整输出电压低到1.2V。 保证1.5A 输出电流。 典型线性调整率0.01%。 典型负载调整率0.1%。 80dB纹波抑制比。

±12V简易直流稳压电源课程设计设计

电工与电子技术课程设计直流稳压电源设计 专业 班级 姓名 指导教师 日期_ __

前言 主要内容: 课题名称与技术要求: 设计课题:串联型晶体管稳压电源 <1>输出直流电压Uo=12V,且连续可调,调节范围±2V <2>最大输出电流Ilm≤200mA <3>稳压系数Sr<10% <4>具有过流保护功能 资料收集与工作过程简介: 在这次课程设计的过程中,我仔细看了课程设计的要求,去逸夫图书馆借了相关的资料,查阅了设计论文的格式样本,比较了各种设计方案的优劣,最终把自己觉得最好的方案的相关参数计算出来。自从上个学期开始,我们就开始学电工,这学期的模电在实际生活中十分有用,在设计过程中我也发现了许多问题,正如参加飞思卡尔设计电路焊板子一样,我还有很多不足之处。通过了对该电路的设计,调试,我学会了用整流变压器,整流二极管,滤波电容以及集成稳压器等元件设计直流稳压电源。 这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

目录 摘要---------------------------------------------------------------------4 设计要求---------------------------------------------------------------6 主要器件选择---------------------------------------------------------9 单元电路设计原理,参数计算------------------------------------12 结论与心得体会-----------------------------------------------------17 参考文献--------------------------------------------------------------18 元器件明细表--------------------------------------------------------19

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