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直流稳压电源的设计论文

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直流稳压电源的设计论文

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老申的作业跑这来了~哈哈~

直流稳压电源毕业论文设计

去"幸福校园"网站看看,那的论文很多引言:直流稳压电源一般分为线性和开关电源两类。对于单片机数字控制的电路系统,通常采用基于PWM控制的开关电源。而对于放大器的模拟放大系统,采用线性稳压电源则更具有优势,线性直流稳压电源具有稳压和滤波的双重作用,产生的干扰很小,随着集成电路技术的发展,较高输出电流和数值可调的集成稳压器相继出现,由此而构成的线性直流稳压电源结构简单,维修方便,功率200W以下时,整机的体积也不大。一般来讲,线性直流稳压电源的纹波抑制比,电压调整率和噪声抑制等性能比开关直流稳压电源要好,更重要的是工作可靠,故障率低,更适合于放大器的模拟控制系统。因此,针对电荷放大器的需要,本文提出了一种基于集成稳压器的多输出线性直流稳压电源的设计。方案设计:一 (1)总体方案:直流稳压电源一般是由电源变压器T,整流滤波电路和稳压电路所组成,一般原理如下面的框图所示: 根据功能的要求,总体设计方案如下:

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这不是毕业论文嘛,才给这么点分!

稳压电源:能为负载提供稳定的交流电或直流电的电子装置

直流稳压电源设计专科毕业论文

提供一些电子信息工程专科毕业论文的题目,供参考。精密检波器的设计简易电子血压计的设计电子听诊器的设计简易数码相机的设计直流电机转动的单片机控制高频功率合成网络的研究多功能气体探测器车用无线遥控系统家用门窗报警器智能型全自动充电器医用病房多路呼叫系统多功能数字钟数字电压表的设计与仿真虹膜识别技术的认识及其在电子学科的发展探讨基于Orcad的电子线路特性分析及优化设计恒温热熔胶枪的设计步进电机的数字控制器设计虹膜图像的预处理(算法分析及探讨)四位密码电子锁的设计旋转LED屏的制作基于PC机的LCD实时显示控制系统设计(pc机部份)基于PC机的LCD实时显示控制系统设计(单片机部份)ICL7135的串行采集方式在单片机电压表中的应用用89C51和8254-2实现步进式PWM输出桌面行走智能小车双音频电话信息传输系统车库控制管理系统(基于PC机)车库控制系统车位识别(基于PC机)数控音频功率放大电路刚体转动实验平台的改进设计谐振频率测试仪高频宽带放大器的制作高频窄带放大器的设计宽带功率放大器的设计程控滤波器的设计高频电压测试棒的制作基于TMS320VC5402的DSP创新试验系统U-BOOT在ARM9(AT91RM9200)上的移植ARM9(AT91RM9200)启动过程的研究与启动代码的设计基于ARM9(AT91RM9200)的嵌入式Linux移植调试环境的研究与建立嵌入式Linux在ARM9(AT91RM9200)上的移植ARM9(AT91RM9200)简易JTAG仿真器设计基于单片机的电动机测速系统基于单片机的单元楼门铃及对讲系统基于单片机的自来水管的恒流控制基于单片机的电子脉搏测量仪基于单片机的自来水水塔控制系统洗衣机控制系统设计基于力敏传感器的压力检测湿敏传感器应用电路系统设计基于气敏传感器的大气环境测量系统设计基于光敏传感器的机器人控制电路设计基于温敏传感器的应用电路设计基于磁敏传感器的检测电路设计超声波传感器在倒车雷达系统中的应用温度传感器在现代汽车中的应用电子秤中的应变片传感器光电开关在自动检测的应用热释电传感器的应用浅谈各种接近开关基于单片机的自行车码表设计基于单片机的图形温度显示系统基于单片机的自动打铃器设计基于EDA技术的自动打铃器设计通用示波器字符(图案)显示电路设计基于EDA技术的时钟设计用matlab实现数字电子技术数据传输电路设计在matlab环境下实现同步计数器电路仿真锂电池充电器的设计与实现脉冲调宽(PWM)稳压电源作光源的设计与实现压电式传感器的应用矩形脉冲信号发生器的设计可编程交通控制系统设计多功能数字钟实用电子称多点温度检测系统可编程微波炉控制器系统设计智能型充电器显示的设计电子显示屏电源逆变器数字温度计简易数字电压表声光双控延迟照明灯可遥控电源开关无刷直流电机控制装置整流电路的设计PLC控制系统与智能化中央空调PLC在电梯变频调速中的应用PLC在输电线路自动重合闸的应用异步电机变频调速系统的设计电机故障诊断系统的设计数控稳压源4-20mA电流环设计单总线多点温度检测系统单片机控制的手机短信发送设备简易恒温浸焊槽设计单片机控制的手机短信发送设备基于MATLAB的IIR数字滤波器设计与仿真基于MATLAB的FIR数字滤波器设计与仿真平稳随机信号功率谱估计及在MATLAB中的实现智能红外遥控电风扇的设计单片机控制的消毒柜数字秒表的设计基于VGA显示的频谱分析仪设计基于FPGA红外收发器设计基于FPGA 的FSK调制器设计基于FPGA的多频电疗仪的设计基于FPGA幅度调制信号发生器设计基于FPGA全数字锁相环设计单片机之间的串口数据通信微机与单片机间的串口数据通信模型自适应系统控制器设计神经网络PID控制器设计带误差补偿环节的PID控制系统具有模糊系统控制的PID控制系统限电自动控制器单片机实现三位电子秒表开关稳压电源设计新型锂电池充电器自制温度检测报警器限流直流稳压电源设计微波测速计自由落体实验仪风力发电机转速控制风力发电电池组运行状态检测光伏电能的储存及合理应用控制装置车库门自动开闭小功率风力发电机研制利用车内电源(12V)给笔记本电脑供电电源(19V)基于PWM控制的七彩灯设计红外遥控电风扇基于串口通信的GPS定位系统数控电压源20mA电流环模块设计基于GSM的汽车防盗系统的设计

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设计要求 1、输出电压在1.25V~37V可调; 2、最大输出电流为1.5A; 3、电压调整精度达0.1%;

摘要 直流稳压电源由电源变换器、桥式整流滤波电路以及稳压电路构成。变压器将工频50Hz 220V的交流家用电源变为低压交流电源,再利用整流电路将交流电压变为单向的脉动直流电压,通过滤波电路滤除脉动直流中的交流成分。稳压电路使输出保持稳定的直流电压。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路,通过变压,整流,滤波,稳压过程将220V交流电,变为稳定的直流电压,并实现电压可在1.25V-37V可调,整个设计由Multisim 仿真实现。

仿真结果分析 本设计内容详细,涵盖 稳压电路的介绍与分析、变压器参数的计算与设置、电阻的计算与选取、保护电路分析、仿真结果分析 等内容。让您对直流可调稳压电源设计过程一目了然。

(1)220V、50Hz单相工频交流电经电源变压器降压后电压有效值的结果为:21.4V,如图所示。

(2)整流、滤波后进入稳压电路的电压为:39.1V ,仿真结果如下。

(3)可调直流稳压的电压调节范围为: 1.26V~37V,满足设计要求。

分享内容有 (1)直流可调稳压电源完整版文档【Multisim版】 (2)Multisim仿真文件 (3)相关参考资料

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晶闸管直流稳压电源设计论文答辩

首先你得上图,别人才好根据你设计的图纸来描述.其次,不知道你的负载电流是多大,所以100uF不知道够不够用,感觉上是偏小.

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1.概述1.1课题名称:串联型直流稳压电源1.2设计目的和要求: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:220V,50Hz交流电;2、输出电压:9V以下直流电压;3、输出电流:最大电流为1A; 4、保护电路:过流保护、短路保护。2.系统总体方案 图1系统总体电路图3.各部分功能模块介绍(功能描述)3.1主要原器件介绍(1)变压器的设计和选择本次课程设计的要求是输出为3V-6V、6V-9V、9V-12V的稳压电源,输出电压较低,而一般的调整管的饱和管压降在2-3伏左右,由 , 为饱和管压降,而 =12V为输出最大电压, =3V为最小的输入电压,以饱和管压降 =3V计算,为了使调整管工作在放大区,输入电压最小不能小于15V,为保险起见,可以选择220V-15V的变压器,再由P=UI可知,变压器的功率应该为1A×15V=15w,所以变压器的功率绝对不能低于15w,由于串联稳压电源工作时产生的热量较大,效率不高,所以变压器功率需要选择相对大些的变压器。结合市场上常见的变压器的型号,可以选择常见的变压范围为220V-15V,额定功率20W,额定电流2A的变压器。(2)整流电路的设计及整流二极管的选择 由于输出电流最大只要求1A,电流比较低,所以整流电路的设计可以选择常见的单相桥式整流电路,由4个串并联的二极管组成,具体电路如图3所示。 图2单相桥式整流电路二极管的选择:当忽略二极管的开启电压与导通压降,且当负载为纯阻性负载时,我们可以得到二极管的平均电压为 : = = =0.9 其中 为变压器次级交流电压的有效值。我们可以求得 =17v。对于全波整流来说,如果两个次级线圈输出电压有效值为 ,则处于截止状态的二极管承受的最大反向电压将是 ,即为42.42v考虑电网波动(通常波动为10%,为保险起见取30%的波动)我们可以得到实际的 应该大于22.1V,最大反向电压应该大于55.2V。在输出电流最大为1A的情况下我们可以选择额定电流为2A,反向耐压为1000V的二极管IN4007.(3)滤波电容的选择当滤波电容 偏小时,滤波器输出电压脉动系数大;而 偏大时,整流二极管导通角θ偏小,整流管峰值电流增大。不仅对整流二极管参数要求高,另一方面,整流电流波形与正弦电压波形偏离大,谐波失真严重,功率因数低。所以电容的取值应当有一个范围,由前面的计算我们已经得出变压器的次级线圈电压为15V,当输出电流为1A时,我们可以求得电路的负载为18Ω时,我们可以根据滤波电容的计算公式:C=(3~5) 来求滤波电容的取值范围,其中在电路频率为50HZ的情况下, T为20ms则电容的取值范围为1667-2750uF,保险起见我们可以取标准值为2200uF额定电压为35V的铝点解电容。另外,由于实际电阻或电路中可能存在寄生电感和寄生电容等因素,电路中极有可能产生高频信号,所以需要一个小的陶瓷电容来滤去这些高频信号。我们可以选择一个50uF的陶瓷电容来作为高频滤波电容。(4)稳压电路的设计 稳压电路组要由四部分构成:调整管,基准稳压电路,比较放大电路,采样电路。当采样电路的输出端电压升高(降低)时采样电路将这一变化送到A的反相输入端,然后与同相输入端的电位进行比较放大,运放的输出电压,即调整管的基极电位降低(高);由于电路采用射极输出形式,所以输出电压必然降低(升高),从而使输出电压得到稳定。由于输出电流较大,达到1A,为防止电流过大烧坏调整管,需要选择功率中等或者较大的三极管,调整管的击穿电流必须大于1A,又由于三极管CE间的承受的最大管压降应该大于15-6=9V,考虑到30%的电网波动,我们的调整管所能承受的最大管压降应该大于13V,最小功率应该达到 =6.5W。我们可以选择适合这些参数最大功率为60W,最大电流超过6A,所能承受的最大管压降为100V。基准电路由3V的稳压管和10KΩ的保护电阻组成。由于输出电压要求为3V-6V、6V-9V和9V-12V,因此采样电路的采样电阻应该可调,则采样电路由一个电阻和三个可调电阻组成,根据公式: 求出。其中 为输入端的电阻, 为输出端与共地端之间的电阻 , 为稳压管的稳压值。.所以根据此公式可求的电路的输出电压为3V-12V。可以输出3V-12V的电压,运放选用工作电压在15V左右前对电压稳定性要求不是很高的运放,由于AD704JN的工作电压为正负12V-正负22V,范围较大,可以用其作为运放,因为整流后的电压波动不是很大,所以运放的工作电源可以利用整流后的电压来对其进行供电。为了使输出电压更稳定,输出纹波更小,需奥对输出端进行再次滤波,可在输出端接一个5uf电容,这样电源不容易受到负载的干扰。使得电源的性质更好,电压更稳定,3.2工作原理介绍一、电路原理:该电路由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成,原理图如左。电网供给交流电压(220v,50Hz)经电源变压器降压后,得到符合电路需要的交流电压u2,然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉冲电压u3,再用滤波器滤去其交流分量,得到比较平直的直流电压ui。最后采用稳压电路,以保证输出稳定的直流电压。二、电路原理方框图: 三、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。3.3稳压电路方案选择方案一: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R2两端电压的变化增大(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 可知 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。 图3 方案一稳压部分电路方案二:该方案稳压电路部分如图2所示,稳压部分由调整管(Q1、Q2组成的复合管),比较电路(集成运放U2A),基准电压电路(稳压管D1 BZV55-B3V0),采样电路组成(采样电路由R2、R3、R4、R5组成)。当采样电路的输出端电压升高(降低)时采样电路将这一变化送到A的反相输入端,然后与同相输入端的电位进行比较放大,运放的输出电压,即调整管的基极电位降低(升高);由于电路采用射极输出形式,所以输出电压必然降低(升高),从而使输出电压得到稳定。 图4对以上两个方案进行比较,可以发发现第一个方案为线性稳压电源,具备基本的稳压效果,但是只是基本的调整管电路,输出电压不可调,而且输出电流不大,而第二个方案使用了集成运放和调整管作为稳压电路,输出电压可以通过开关J1在3-6V、6-9V、9-12V之间调节,功率也较高,可以输出较大的电流。稳定效果也比第一个方案要好,所以选择第二个方案作为本次课程设计的方案。3.4元器件清单名称及标号 型号及大小 数量变压器 220V-9V 1个极性电容 200uF 1个普通电容 0.01uF 1个 0.33uF 1个电阻 30 1个 510 2个 620Ω 1个 1k 1个 1.5k 1个 2.7k 1个可变电阻 200 1个 1k 1个稳压管 IN4735 1个桥式整流二极管 2N4922 1 个保护三极管 3DG6 2个 3DG12 1个4.功能测试一、仿真图 二、仿真结果直流电压的输出波形如图8所示:(仿真结果一)Rpa=30℅,Rpb=30℅; (仿真结果二) Rpa=30℅,Rpb=65℅;参考文献: 《模拟电子技术基础》(第四版) 《电子技术实践教程》 翁飞兵、陈棣湘主编 《电子实验与电子实践》刘荣林主编5.心得体会通过两个星期的课程设计,我对电子工艺的理论有了更深的了解。其中包括焊普通元件与电路元件的技巧、印制电路板图的设计制作、稳压电源的工作原理等等。这些知识不仅在课堂上有效,在日常生活中更是有着现实意义,也对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中,我锻炼了自己动手能力,提高了自己解决问题的能力。通过本次实践也培养了我理论联系实际的能力,提高了我分析问题和解决问题的能力,增强了独立工作的能力。最主要的是收获颇丰,我基本掌握手工电烙铁的焊接技术,能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接基本熟悉了电子产品的安装工艺的生产流程,了解了电子产品的焊接、调试与维修方法;其次我更加熟悉了有关软件EWB、AD6的使用,能够熟练的使用普通万用表。最重要的,我熟悉了常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围,能查找资料,查阅有关的电子器件图书等了。 另外在这次设计中,我也遇到了不少的问题,幸运的是,最终一一解决了遇到的问题。在我们遇到不懂的问题时,利用网上和图书馆的资源,搜索查找得到需要的信息及和队友之间相互讨论显得尤其重要了,我明白了团队合作的重要性。这次的制作也让我们感受到,我们在电子方面学到的只是很小的一部分知识,我们需要更多的时间来自主学习相关知识。最后,在此感谢我们的邓鹏和袁氢老师.,老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我学习的榜样;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪;有了您的帮助我才顺利的完成了这次课程设计。

集成直流稳压电源的设计 一、设计要求电源变压器只做理论设计,合理选择集成稳压器,合理设置保护电路,完成全电路理论设计、安装调试、绘制电路图,自制印刷板。主要技术指标1、同时输出±15V电压、输出电流为2A。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0.1Ω。3、加输出保护电路,最大输出电流不超过2A。二、基本原理1. 直流稳压电源的基本原理 直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成,基本框图如图1所示。各部分电路的作用如下:图1 直流稳压电源基本组成框图(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。(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。再经滤波电路滤除纹波,输出直流电压Ui。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波、倍压整流滤波电路如图(b)桥式整流电容滤波电路各滤波电容C满足:RL1C=(3~5)T/2式中T为输入交流信号周期;RL1为整流滤波电路的等效负载电阻。(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(均属电压串联型),下面分别介绍其典型应用。① 固定三端稳集成压器正压系列:78XX系列,该系列稳压块有过流、过热和调整管安全工作区保护,以防过载而损坏。一般不需要外接元件即可工作,有时为改善性能也加少量元件。78XX系列又分三个子系列,即78XX、78MXX和78LXX。其差别只在输出电流和外形,78XX输出电流为1.5A,78MXX输出电流为0.5A,78LXX输出电流为0.1A。负压系列:79XX系列与78XX系列相比,除了输出电压极性、引脚定义不同外,其他特点都相同。② 可调式三端集成稳压器正压系列:W317系列稳压块能在输出电压为1.25V~37V的范围内连续可调,外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。其芯片内有过流、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7-2-4所示。其中电阻R1与电位器RP组成电压输出调节电器,输出电压U0的表达式为: U0≈1.25(1+RP/R1) 式中,R1一般取值为(120~240Ω),输出端与调整压差为稳压器的基准电压(典型值为1.25V)。所以流经电阻R1的泄放电流为5~10mA/。负压系列:W337系列,与W317系列相比,除了输出电压极性、引脚定义不同外,其他特点都相同。 图7-2-4 可调式三端稳压器的典型应用2. 稳压电源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。包括允许的输入电压、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)、温度系数及纹波电压等。测试电路如图7-2-6所示,可简述如下: 图7-2-6 稳压电源性能指标测试电路⑴ 波电压纹波电压是指叠加在输出电压U0上的交流分量。用示波器观测其峰-峰值。△Uopp一般为毫伏量级。也可以用交流电压表测量其有效值。但因△U0不是正弦波,所以用有效值衡量其纹波电压,存在一定误差。⑵稳压系数及电压调整率稳压系数:在负载电流、环境温度不变的情况下,输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化。电压调整率:输入电压相对变化±10%时的输出电压相对变化量,即 Ku=△U0/U0稳压系数Su和电压调整率Ku均说明输入电压相对变化对输出电压的影响,因此只需测试其中之一即可.⑶输出电阻及电流调整率输出电阻:放大器的输出电阻相同,其值为当输入电压不变时,输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值,即 ro=|△U0|/|I0|电流调整率:输出电流从0变到最大值ILmax时所产生的输出电压相对变化值,即 Ki=△U0/U0输出电阻r0和电流调整率Ki均说明负载电流变化对输出电压的影响,因此也只需测试其中之一即可.四.设计指导 直流稳压电源的一般设计思路为:由输出电压U0、电流I0确定稳压电路形式,通过计算极限参数(电压、电流和功率)选择器件;有稳压电路所要求的直流电压(Ui)、直流电流(Ii)输入确定整流滤波电路形式,选择整流二极管及滤波电容并确定变压器的副边电压Ui的有效值、电流Ii(有效值)即变压器功率.最后由电路的最大功耗工作条件确定稳压器、扩流功率管的散热措施. 下图为集成稳压电源的典型电路.其主要器件有变压器Tr、整流二极管VD1~VD4、滤波电容C、集成稳压器及测试用的负载电阻RL.图7-2-7 集成稳压电源的典型电路下面介绍这些器件的一般原则.1.集成稳压器稳压电路输入电压Ui的确定:为保证稳压器在电网量低时仍处于稳压状态,要求 UI≥Uomax +(UI-U0)min式中(UI-U0)min 是稳压器的最小输入输出压差,典型值为3V.按一般电源指标的要求,当输入交流电压220V变化±10%时,电源应稳压.所以稳压电路的最低输入电压 U1min≈[Uomax+(UI-U0)min]/0.9.另一方面,为保证稳压器安全工作,要求 UI≤Uomin +(UI-U0)max 式中(UI-U0)max是稳压器允许的最大输入输出压差,典型值为35V.2.电源变压器确定整流滤波电路形式后,由稳压器要求的最低输入直流电压Uimin计算出变压器的副边电压Ui 、副边电流Ii. 五.按指标设计电路图 1. 器件选择电路参数计算如下:⑴确定稳压电路的最低输入直流电压Uimin Uimin≈[Uomax+(Ui-U0)min]/0.9代入各指标,计算得: Uimin≥(15+3)/0.9=20V取值为20V.⑵确定电源变压器副边电压、电流及功率 Ui≥Uomax/1.1. I1≥Iimax所以我们取I1为1.1A.UI≥20/1.1=18.2V ,变压器副边功率P2≥20W变压器的效率 =0.7,则原边功率P1≥28.6W.由上分析,可选购副边电压为19V,输出1.1A,功率30W的变压器.⑶选整流二极管及滤波电容因电路形式为桥式整流电容滤波,通过每个整流哦极管的反峰电压和工作电流求出滤波电容值。已知整流二极管1N5401 ,其极限参数为URM=50V,ID=5A.滤波电容:C1≈(3~5)T×Iimax/2U1min=(1650~2750)μF故取2只2200μF/25V的电解电容作滤波电容。2.压电源功耗估算当输入交流电压增加10%时,稳压器输入直流电压最大,即 Uimax=1.1×1.1×19=22.99V所以稳压器承受的最大压差为:22.99-5≈18V最大功耗为:Uimax×Iimax=18×1.1=19.8W故选用散热功率≥19.8W的散热器.3.其他措施如果集成稳压器离滤波电容C1较远时,应在W317靠近输入端处接上一只0.33μF的旁电路C2。接在调整端和地之间的电容C3,是用来旁电路电位器RP两端的纹波电压。当C3的电容电量为10μF时,纹波抑制比可提高20dB,减到原来的1/10.另一方面,由于在电路中接了电容C3,此时一旦输入端或输出端发生短路,C3中储存的电荷会通过稳压器内部的调整管和基准放大管而损坏稳压器.为了防止在这种情况下C3的放电电流通过稳压器,在R1两端并接一只二极管VD2.W317集成稳压器在没有容性负载的情况下可以稳定的工作.但当输出端有500~5000pF的容性负载时,就容易发生自激.为了抑制自激,在输出端接一只1μF钽电容或25μF的铝电解电容C4.该电容还可以改善电源的瞬态响应.但是接上该电容后,集成稳压器的输入端一旦发生短路.C4将对稳压器的输出端放电,其放电电流可能损坏稳压器,故在稳压器的输入与输出端之间,接一只保护二极管VD1。六.电路安装与指标测试1.安装整流滤波电路 首先应在变压器的副边接入保险丝FU,以防电源输出端短路损坏变压器或其他器件,整流滤波电路主要检查整流二极管是否接反,否则会损坏变压器.检查无误后,通电测试(可用调压器逐渐将入交流电压升到220V),用滑线变阻器作等效负载,用示波器观察输出是否正常.2.安装稳压电路部分 集成稳压器要安装适当散热器,根据散热器安装的位置决定是否需要集成稳压器与散热器之间绝缘,输入端加直流电压UI(可用直流电源作输入,也可用调试好的整流滤波电路作输入),滑线变阻器作等效负载,调节电位器RP,输出电压应随之变化,说明稳压电路正常工作.注意检查在额定负载电流下稳压器的发热情况.3.总装及指标测试 将整流滤波电路与稳压电路相连接并接上等效负载,测量下列各值是否满足要求:① UI为最高值(电网电压为242V), U0为最小值(此例为+5V),测稳压器输入、输出端压差是否小于额定值,并检查散热器的温升是否满足要求(此时应使输出电流为最大负载电流).② UI为最低值(电网电压为198V), U0为最大值(此例为+15V)测稳压器输输出端压差是否大于3V,并检查输出稳压情况.如果上述结果符合设计要求,便可按照前面介绍的测试方法,进行质量指标测试.七、综合总结 通过本次设计,让我们更进一步的了解到直流稳压电源的工作原理以及它的要求和性能指标.也让我们认识到在此次设计电路中所存在的问题;而通过不断的努力去解决这些问题.在解决设计问题的同时自己也在其中有所收获.我们这次设计的这个直流稳压电源电路;采用了电压调整管(uA723)外加调整管(2SC3280)来实现电压的调整部分;还通过单片机(89C51)来实现电路的控制,也实现了扩充多功能;而稳流部分可调式三端稳压电源管来实现。 八、参考文献资料 ◆<<电子线路基础>>,华东师范大学物理系万嘉若,林康运等编著,高等教育出版社.。◆<<电子技术基础>>,华中工学院电子学教研室编,康华光主编,高等教育出版社。◆<<电子线路设计>>,(第二版)华中科技大学谢自美主编,华中科技大学出版社。图可能出不来,自己另外在百度上搜图。(我也是网上找的,修改了一下)

直流稳压电源论文参考文献

<电子技术课程设计>直流稳压电源课程设计任务书一:设计任务及要求:1. 设计任务设计一集成直流稳压电源,满足:(1)当输入电压在220V交流时,输出直流电压为6V。(2)输出纹波电压小于5mv,稳压系数<=0.01;(3)具有短路保护功能。(4) 最大输出电流为:Imax=1.0A;2.通过集成直流稳压电源的设计,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)掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。3.设计要求(1) 电源变压器只做选择性设计;(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。 目录一.设计任务及要求:二.基本原理与分析三.三端集成稳压器四.稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求五.集成电路选用时应注意的问题六.参数性能指标及测试方法七.心得体会八.参考文献附:部分二、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: (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。 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。 (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)。 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。测试电路如图3。 图3 稳压电源性能指标测试电路(1) 纹波电压:叠加在输出电压上的交流电压分量。用示波器观测其峰峰值一般为毫伏量级。也可用交流毫伏表测量其有效值,但因纹波不是正弦波,所以有一定的误差。(2)稳压系数:在负载电流、环境温度不变的情况下,输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化,即:(3) 电压调整率:输入电压相对变化为±10%时的输出电压相对变化量,稳压系数和电压调整率均说明输入电压变化对输出电压的影响,因此只需测试其中之一即可。(4) 输出电阻及电流调整率输出电阻与放大器的输出电阻相同,其值为当输入电压不变时,输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值.电流调整率:输出电流从0变到最大值时所产生的输出电压相对变化值。输出电阻和电流调整率均说明负载电流变化对输出电压的影响,因此也只需测试其中之一即可。直流稳压电源设计 (未经整理仅供参考) 直流稳压电源设计 一. 设计任务与设计的基本要求: (1).直流稳压电源的任务: 利用所学的知识设计并制作交流变换为直流的稳压电源. (2)直流稳压电源的基本要求: A.稳压电源 在输入电压为220V.50HZ. 电压变化范围为+10%~-10%条件下: a. 输出电压可调范围为:+9V~+12V; b. 最大输出电流为:Imax=1.5A; c. 电压调整率≤0.2%(输入电压220V变化范围+10%~-10%下,满载); d. 负载调整率≤2%(最低输入电压下,空载到满载); e. 纹波电压(峰-峰值) ≤5mV(最低输入电压下,满载); f. 效率≥40%(输出电压为+9V,输入电压为220V下,满载); g. 具有过流保护及短路保护功能; B. 稳流电源 在输入电压固定为直流+12V的条件下; a. 输出电流为:4~20mA可调; b. 负载调整率≤2%(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); C. DC-DC变换器 在输入电压为+9V~+12V条件下: a. 输出电压为+100V,输出电流为10mA; b. 电压调整率≤2%(输入电压变化范围+9V~+12V); c. 负载调整率≤2%(输入电压+12V下,空载到满载); d. 纹波电压(峰-峰值) ≤100mA(输入电压+9V下,满载); 注:以下是本电路的发挥部分: (1)扩充功能: a. 排除短路故障后,自动恢复为正常状态; b. 过热保护; c. 防止开, 关机时产生的”过冲”; (2)提高稳压电源的技术指标; a. 提高稳压调整率和负载调整率; b. 扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值. (3)改善DC-DC变换器的性能; a. 提高效率(在100V, 100mA下测试); b. 提高输出电压. (4)用数字显示输出电压和输出电流. 摘 要 本系统稳压电源部分采用电压调整器uA723外加调整管2SC3280实现此功能,再通过单片机MCS-51(89C51)来起控制电路,实现了扩充多种功能.稳流部分采用了三端稳压调整器LM317T实现.DC-DC变换器采用了两片PFM控制芯片MAX770来实现,使输出电压提高到+100V,输出电流最大可以达到100mA.电压调整,负载调整率及纹波电压均优于指标要求.可以说本系统比其它同类产品要好的多. 二.方案论证与比较 1.稳压电源部分 方案一:简单的并联型稳压电源; 并联型稳压电源的调整元件与负载并联,因而具有极低的输出电阻,动态特性好,电路简单,并具有自动保护功能;负载短路时调整管截止,可靠性高,但效率低,尤其是在小电流时调整管需承受很大的电流,损耗过大,因而不能采用此方案. 方案二:输出可调的开关电源; 开关电源的功能元件工作在开关状态,因而效率高,输出功率大;且容易实现短路保护与过流保护,但是电路比较复杂,设计繁琐,在低输出电压时开关频率低,纹波大,稳定度极差,因而也不能采用此方案. 方案三:由uA723组成的零伏起调电源; uA723内部设有高精度基准电压源和高增益的放大器,外围电路比较简单,电压稳定度也比较高,其典型电压调整率为0.01%,负载调整率为0.03%,且热稳定性好,输出噪声也很小,还内设有过电流控制电路,使用安全可靠,具有较高的性价比,为首选方案,所以此方案为必选题. 2.稳流电源部分 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,只是采用的电容必须要漏电流要小的钽电容,如果采用电解电容,则电容量要比其它的数值要增加10倍,但是它不可以调整输出的直流电源;所以此方案不易采用. 方案二:采用LM317可调式三端稳压器电源; LM317可调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压. 不过它只能连续可调的正电压,稳压器内部含有过流,过热保护电路;由一个电阻(R)和一个可变电位器(RP)组成电压输出调节电路,输出电压为:Vo=1.25(1+RP/R).由此可见此稳压器的性能和稳压稳定都比上一个三端稳压电源要好,所以此此方案可选,此电源就选用了LM317三端稳压电源,也就是方案二. 3.DC-DC变换部分; 方案一:用正弦信号(几十赫兹以下)驱动硅钢型互感耦合变压器,经整流滤波后输出.由于硅钢的磁滞特性,这种电源的开关频率不算高,易出现磁饱和,因而不利于制作高效率的开关电源. 方案二:采用高频磁芯和开关特性好的VMOS管的PFM或PWM型开关电源,负载调整特性好,效率高,性能优良,但制作调试复杂,所以此方案也不于采纳, 方案三:采用充电泵型变换器,该类电源以电容代替电感作贮能元件,为一个或多个电容供电.该类电源的最大特点是元件易得,体积小,电路比较简单,无电感;但由于对充电泵的要求严格,不适合于工作在大负载条件下,因而在大多数电源中没有被广泛使用. 综合考虑效率,输出功率,输入输出电压,负载调整率,纹波系数,本设计选用方案二.考虑到PWM对磁性元件,开关元件特性的要求较低,因而较易实现.对于效率和纹波的要求可以通过仔细调整磁性元件的参数(L,Q,M等)使其工作在最佳状态,所以我们在选择方案的时候考虑到电路要简单,元件要容易找,还有在电路设计的时候避免遇到某些不必要的问题,所以我们选择了上述的方案中的第二个方案;第二个方案就能够达到我们的要求,的所以方案二我们采用了,利用开关特性和负载调整特性好及效率高,性能优良,而采用了它.(方案二) 三.直流稳压电源电路的方框图如下: 220V电源部分---变压部分---整流滤波部分---稳压电源稳流电源部分---+9V^+12V直流稳压电源方框图 四.电路原理及各部的分离电路; 1.稳压电路部分; 采用精密电压调整器uA723,外加大功率调整管以提供大电流输出.uA723的特点如下: ①无外接调整管时最大输出电流为:I=150mA; ②外接调整管时,输出电流最大可达到12A以上; ③最大输入电压为:Vmax=40V; ④输出电压可调整范围为: +9V~+12V; 具体的电路图如下图所示: 电源变压器的效率如下所示:(小型变压器) 副边功率P2/vA <1010^30 30^80 80^200 效率 η 0.6 0.7 0.8 0.85由uA723的特性可知:要使电路实现零伏起调,uA723的7脚至少要获得-2V的附加电压,本方案不采用多抽头的变压器,该-2V电压可通过由电容C1,C2和二极管D1,D2组成的倍压电路获得.其输出电压由电阻R1和齐纳二极管Z1固定-5.6V ,使uA723中的差分放大器在输出电压为0时仍能工作,主要的正电压通过整流桥和滤波电容C3从变压器获得.uA723的供电电压由齐纳二极管Z2固定在33V,以防止超过其极限电压值(40V).由BG2,BG3组成的达林顿管将输出电流提高到超过1A的范围. 在12脚和3脚间加0.6V的电压可调节极限电流值,该电压是电阻R9和电位器VR3是压降的总和,VR3的压降是VR3的电阻值与晶体管三极管BG1的集电极电流值的乘积,极限电流值可以通过电位器VR3连续调节. 输出电压由电位器VR2进行线性调节,电位器VR1用于调节零输出电压. 本设计还通过单片来实现了短路过流保护,过热保护,具体的电路图如下:过热保护:温度开关KT一端通过一个上拉电阻接正电源,另一端接地,当温度过高时开关断开,产生一个零电平跳变送给单片来进行处理. 过流检测和短路保护原理:采用单片机MCS-51(89C51)对输出电流进行周期性的检测,可以方便地实现短路保护及短路故障排除后自恢复的所有功能.过流或短路时,检测电路向单片P1口发出报警信号,单片证实后启动它的保护电路,经过短时间延时后继续查询P1口上的内容,如无报警信号,则电路又恢复到正常状态. 过热保护,发声报警等功能也直接由单片机(89C51)来实现控制. 2.稳流电源部分; LM317是三端可调式正电压调整器,正常工作时在其调整端与输出端之间有一个高稳定度的1.25V电压,利用该电压即可以获得可调的电流输出.实际中, LM317输出端与电位器之间串接了一个10Ω/1W的电阻,使最大电流限制在125mA左右,以免发生过流现象. 具体的电路图如下所示: 3.DC-DC变换部分; DC-DC变换器的核心部件是两片升压开关调节器MAX770,MAX770结合了PFM低的吸取电流和PWM大功率应用下效率高的特点,能比以往的PWM器件提供更大的电流. MAX770有以下的特点: ①开关频率较高(300KHZ),减小了电感的尺寸; ②在较宽输出电流范围内可以达到87%的效率; ③功耗比较低; 用MAX770制成的升压器如下图所示;由于MAX770对VMOS管的驱动能力有限,使用了一片MAX770很难实现本电路的性能指标,因此本电路采用了两级MAX770. 五. 测试方法与调试过程; 1.稳压电源部分; (1) 输出电压范围测试 调节可调电位器,用数字型万用表测出电阻两端的输出电压,最小值为0.821V,最大值为:24.61V. (2) 最大输出电流测试 将输出电压调整至9V,输出端接通可调电阻,串入数字万用表,测得最大输出电流为:2.06A. (3) 电压调整率测试 将调压变压器输出端接稳压电源的输入端,将稳压电源输出电压调整至9V,调节调压变压器,使其输出从176V升至到253V,用数字万用表测量负载两端的电压,测得最大电压变化量为:10mV,计算得电压调整率为:(0.01/9)*100%=0.11%. (4)负载调整率测试 空载时将输出电压调整至9V,在负载端接入300Ω/120W的变阻器,将变阻器从6Ω调整至100Ω,用数字万用表监视输出电压的变化,测得最大电压变化量为:0.04V,因此负载调整率为:(0.04/9)*100%=0.44%. (5)纹波电压测试 将电压输出调整至9V,外接一个6Ω的电阻,将示波器置于AC/5mV输入挡,测得负载上的纹波电压为:1mV. (6)效率测试 将电压输出调整至9V,外接一个6Ω的电阻,其输出功率P0=81/6=13.5W.在负载不变的情况下,测出稳压电源的交流输入电压为:12V,交流电流为:2.05A.因此输入功率Pi=12*2.05=24.7W(设功率因数为1),电源效率为(P0/Pi)*100%=(13.5/24.7)*100%=40%,达到上述所要求的指标. (7)过流保护及短路保护功能测试 将电压输出调至为9V,外接一个6Ω的电阻,用万用表测得输出电流为:0.说明过流保护功能正常.再将输出短路,现象如同上,说明短路保护功能一切正常. (8)采用单片机(89C51)来实现保护,检测 短路故障排除自恢复,过热保护,防止关机时产生的”过冲”均测试通过;一切正常. 2.稳流电源部分; (1) 输出电流测试 输入电压为+12V,改变外接电阻的大小,记录最小电流值Imin与最大电流Imax.Imax=45.40mA, Imin=1.46mA. (2) 负载调整率的测量 输入电压+12V,负载电阻由220Ω至300Ω之间变化,设定输出电流20mA,每上升20Ω测输出电流,数据如下所示: 电阻/Ω 200 220 240 260 280 300 电流/mA 19.71 19.72 19.70 19.70 19.70 19.70 负载调整率≈0.02/20.00=0.1%. 3. DC-DC变换器部分; (1) 输出电压电流测试 输入电压由+9V至+12V变化,负载接3.6KΩ/10W电阻,测得输出电压为+100.11V,输出电流为:30.7mA. (2) 电压调整率的测试 空载,输入电压由+9V至+12V变化,测得最大电压变化为:0.1V. (3) 负载调整率的测试 输入电压+12V,空载,测得输出电压 +100.1V;10KΩ/5W电阻,测得输出电压为: +100.0V. (4) 纹波电压测试 输入电压 +9V,接3.6KΩ/10W的电阻,示波置于交流AC/250mV挡,测得纹波电压.Vpp≈80mV. (5) 效率的测试 输入电流为:5A,输入电压为:11.8V时,测得输出电压为100.08V(3.6KΩ的电阻,电流为:27.8mA),计算可得出: η=64.3%. 六. 电路的结果分析 1. 稳压电路部分; (1) 输出电压的可调范围 由于本电路中uA723的7脚接-2V,因此可以实现从零伏起调,这也是本电路的特色之一,本电路实现了0^20V可调,超过指标要求. (2)最大输出电流 它由uA723的3脚所接电阻R9决定,计算公式为:Imax=0.6/R9,由于本电路中R9为0.33Ω,因此Imax限制为2A左右. (3)电压和负载调整率及纹波电压 优于指标要求,这是由uA723优良特性与方案设计思路决定的. (4)效率的测试 输出为9V,而输入为17V左右,因此有一部分功率被调整管吸收,从而导致了效率并不是很高. 2. 稳流电路部分; (1) Rmin=10Ω, Rmax=1010Ω I’min=1.25/1010≈1.24mA > Imin 受输入电压+12V与LM317内部压降约为1.7V的影响,可能的最大电流为: I’max=(12-1.7)/220≈46.82mA > Imax Imin>I’min是由于LM317在小电流负载下稳压性能变差造成的. Imax>,华东师范大学物理系万嘉若,林康运等编著,高等教育出版社,1986年3月. ◆ <<电子技术基础>>,华中工学院电子学教研室编,康华光主编,高等教育出版社,1982年6月. ◆<<电子线路设计>>,(第二版)华中科技大学谢自美主编,华中科技大学出版社,2000年5月.

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