直流稳压电源电路设计

合集下载

直流稳压电源电路设计方案

直流稳压电源电路设计方案

直流稳压电源电路设计方案直流稳压电源是一种能够将交流电转换为直流电并保持输出电压稳定的电路装置。

在电子设备中,直流稳压电源具有重要的作用,能够为各种电子元器件提供稳定的工作电压,保证设备正常运行。

本文将提出一种基于线性稳压调节器的直流稳压电源设计方案。

首先,选择合适的输入变压器。

输入变压器应该具有较高的变压比,以将输入的交流电压转换为适合线性稳压调节器工作的直流电压。

同时,变压器的绕组应该经过合理设计,以提供足够的功率输出,同时降低能量损耗。

在选取变压器时,还需要注意其绝缘性能和耐压等级,以保证电路的安全性。

其次,使用整流电路将输入的交流电转换为直流电。

整流电路可以选择使用单相或者全波整流电路,具体选择取决于应用需求。

单相整流电路比较简单,但是输出纹波较大,全波整流电路能够提供更稳定的直流输出。

整流电路还需要配备合适的滤波电容,以降低输出电压的纹波。

接下来,采用线性稳压调节器来实现电压稳定。

线性稳压调节器通过电压反馈机制来实现输出电压的稳定。

其中,常用的稳压调节器有三端稳压器和二端稳压器。

三端稳压器具有较好的稳压性能和较低的纹波,但是输入输出差异较大时效果较差。

二端稳压器采用采用差分放大器的工作原理,能够实现更好的线性稳压效果。

最后,为了提高稳压电源的性能,可以加入过载保护电路和短路保护电路。

过载保护电路可以在输出电流过大时切断电源供应,以避免设备损坏。

短路保护电路可以在输出端短路时切断电源供应,保护设备安全。

总结起来,一种基于线性稳压调节器的直流稳压电源设计方案包括选择合适的输入变压器、设计适当的整流电路,选择合适的线性稳压调节器,以及加入过载保护和短路保护电路。

通过合理设计和选择电路元器件,可以实现一个稳定、可靠的直流稳压电源,满足各种电子设备的需求。

直流开关稳压电源设计

直流开关稳压电源设计

直流开关稳压电源设计一、设计背景及意义随着电子技术的飞速发展,各类电子设备对电源的需求日益增长。

直流开关稳压电源以其高效、稳定、体积小、重量轻等优点,在通信、计算机、家用电器等领域得到了广泛应用。

设计一款性能优越、可靠性高的直流开关稳压电源,对于提高电子设备的整体性能具有重要意义。

二、设计目标1. 输出电压范围:12V±1V;2. 输出电流:2A;3. 转换效率:≥85%;4. 工作温度范围:25℃~+85℃;5. 具有过压、过流、短路保护功能;6. 体积小,便于安装。

三、设计方案1. 电路拓扑选择本设计采用开关电源的主流拓扑——反激式变换器。

反激式变换器具有电路简单、体积小、效率高等优点,适用于中小功率电源设计。

2. 主控芯片选型选用ST公司的STM32F103系列微控制器作为主控芯片,该芯片具有高性能、低功耗、丰富的外设资源等特点,能够满足开关电源的设计需求。

3. 功率开关管选型功率开关管是开关电源的核心元件,本设计选用N沟道MOSFET作为功率开关管。

根据设计指标,选用IRF530N型号MOSFET,其导通电阻低,可降低开关损耗,提高转换效率。

4. 输出整流滤波电路设计输出整流滤波电路采用肖特基二极管和LC滤波电路。

肖特基二极管具有正向压降低、开关速度快的特点,适用于开关电源整流。

LC滤波电路能有效抑制输出电压纹波,提高输出电压稳定性。

5. 保护电路设计为实现过压、过流、短路保护功能,设计如下保护电路:(1)过压保护:在输出端设置一个电压比较器,当输出电压超过设定值时,触发保护动作,切断功率开关管的驱动信号。

(2)过流保护:在功率开关管源极串联一个取样电阻,实时监测电流值。

当电流超过设定值时,触发保护动作,切断功率开关管的驱动信号。

(3)短路保护:在输出端设置一个电流比较器,当输出电流超过设定值时,触发保护动作,切断功率开关管的驱动信号。

四、实验验证与优化1. 搭建实验平台,对设计的直流开关稳压电源进行测试,观察输出电压、电流、效率等参数是否符合设计要求。

3V直流稳压电源设计

3V直流稳压电源设计

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。

±12V简易直流稳压电源设计

±12V简易直流稳压电源设计

±12V简易直流稳压电源设计直流稳压电源是一种常见的电路设计,在各种电子设备中广泛应用。

在这篇文章中,我将介绍如何设计一个基于±12V直流稳压电源。

设计一个±12V直流稳压电源需要考虑以下几个方面:输入电压范围、输出电压稳定性、负载能力和保护功能等。

下面是一个简单的电路设计流程。

1.确定输入电压范围首先,我们需要确定电源的输入电压范围。

一般而言,直流稳压电源的输入电压范围为AC100-240V,输出电压范围是DC±12V。

输入电压范围可以根据实际需求进行调整。

2.选择变压器在选择变压器时,我们需要根据输入电压范围选择合适的型号。

变压器的主要功能是将输入交流电压转换为适当的低压交流电压。

在这种情况下,我们可以选择一个适当的变压器来得到所需的低压交流电压。

3.整流电路接下来,我们需要设计整流电路以将交流电压转换为直流电压。

常见的整流电路包括整流桥和滤波电容。

整流桥可以将交流电压的负半周转换为正半周,从而得到一个脉动的直流电压。

滤波电容可以去除脉动,使得输出电压更加稳定。

4.电压调整电路为了得到所需的输出电压,我们需要设计一个电压调整电路。

这个电路通常使用稳压器,如集成稳压IC或离散元件,来稳定输出电压。

稳压器可以根据负载的需求动态调整输出电压,从而确保输出电压的稳定性。

5.输出电流保护电路为保护负载和电源电路,我们需要设计一个输出电流保护电路。

这个电路可以监测输出电流并在超过设定值时断开输出。

一种常见的保护电路是使用电流传感器和比较器来实现。

当输出电流超过设定值时,比较器将触发保护装置,使输出电路停止工作。

在设计完电路之后,我们需要进行仿真和实际测试来验证电路的性能。

我们可以使用电子设计自动化工具,如Multisim、PSPICE等来进行仿真,并使用示波器、多用表等工具来验证电路的性能。

在设计一个电源时,我们还需要考虑其他一些因素,如温度稳定性、输出电压漂移、电源效率等。

直流稳压电源设计方案.d

直流稳压电源设计方案.d

直流稳压电源设计方案2篇【直流稳压电源设计方案(一)】随着电子设备的广泛应用,直流稳压电源的需求在不断增加。

直流稳压电源能够将交流电转换为稳定的直流电,并根据需要提供不同电压和电流的输出。

本篇将介绍直流稳压电源的设计方案以及其应用。

直流稳压电源的设计方案首先需要确定电源输出的电压和电流。

根据实际需求,我们选择了输出电压为12V,电流为3A的直流稳压电源。

为了确保输出电压的稳定性,我们选择采用稳压模块进行电压调节。

稳压模块是一种能够实现电压稳定输出的电子元件。

常见的稳压模块有线性稳压模块和开关稳压模块。

线性稳压模块成本低、实现简单,但效率较低;开关稳压模块效率高,但成本相对较高。

根据需求和经济性,我们选择了线性稳压模块。

接下来,我们需要选取适当的稳压模块以及其他所需的电子元件。

首先,选择一款符合要求的线性稳压模块。

通过对市面上的产品进行比较和测试,我们选择了一款额定输入电压为24V的线性稳压模块,该模块具有良好的稳定性和可靠性。

其次,我们还需要选择输入电压为24V的电源适配器,用于提供输入电源。

适配器的选取需要考虑电源输出电压的稳定性和适配器的质量可靠性。

我们选择了一款质量可靠、输入电压稳定的适配器。

除了稳压模块和电源适配器外,我们还需要选择其他电子元件,如滤波电容、电位器等。

这些元件的选择需要根据实际需求和设计要求来确定。

设计好电路原理图后,我们还需要进行模拟仿真和实际测试,以验证电路的稳定性和性能。

在模拟仿真中,我们可以通过电路仿真软件进行电路分析,并对电路进行优化。

在实际测试中,我们可以通过连接实际元件并进行电路调试来验证电路的性能。

最后,我们需要对电路进行封装和外壳设计,以保护电路和电子元件。

电路封装的设计需要考虑元件布局的合理性和电路的散热性能。

外壳设计则需要考虑美观性和产品的使用便捷性。

【直流稳压电源设计方案(二)】直流稳压电源广泛应用于各类电子设备和实验设备中,其设计方案多样化。

本篇将继续介绍直流稳压电源的设计方案以及其应用。

直流稳压电源设计方案

直流稳压电源设计方案

直流稳压电源设计方案1. 引言直流稳压电源是一种将交流电转变为稳定的直流电并输出的电子设备。

它在电子系统中起着至关重要的作用,提供稳定的电源供电以保证电子设备的正常工作。

本文将介绍直流稳压电源的设计方案,包括电源的选择、电路设计和稳压控制等方面。

2. 电源选择在直流稳压电源设计中,首先需要选择合适的电源作为输入源。

常见的电源有直接使用市电、使用变压器降压后整流、使用开关电源等。

若选择直接使用市电,需考虑市电的稳定性以及转换效率。

市电的电压波动较大,可能会对直流输出产生影响,因此需要添加稳压控制电路来确保输出的稳定性。

此外,由于市电电压为交流电,需额外添加整流电路来将交流电转换为直流电。

若选择使用变压器降压后整流,常见的是使用变压器降压至合适的电压后,经过整流电路转换为直流电。

这种方式相对简单且稳定性较好,但需要注意变压器的选取以及整流电路的设计。

开关电源是一种常见的直流稳压电源选择,其优点在于效率高、稳压性好、体积小等。

开关电源的设计相对复杂,需要考虑开关电源控制芯片的选取、开关电源拓扑结构的选择等。

在电源选择时,需根据实际需求和条件进行评估,选择适合的电源方式。

3. 电路设计直流稳压电源的电路设计包括输入端滤波电路、整流电路、稳压控制电路等。

3.1 输入端滤波电路输入端滤波电路的主要作用是滤除输入端的噪声和杂波。

其一般由滤波电容和滤波电感组成,可有效降低输入端的纹波并提供稳定的电源输入。

3.2 整流电路整流电路将交流电转换为直流电,并滤除交流信号。

常见的整流电路有单相桥式整流电路和三相桥式整流电路。

整流电路一般由整流二极管和滤波电容组成。

3.3 稳压控制电路稳压控制电路是实现直流稳压电源输出稳定电压的关键。

常见的稳压控制电路有线性稳压控制电路和开关稳压控制电路。

线性稳压控制电路简单且稳定,但效率较低;开关稳压控制电路效率高,但需要考虑开关电源的选取和设计。

4. 稳压控制稳压控制是直流稳压电源中重要的一环,它保持输出电压稳定在设定值。

可调直流稳压电源设计

可调直流稳压电源设计

可调直流稳压电源设计一、可调直流稳压电源设计原理1.变压器:变压器主要用于将交流电源转化为所需的低压直流电源。

变压器通过绝缘和耦合来改变交流电压的比例。

在设计变压器时,需要考虑到输出电流和输入电压的比例关系,以及变压器的容量和效率等因素。

2.整流电路:整流电路用于将交流电源转化为直流电源。

一般情况下,整流电路采用整流二极管桥的形式,将交流电源的正负半周分别导通,以获得经过正弦波滤波后的直流电压。

3.稳压电路:稳压电路用于调节输出直流电压的波动范围,确保电压的稳定性。

常见的稳压电路有线性稳压电路和开关稳压电路。

线性稳压电路通过调节电流流过稳流二极管或控制晶体管的导通状态来实现电压稳定。

开关稳压电路采用开关元件和反馈控制电路来实现电压的调节和稳定。

二、可调直流稳压电源设计步骤1.确定输出电压范围和电流要求:根据实际需求确定需要设计的可调直流稳压电源的输出电压范围和最大输出电流。

2.计算变压器参数:根据输出电压和电流的要求计算需要的变压器参数,包括变比、容量和效率等。

变压器的容量要能满足最大输出电流的需求,效率要尽可能高以减少功耗。

3.设计整流电路:根据变压器输出的交流电压设计整流电路。

一般情况下,采用整流二极管桥来实现整流,同时需要添加滤波电容来平滑输出直流电压。

4.设计稳压电路:根据输出电压的波动要求选择合适的稳压电路。

线性稳压电路成本较低,但功耗较大;开关稳压电路成本较高,但效率较高。

选择适当的稳压电路后根据所选方案进行具体电路设计。

5.进行实际电路布局和PCB设计:根据设计的稳压电路进行实际电路布局和PCB设计。

电路布局要合理,考虑到电子元件之间的距离、优化导线布局以减少杂散电磁干扰等。

6.进行电路测试和调试:完成电路布局和PCB设计后,进行电路测试和调试。

通过实际测试,验证设计的稳压电路的可开关稳定性和稳压性能。

7.验证电源性能:通过测试,对设计的可调直流稳压电源进行性能验证,包括输出电压的稳定性、负载能力、纹波等。

直流稳压电源的设计(包括原理、设计方法及调试步骤

直流稳压电源的设计(包括原理、设计方法及调试步骤

直流稳压电源的设计(包括原理、设计方法及调试步骤直流稳压电源的设计原理直流稳压电源是指将交流电源转化为恒定的直流输出,保证电压的稳定性和输出电流的稳定性。

在直流稳压电源中,使用稳压器将变化的输入电压稳定到稳定的输出电压,以保证外围电路的电压不受外界变化的干扰,从而对外围电路具有恒定的电压和电流稳定性。

设计方法1. 选择输出电压直流稳压电源设计开始之前,应该确定输出电压的数值。

在选定输出电压的同时,还要选择稳定输出电压的稳定器件。

2. 选择稳压芯片在选择稳压芯片时,需要考虑输出电流的大小,选择合适的稳压芯片进行设计。

通常选用的稳压芯片有 LM7805、LM7812等。

3. 选择主电源在选择主电源时,要选择合适的电源电压,以保证输出电压的稳定性。

如果主电源电压较大,则应该降压后进行使用。

4. 选择散热器在选择散热器时,要考虑到电路的输出功率大小及使用环境温度,选择合适的散热器,以便保证散热性能。

在直流稳压电源中,应该添加合适的滤波器,以保证电路的稳定性。

应选择合适的电容,以增加直流稳压电源的稳定性和抗干扰能力。

调试步骤1. 连接电路连接电路时,应先同主电源进行连接,再进行连接其它元件。

在连接稳压芯片时,应遵循芯片的引脚规格,正确连接稳压芯片的输入和输出电路。

2. 测试电压在对电路进行测试时,应得到正确的输出电压。

如果输出电压超出所规定的范围,则应调整散热器,增加电容,以保证输出电压的稳定性。

4. 调整短路保护在对电路进行调试时,应测试短路保护功能。

如果输出电路出现短路,应该通过调整短路保护,以保护电路免受损坏。

总结直流稳压电源可以保证外围电路的稳定性,对电路的功能发挥起到重要的作用。

在设计直流稳压电源时,应选择合适的稳压芯片、主电源、散热器和滤波器,并进行正确的连接和调试,保证电路的稳定性和输出电流的稳定性。

直流稳压电源的设计

直流稳压电源的设计

直流稳压电源的设计设计直流稳压电源首先要确定需求,包括输出电压范围、输出电流范围、稳压精度、负载调整能力、输入电压范围等。

在确定需求之后,可以按照以下步骤进行直流稳压电源的设计:1.确定基本电路结构:2.计算电源的功率和负载能力:根据需求确定电源的输出功率,根据预计的负载变动范围确定电源的负载能力。

3.选择整流电路元件:选择合适的二极管整流桥,其额定电流能够满足负载的需求,并考虑其反向电流抗饱和能力。

4.选择滤波电路电容:根据所选整流电路的输出电流和负载需求选择滤波电容,其容值要能够使输出电压的纹波满足设计要求。

5.选择稳压电路元件:根据稳压精度的要求,选择合适的稳压电路元件。

集成电路稳压器具有较高的稳压精度和线性度,但其输出电流有限;线性稳压器具有较高的稳压精度和较大的输出电流范围,但效率较低;开关稳压器具有较高的效率和较大的输出电流范围,但稳压精度较低。

6.进行电源的电路设计:根据所选电路元件的参数进行电源电路的设计,包括元件的连接方式和参数确定。

7.进行电源的工作状态分析:分析电源在不同输入电压和负载条件下的工作状态。

根据电源输出的负载特性曲线和稳定性指标,对电源的工作状态进行评估和优化。

8.进行电源的性能测试:对设计好的直流稳压电源进行性能测试,包括输出电压的稳定性、纹波和噪声、负载调整能力、温度稳定性等。

9.对电源进行保护设计:考虑到电源在工作过程中可能出现的过压、过流、短路等故障情况,设计相应的保护电路,以保证电源的安全可靠。

10.进行电源的可靠性评估:对设计好的电源进行可靠性评估,包括寿命测试、环境适应性测试等,以验证电源的可靠性和稳定性。

以上是直流稳压电源的设计步骤,根据实际需求和电路原理选择适当的元件和电路结构,经过设计、测试和评估等一系列步骤,最终设计出满足需求的直流稳压电源。

0~12V可调直流稳压电源设计

0~12V可调直流稳压电源设计

0~12V可调直流稳压电源电路图适合电子爱好者制作的从0V起调的稳压电源的电路如图所示。

0~12V可调直流稳压电源电路电路工作原理:由电阻R4、R5组成的采样电路将输出电压Vo的一部分送入运算放大器IC1的反相端,它与由稳压管VZ3、电阻R2和电位器RP组成的基准电压(晶体管V1、稳压管VZ1、电阻R0、R1组成的恒流源为稳压管VZ3提供稳定的电流)相比较,将比较结果送至输出端,从而控制晶体管V3的导通电压。

如果电位偏低,使Vo减小,采样电路亦使晶体管V3的c-e结电压减小,从而使Vo升高,反之亦然。

如此起到了稳定输出电压的作用。

晶体管V4和电阻R7组成过电流保护电路。

当输出电流超过额定电流(本电源为1A)时,V4导通,使晶体管V2和V3截止,输出端无电压输出,防止了电源损坏。

当输出电压小于6V,电流较大且输入电压又很高时,晶体管V3极间压差较大,会引起V3调整管功耗过大,为此本电源特别设置了电压自动转换电路,它由运算放大器IC2与电阻R8、稳压管VZ4及继电器K等组成。

稳压管VZ4与电阻R8组成IC2运算放大器的基准电压,当输出电压低于6V时,IC2输出低电平,继电器K不吸合,触点K1-1、K1-2分别接至变压器8V绕组和6V绕组稳压管;当输出电压高于6V时,IC2输出高电平,K1吸合,K1-1、K1-2分别接至变压器16V绕组和12V稳压管上。

由上可知,在输出电压低时,输人电压也低;输出电压高时,输人电压也高,从而减小V3的功耗。

电阻R9和电容C4组成继电器节能电路,可减小C2的功耗。

元器件选择:电路中变压器T选用二次带中心抽头的16V、功率为20OW的变压器。

运算放大器选用LM324单源四运算放大器。

稳压管VZ1选用4V左右的,VZ2选甲8V,VZ3a和VZ3b分别选用6V和12V的,要求稳压值准确,VZ4选用5.5~5.8V的稳压管。

晶体管V1要求β大于150,V3选用大功率NPN晶体管,型号不限,制作中要加足够的散热片。

直流稳压电源设计

直流稳压电源设计

直流稳压电源设计一、设计任务设计一直流稳压电源并进行仿真。

二、设计要求基本性能指标:(A1)输出直流电压+5V,负载电流200mA。

(B1) +3V~ +9V,连续可调;(B2) I Omax=200mA;(B3) 稳压系数S r≤5×10-3;(B4) △U O≤5mV。

扩展性能指标:扩展直流稳压电源的输出电流使10mA≤I O≤1.5A。

三、设计方案直流稳压电源设计框图和直流稳压电源基本电路分别如图1和图2所示:图1 直流稳压电源框图图2 直流稳压电源基本电路主要原理是:电源变压器将交流电网220V的电压降压为所需的交流电压,然后通过整流电路将交流电压变成单极性电压,再通过滤波电路加以滤除,得到平滑的直流电压。

但这样的电压还随电网电压波动(一般有±10%左右的波动)、负载和温度的变化而变化。

因而在整流、滤波电路之后,还需接稳压电路。

稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时,维持输出直流电压稳定。

一般情况下,选用降压的电源变压器。

整流电路主要有半波整流电路、桥式整流电路和全波整流电路,一般情况下多用桥式整流电路,桥式整流输出脉动电压平均值为:22220112220902O o U u t d t U td t U U |()|sin .ππωωωπππ===≈⎰⎰通过每只二极管的平均电流为:20452O O L LU U I R R .=≈每只二极管承受的最大反向电压为:22RM U U =滤波电路亦可分为电容滤波、电感滤波、Π型滤波等多种滤波电路,而在小功率电源电路设计中多用电容滤波电路。

当在接上滤波电容后,U O 会明显增大,其大小与时间常数R L C 有关,通常情况下,R L C =(3~5)T/2(T 为电网电压周期)。

稳压电路有二极管稳压电路、串联型稳压电路和集成稳压电路等,可根据具体要求选择合适的电路形式(具体原理可查阅相关资料)。

稳压电源的性能指标:最大输出电流I Omax :电源的输出电压U O 应不随负载电流I OL 而变化,随着负载R L 阻值的减少,I OL 增大,U O 减小,当U O 的值下降5%时,此时流经负载的电流定义为I Omax (记下I Omax 后迅速增大R L ,以减小稳压电源的功耗)。

可调直流稳压电源的设计完整版

可调直流稳压电源的设计完整版

可调直流稳压电源的设计直流稳压电源的设计设计要求基本要求:短路保护,电压可调。

若用集成电路制作,要求具有扩流电路。

基本指标:输出电压调节范围:0-6V,或0-8V,或0-9V,或0—12V;最大输出电流:在0.3A-1.5A区间选一个值来设计;输出电阻Ro:小于1欧姆。

其他:纹波系数越小越好(5%Vo),电网电压允许波动范围 + -10%。

设计步骤1.电路图设计(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。

2. 设计思想(1)电网供电电压交流220V(有效值)频率为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,供给负载RL电路设计(一)直流稳压电源的基本组成直流稳压电源是将频率为50Hz 、有效值为220V 的单相交流电压转换为幅值稳定、输出电流为几十安以下的直流电源,其基本组成如图(1)所示:图(1) 直流稳压电源的方框图 直流稳压电源的输入为220V 的电网电压,一般情况下,所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大,因而需要通过电源变压器降压后,再对交流电压进行处理。

变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。

变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压,即正弦波电压转换为单一方向的脉动电压,半波整流电路和全波整流电路的输出波形如图所示。

可以看出,他们均含有较大的交流分量,会影响负载电路的正常工作。

模拟电路设计正负15V直流稳压电源

模拟电路设计正负15V直流稳压电源

模拟电路设计正负15V直流稳压电源正负15V直流稳压电源是电子设备中常用的电源之一、通过稳压电路,我们可以将输入电压恒定地调整为正负15V的输出电压,以供其他电子元件工作。

一、正负15V稳压电源的基本原理及组成正负15V稳压电源主要由输入变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和输出电路等组成。

其中,输入变压器将交流电转换为所需的直流电压;整流电路将交流电转换为脉动的直流电;滤波电路将脉动的直流电转换为平滑的直流电;稳压电路将平滑的直流电转换为稳定的直流电。

二、正负15V稳压电源的详细设计步骤1.选择适当的输入变压器,并计算所需的输出电流和输入电流,以确定输入变压器的额定参数。

2.设计整流电路,常用的整流电路有全波整流电路和桥式整流电路。

这里我们选择桥式整流电路。

桥式整流电路能够将交流电的全部正半波和负半波提供给滤波电路,减小输出的脉动电压。

根据输出电流和输入电压计算所需整流电路的额定参数。

3.设计滤波电路,常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波和LC滤波等。

在正负15V稳压电源中,我们选择使用电容滤波电路。

电容滤波电路能够将脉动的直流电通过电容的充电和放电作用转换为平滑的直流电。

根据输出电流和输出电压计算所需滤波电路的额定参数。

4.设计稳压电路,稳压电路主要通过负反馈原理和稳压元件(如稳压二极管等)来实现对输出电压的调节和稳定。

选择适当的稳压元件,并根据输出电压计算所需稳压电路的额定参数。

5.设计输出电路,输出电路是将稳定的直流电转换为适合其他电子元件工作的电压和电流。

根据需要设计适当的输出电路。

三、正负15V稳压电源设计的注意事项1.在选择变压器时,要考虑到输入电压范围、输出电流和工作温度等因素。

2.整流电路的选择要根据输出电流和电压脉动等因素进行合理选择。

3.在滤波电路中,要根据输出电流确定合适的电容值,以达到较低的输出脉动电压。

4.稳压电路的设计要根据输出电压和电流进行选择,以保证输出电压的稳定性。

「可调直流稳压电源的设计完整版」

「可调直流稳压电源的设计完整版」

「可调直流稳压电源的设计完整版」设计一个可调直流稳压电源需要考虑多个因素,包括输入电压、输出电压范围、输出电流、稳定性等。

以下是一个可调直流稳压电源的设计完整版,详细介绍了各个环节的设计要点。

1.输入电路设计:输入电路主要包括电源输入和滤波电路。

电源输入可以选择交流输入,需要使用桥式整流电路将交流电转化为直流电。

滤波电路使用电容和电感来滤除交流干扰和高频噪声。

2.整流设计:使用桥式整流电路将交流电转化为直流电。

桥式整流电路由四个二极管组成,能够将交流电的正负半周均转化为正向电流,实现整流目的。

3.平滑滤波设计:整流后的直流电需要通过平滑滤波电路进一步滤波,以减小电压波动。

平滑滤波电路通常由电容和电阻组成,电容能够存储电荷并平滑电压,电阻用于限制电感器电流。

4.电压调节器设计:为了实现可调的输出电压,可以采用稳压器来调节电压。

常见的稳压器有线性稳压器和开关稳压器。

线性稳压器简单可靠,但效率较低。

开关稳压器效率较高,但设计较为复杂。

根据需求选择适合的稳压器。

5.输出电路设计:输出电路主要包括电流保护电路和滤波电路。

电流保护电路可以保护电源以及被供电设备免受过电流损坏。

滤波电路用于滤除输出电压中的杂散噪声。

6.稳定性设计:为了保证电压的稳定性,可以使用反馈控制电路来调整稳压器的输出电压。

反馈控制电路根据输出电压与设定电压之间的差异来调整稳压器的输出,使其达到设定值。

7.保护电路设计:为了保护电源和被供电设备,可以在电源中加入过载保护、过热保护、短路保护等保护电路。

这些保护电路能够在异常情况下自动切断电源,以避免损坏设备和电源本身。

8.辅助功能设计:可以根据需求添加辅助功能,如过压保护、欠压保护、温度显示等。

这些辅助功能能够提升电源的灵活性和安全性。

以上是一个可调直流稳压电源的设计完整版,主要包括输入电路设计、整流设计、平滑滤波设计、电压调节器设计、输出电路设计、稳定性设计、保护电路设计和辅助功能设计。

直流稳压电源电路设计

直流稳压电源电路设计

题目 直流稳压电源电路设计一、设计任务与要求1.用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源(±12V ); 2.输出可调直流电压,范围1.5∽15V ;3.输出电流I O m ≥1500mA ;(要有电流扩展功能) 4. 稳压系数Sr ≤0.05;具有过流保护功能。

二、方案设计与论证稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成,如下图1所示,其整流与稳压过程的电压输出波形如图2所示。

图1 稳压电源的组成框图图2 整流与稳压过程波形图电网供电电压交流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。

降压后的交流电压,通过整电网电压U1电源 变压器U2整流电路U3滤波电路Ui稳压电路Uo负载RL流电路变成单向直流电,但其幅度变化大(即脉动大)。

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。

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,供给负载RL 。

方案一、单相半波整流电路半波单相整流电路简单,电路及其电压输出波形分别如图3、图4所示,使用元件少,它只对交流电的一半波形整流,其输出波形只利用了交流电的一半波形则整流效率不高,且输出波形脉动大,其值为22/2 1.5722/U S U ππ==≈;直流成分小;o U =22U π≈0.452U ,变压器利用率低。

图3 单相半波整流电路 图4 单相半波整流电路电压输出波形方案二、单相全波整流电路使用的整流器件是半波电路的两倍,整流电压脉动较小,是半波的一半,无滤波电路时的输出电压o U =0.92U ,变压器的利用率比半波电路的高,整流器件所承受的反向电压要求较高。

方案三、单相桥式整流电路单相桥式整流电路使用的整流器件较多,但其实现了全波整流电路,它将u2的负半周也利用起来,所以在变压器副边电压有效值相同的情况下,输出电压的平均值是半波整流电路的两倍,且如果负载也相同的情况下,输出电流的平均值也是半波整流电路的两倍,且其与半波整流电路相比,在相同的变压器副边电压下,对二极管的参数要求一样,还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点。

5V12V直流稳压电源的设计

5V12V直流稳压电源的设计

5V12V直流稳压电源的设计在5V和12V直流稳压电源的设计中,我们需要考虑多个因素,包括输入电压范围,输出电流需求,稳压精度要求以及保护功能等。

下面是一个基于线性稳压器的5V和12V直流稳压电源的设计方案。

1.设计参数:-输入电压范围:15V-20V-输出电压:5V和12V-输出电流:1A2.设计原理:该设计方案基于线性稳压器的原理,使用集成稳压器芯片来实现稳压功能。

线性稳压器将输入电压降低到所需的稳定输出电压。

该设计方案选用了LM7805和LM7812稳压芯片来实现5V和12V稳压功能。

3.电路图:电路图中包括以下组件:-变压器-整流桥-滤波电容-稳压芯片-输入和输出电容-电源指示灯4.设计步骤:-步骤1:选择适当的变压器来降低输入电压。

根据输出电流需求和线性稳压器的效率,选择合适的变压器。

-步骤2:将变压器输出的交流电经过整流桥整流为直流电,然后通过滤波电容来滤除纹波。

-步骤3:使用稳压芯片来实现稳定的输出电压。

选择LM7805和LM7812芯片,并根据芯片的数据手册连接芯片引脚。

-步骤4:在输入和输出端加入合适的电容来稳定电源电平。

-步骤5:加入电源指示灯来显示电源工作状态。

5.稳压精度要求:LM7805和LM7812芯片具有固定的输出电压,分别为5V和12V。

根据芯片的数据手册,稳压精度可以达到2%左右。

6.保护功能:为了保护电源和连接设备,我们可以在输入端加入过压保护电路、过流保护电路和过温保护电路等功能。

这些保护功能可以使用过压保护芯片、电流限制电路和温度传感器等元器件实现。

7.总结:通过基于线性稳压器的设计方案,我们可以实现一个稳定的5V和12V直流电源。

在设计过程中,我们需要选择合适的变压器、稳压器芯片以及添加适当的保护功能。

该设计方案可以满足输出电流为1A的需求,并具备较高的稳压精度和保护功能。

写一篇直流稳压电源的电路设计方案

写一篇直流稳压电源的电路设计方案

写一篇直流稳压电源的电路设计方案直流稳压电源是电路设计中常用的电源,它可以提供稳定的直流电压输出。

本文将介绍一种简单易懂的直流稳压电源电路设计方案。

一、电路设计方案概览这个直流稳压电源电路设计方案中,使用了一组变压器、桥式整流器、滤波电容、稳压器等电路组件,实现了对电压的稳定输出。

整个电路的组成是比较简单的,经过一定的调试,可以稳定地输出设定值的直流电压。

二、电路的组成与原理1.变压器电路中需要使用变压器,将220V的交流电转化为需要的直流电压。

变压器的原理是:通过变换磁通量比,改变输入和输出之间的电压大小。

选择合适的变压器可以确保输出的电压稳定。

2.桥式整流器在变压器输出交流电压经过整流之前,需要使用桥式整流器将其转化为直流电压。

桥式整流器是一种四个二极管排成桥形的电路,将输入的交流电压变换为只包含正半周的直流电压。

3.滤波电容经过桥式整流器的电压波形仍然存在一定的纹波,因此需要使用滤波电容对电压进行平滑。

滤波电容的容值需要根据输出电压大小和频率来决定,越大的电容能够平滑输出电压信号,降低输出纹波。

4.稳压器最后一个需要使用的电路组件是稳压器,它可以确保输出的直流电压值稳定不变。

稳压器可以分为线性稳压器和开关稳压器两种类型,本设计中选择使用线性稳压器。

线性稳压器通过调整电路中的电阻来确保输出电压稳定,但其效率较低。

三、电路实现过程1.选购元器件在开始进行电路设计之前,需要购买所需的元器件。

需要购买的元器件有:变压器、整流器(可以自己做或者购买),滤波电容、稳压芯片、调节电阻、输出电容等。

2.电路图和焊接电路的原理和组成部分已经介绍完成,接下来就是进行电路图设计和焊接工作。

在进行焊接时,需要按照电路图上的组成部分,逐个焊接电路元件。

请注意电路元件位置和方向。

3.调试和测试在完成电路组装之后,需要对电路进行调试和测试。

可以使用万用表或示波器来测试输出电压并进行调节。

通过调节电路中的电阻,可以获得一个稳定的输出电压。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

题目直流稳压电源电路设计一、设计任务与要求1.用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源(±12V);2.输出可调直流电压,范围1.5∽15V;3.输出电流IOm≥1500mA;(要有电流扩展功能)4. 稳压系数Sr≤0.05;具有过流保护功能。

二、方案设计与论证稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成,如下图1所示,其整流与稳压过程的电压输出波形如图2所示。

图1 稳压电源的组成框图图2 整流与稳压过程波形图电网供电电压交流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。

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)。

脉动大的直流电压须经电网电压U1电源变压器U2整流电路U3滤波电路Ui稳压电路Uo负载RL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。

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,供给负载RL。

方案一、单相半波整流电路半波单相整流电路简单,电路及其电压输出波形分别如图3、图4所示,使用元件少,它只对交流电的一半波形整流,其输出波形只利用了交流电的一半波形则整流效率不高,且输出波形脉动大,其值为22/2 1.5722/U S U ππ==≈;直流成分小;o U =22U π≈0.452U ,变压器利用率低。

图3 单相半波整流电路 图4 单相半波整流电路电压输出波形方案二、单相全波整流电路使用的整流器件是半波电路的两倍,整流电压脉动较小,是半波的一半,无滤波电路时的输出电压o U =0.92U ,变压器的利用率比半波电路的高,整流器件所承受的反向电压要求较高。

方案三、单相桥式整流电路u 单相桥式整流电路使用的整流器件较多,但其实现了全波整流电路,它将2的负半周也利用起来,所以在变压器副边电压有效值相同的情况下,输出电压的平均值是半波整流电路的两倍,且如果负载也相同的情况下,输出电流的平均值也是半波整流电路的两倍,且其与半波整流电路相比,在相同的变压器副边电压下,对二极管的参数要求一样,还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点。

我的选择:综合三种方案的优缺点决定用方案三三、单元电路设计与参数计算整流电路采用单相桥式整流电路,电路如图5所示,图5 单相桥式整流电路当u2 >0时,电流由+流出,经D1、RL、D2流入-,即D1、D2导通,D3、D4截止;当u2 <0时,电流由-流出,经D3、RL、D4流入+,即D3、D4导通, D1、D2截止。

电路的输出波形如图6所示。

图6 单相桥式整流电路输出波形在桥式整流电路中,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112f o I I =。

电路中的每只二极管22U (U2是变压器副边电压有效值)。

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:1o U =(1.1~1.2)2U ,直流输出电流:21(1.5~2)o I I =(2I 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。

±12V 直流稳压电源电路总体原理电路图如图7所示,可调式直流稳压电源电路总体原理电路图如图8所示,电流扩展直流稳压电源电路总体原理电路图如图9所示:图 7 12V直流稳压电源图 8 可调式直流稳压电源Q1图9 电流可扩展直流稳压电源电路1.选集成稳压器,确定电路形式(1)、在 12V直流稳压电源电路实验中的稳压电路,采用固定式三端稳压器,主要使用了集成块78系列及79系列。

78××系列输出为正电压,输出电流可达1A,如7812的输出电流为5mA~1A,它的输出电压为12V。

和78××系列对应的有79××系列,它输出为负电压,如7912表示输出电压为–12V和输出电流为5mA~1A。

故称之为三端式稳压器。

这类集成稳压器的外形图及典型应用电路图如图10所示。

图10 三端稳压器7812、7912管脚图及典型应用电路图(2)、在可调式直流稳压电源电路因为要求输出电压可调,所以选可调式三端稳压器LM317,其特性参数 1.2~37o V V V =++,max 1.5o I A =,最小输入、输出压差min ()3i o V V V -=,最大输入、输出压差max ()40i o V V V -=,能满足设计要求,故选用LM317组成的稳压电路。

稳压器内部含有过流、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。

电路系列的引脚功能相同,管脚图如图11和典型电路如图12所示.。

1R 与1RP 组成电压输出调节电路,输出电压111.25(1/)o V RP R ≈+,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REF V ,此电压加于给定电阻1R 两端,将产生一个恒定电流通过输出电压调节电位器1RP ,电阻1R 常取值120~240Ω,取1R =240Ω,则1min RP =48Ω,1max RP =2.64k Ω,故取1RP为5k Ω的精密线绕可调电位器,与其并联的电容器C可进一步减小输出电压的纹波。

图中加入了二极管D ,用于防止输出端短路时10µF 大电容放电倒灌入三端稳压器而被损坏。

图11 图12(3)、在电流扩展中用大功率三极管TIP41C 和LM7812稳压器,TIP41C 三极管的管脚如图13所示,其为NPN 管,主要参数为:最大工作电压100V ,最大工作电流6A ,最大耗散率65W 。

设三端稳压器的最大输出电流为max o I ,则晶体管的最大基极电流max max B o R I I I =-,因而负载电流的最大值为max max (1)()L o R I I I β=+-,故其负载采用大功率的电阻,取L R =3.9Ω,为10W 的电阻。

图中二极管用于消除BE U 对输出电压的影响。

图13 TIP41C 三极管的管脚图2.选择电源变压器电源变压器的作用是将电网220V 的交流电压.1U 变换成整流滤波电路所需要的交流电压.2U ,通常根据变压器副边输出的功率2P 来选购(或自绕)变压器。

变压器副边与原边的功率比为21P P η= 式中,η为变压器的效率。

一般小型变压器的效率如表1所示。

表1 小型变压器的效率3080min i o max ()40i o V V V -=,可得到LM317的输入电压范围为:max min min max ()()o i o i o i o V V V V V V V +-≤≤+-15V+3V i V ≤≤1.5V+40V 18V i V ≤≤41.5V副边电压2min /1.118/1.1i V V ≥=V ,取2V =17V ,副边电流2max 1.5o I I>≥A ,取2I =1A 通过电流扩展可达到2I ≥1.5A ,则变压器副边输出功率22225.5P I V ≥=W 。

由表1可得到变压器的效率η=0.7,则原边输入功率12/36.43P Pη≥=W 。

为留有余地,选功率为50W 的电源变压器。

3.选整流二极管及滤波电容(1)、在±12V 直流稳压电源电路设计中整流二极管D 选1N4007即可,其极限参数为1000RM V ≥V ,F I =1A ,满足2RM V >。

滤波电容容量较大,一般采用电解电容器,选用3300F μ/50V 即可。

电容滤波电路利用电容的充放电作用,使输出电压趋于平滑。

(2)、在可调式直流稳压电源电路及电流扩展直流稳压电源电路中整流二极管D 选1N4007,其极限参数为1000RM V ≥V ,F I =1A 。

满足2RM V ,F I =max o I 的条件。

滤波电容C 可由纹波电压和稳压系数来确定,滤波电路的电路图如图14(a)所示,其输出电压波形如图14(b)、(c)所示,将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。

已知,oV=15V,iV=18V,取oP pV-∆=9mv,rS=0.005<0.05,符合要求,则稳压器的输入电压的变化量2.2oP P iio rV VVV S-∆∆==V滤波电容 C=max3636c oi iI t I tFV Vμ==∆∆电容的耐压应大于2224V=V。

故取2只3300/50FμV的电容相并联。

图14 滤波电路及其输出波形四、总原理图及元器件清单1.±12V直流稳压电源总原理图如图15所示,可调式直流稳压电源总原理图如图16所示,电流扩展直流稳压电源电路总原理图如图17所示:交流电压脉动直流电压整流滤波直流电压图15 12V直流稳压电源总原理图图16 可调式直流稳压电源总原理图图17 电流可扩展直流稳压电源电路2.元件清单说明:以上各幅图中的240Ω的电阻R2因市场中没有,用的是各两个120Ω的电阻串联;以上电路中因市场没有2.64K的电位器,所以只能用最接近的5K电位器代替,所以硬件安装时用的是5K电位器。

五、安装与调试因以上各电路非常相似,很接近,只是在小范围有点点差别,所以在安装和调试时是类似的,安装调试如下:1. 首先在变压器的原边接入保险丝FU,以防电路短路损坏变压器或其他元器件,其额定电流要略大于Im axo,选FU的熔断电流为1A,各元器件按理论电路图正确焊接,注意布局紧密,不出现虚焊或漏焊。

2. 先选好适当大小的电路板,再合理布局。

3. 安装时先安装较小的元器件,先安装集成稳压电路,再安装整流电路,最后安装滤波电路,有三极管时因三极管对温度很敏感,所以要最后安装,但在安装的过程中要特别注意电容、二极管和三极管TIP41C的极性,并且要注意LM 7812 、LM 7912和LM317管脚的接法。

注意安装要一级测试一级,检查电路安装无误后,再连接安装变压器。

4.接通电源后,静置一会待电路稳定后没出现任何故障(如芯片被烧等)再进行测量,若出现类似状况应立即断开直流电源,检查问题所在并及时排除故障再进行测量。

用万用表分别测量变压器原、副边线圈的输出电压,滤波后的输出电压,7812,7912的输入和输出电压。

对于稳压电路则主要测试集成稳压器是否能正常工作。

其输入端加直流电压Vi ≤18V,调节RP1,输出电压VO随之变化,说明稳压电路正常工作。

整流滤波电路主要是检查整流二极管是否接反,安装前用万用表测量其正、反向电阻。

相关文档
最新文档