单极性直流可调精密直流稳压电源原理图
0~12V可调直流稳压电源设计
图14
电源部分包括:+5V、±15V两大部分:
+5V电源只要供单片机部分使用,
对于滤波电容的选择,需要注意整流管的压降;7805的最小允许压降波动
10%,所以允许的最大纹波的峰峰值⊿U=9×√2(1-10%)-1.4-5=2.76V
C=I×⊿T/⊿U=1×1/100/2.76=3600uf
1.2.4防掉电存储器
EEPROM24C02C是采用IIC接口的一种常见2Kbit(256×8bit)的存储器。
图9
由于本数控电源要实现保存最近10个电压的功能,当打开电源时,它显示和输出的必须是上次使用的电压大小,所以在EEPROM中使用11个地址保存数据,第一个地址保存当前电压,第2~11个地址连续保存10个电压大小数据。
方案完全脱离单片机,完全采用硬件控制,因此响应速度更高,又因采用FPGAIC,不仅可以满足用户对系统的单片集成要求,而且由于FPGA可加重加载性,因而易于扩展。
原理图:
+15V +5V—15V
至各单元电路
BCD计数
+—识别
键盘扫描
FPGA IC
图3
方案比较:
三个方案均是可行的。方案一采用继电器控制为机械式。基本原理简单,实现比较方便,电源电压也可以调整到较精确的数值,但是它需要较大的工作电流,原器件价格较贵,而且继电器会产生噪声污染。方案二采用单片机作为控制器,通过DAC来调节输出电源电压,速度较快,元器件常见且相对便宜,可以较为方便的实现对直流稳压源的编程控制。方案三采用FPGA,由硬件控制,响应速度快,易于扩展,但是相对于单片机来说,FPGA方案使用成本较高。
稳压输出、过流保护等几部分组成,电路图如图13所示
第九章直流稳压电源
UO :稳压输出电压;
C1、C实2现:频率补偿, 消除较长接线时的
电感效应;(0.1 ~ 1F)
C3 :减小稳压电源输出端由输入电源引起的低频干扰; 瞬时增减电流时,不致引起输出电压有较大的波动;
(1F以上)
D:当输入端短路时,给C3一个放电通路,防止C3两端电 压作用于调整管,造成发射结的损坏。
整流电路的输出电压是单一方向的,但是脉动较大, 含有较大的谐波成分, 不能适应大多数电子线路及设备 的需要。
滤波电路用于滤去整流输出电压中的谐波。
滤波电路的特点:
均采用无源电路(电容滤波、电感滤波、π型滤 波);
理想情况下,滤波后只保留直流成分,而滤去所 有交流成分;
能够输出较大电流;
9.3 滤波电路
9.2.1 单相半波整流电路
一、工作原理
u2
2U2
0
uo
2U2
0
uD
0
2U2
io
2
4
3
t
t
t
~220V 50HZ
a D io
+uD– +
u2
u–o RL
b
设变压器副边电压为 u2 2U2sint
0
t
9.2.1 单相半波整流电路
二、主要参数
经整流后得到的单向脉动
电压,含有丰富的谐波成分,
3
uo
o
D1D3 D2D4 D1D3 导通 导通 导通
io
o iD1iD3 iD2iD4 iD1iD3
a
D4
D1
~220V t 50HZ
u2
b
D3
D2
t
ID(AV)
可调直流稳压电源的设计实验报告
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。
18 直流稳压电源
电路简单,带负载 能力较强,作为电
源使用。
33
8.3 稳压电路
8.3.1 稳压管稳压电路 8.3.2 串联型稳压电 路8.3.3 集成稳压器
34
8.3.1 稳压管稳压电路
1. 稳压管的伏安特性和主要参数
伏安特性 符号
稳定电压 UZ:稳压管的击穿电压 稳定电流 IZ:使稳压管工作在稳压状态的最小电流 最大耗散功率 PZM:允许的最大功率, PZM= IZM UZ 动态电阻 rz:工作在稳压状态时,rz=ΔU / ΔI
D3 b
电源短路 u2
uo
D1 D2
S
u0 RL
wt
wt
15
8.2 滤波电路
滤波原理:
低通滤波
电容C:与负载并联 电感L:与负载串联
交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直
流,其中既有直流成分又有交流成份。滤波电路
利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电
流)不能突变的特性, 将电容与负载RL并联(或将电 感与负载RL串联),滤掉整流电路输出电压中的交 流成份,保留其直流成份,达到平滑输出电压波
uD3,uD1
wt
输出是单向脉动 wt 的直流电压!
wt
11
3)各电量计算
输出电压平均值: U0 0.9U2
U02102uodwt0.9U2
输出电流平均值:
I0
0.9U 2 RL
二极管的平均电流:
ID
1 2
IO
二极管上承受的
最高反向电压: UDRM 2U2
uo io
wt
12
注意! 变压器副边电流有效值为
0 /2
/2 ~ t1
最新直流稳压电源的原理与设计ppt课件
稳压电阻R 的作用
将稳压二极管电流的变化转换为电压的变化, 从而起到调节作用,同时R也是限流电阻。
显然R 的数值越大,较小IZ的变化就可引起足够大的VR变 化,就可达到足够的稳压效果。
但R 的数值越大,就需要较大的输入电压VI值,损耗就要 加大。
此可计算出稳压电阻的最小值。即
Rmin=IV ZIm ma ax xIV LZ min
R mi< n RR max
稳压二极管在使用时 一定要串入限流电阻,不 能使它的功耗超过规定值,
否则会造成损坏!
三. 串联型稳压电源
1. 串联型稳压电源的构成
VO =VI-VR,
当VI↑→R↑ →VR↑→在一定程度 上抵消了VI增加对输出电压的影 响。
2 2U 2
二、滤波电路
交流 整流
脉动
滤波 直流
电压
直流电压
电压
滤波电路的结构特点:
L
L
C
RL
RL
RL
1. 电容滤波电路
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
S uo
D2
RL
b
u2
只有整流电路输出电压 uo
大于uc时,才有充电电 流。因此二极管中的电 流是脉冲波。
t
二极管中的电流
t
uo
t
当u2上升到 大于电容上的电压uc, u2对电容充电,充电时间常数 = rd C很小,每次都能充满
W7800系列稳压器外形及典型接线图
+10V 1 W7805 3 +5V
+
+
2
UI CI
18--直流稳压电源
当输出电流大于三端稳压器的输出电流时,使R 2上的压
降变大,T
导通。
1
I O=I+IC1
u
R1
T1
IC1
Ui
T2
R2
I IO
W7815
C1
C2 UOu
例题:1)指出电路的错误。2)说出各器件的作用。3) 计算输出电压范围(UZ2=6V)。4)电位器在中心位置时, T2的管耗(RL=10,u2=20V)
u2负半周时: D2、D4 导通, D1 、D3截止
+
220V u1
+
D4
u2 3
+ D3
2
4
D1
1
D2
+
+
RL
u L
-
+
u2
t
uL
t
(3)主要参数:
输出电压平均值:UL=0.9u2 输出电流平均值:IL= UL/RL =0.9 u2 / RL
流过二极管的平均电流:ID=IL/2 二极管承受的最大反向电压: URM= 2u2
uo的稳定。
18.1 整流电路
一. 单相整流电路 u2
1.半波整流电路
D
+
1
2
+0
220V u1
+ io
u2
+ uL
RL
u L
+ –
+
u2 >0 时:
–
二极管导通, uL=u2
+uD
u2<0时: 二极管截止,
uL=0
2
3
t 4
主要参数:
D
《直流稳压电源》PPT课件_OK
整流电路为电 容充电
S u0
RL
t
没有电容时的 输出波形
(7-19)
t
a
u1 u1
D4 u2
b
RL接入(且RLC较大)时
u2
忽略整流电路内阻
D1
D3
C
D2
电容通过RL放电, 在整流电路电压
小于电容电压时, 二极管截止,整
u0
流电路不为电容
充电,u0会逐渐下 降。
S RL u0
t
(7-20)
t
a
u1 u1
对直流分量( f=0):XL=0 相当于短路,电压大部分降在 RL上。对谐波分量: f 越高,XL越大,电压大部分降在XL
上。因此,在输出端得到比较平滑的直流电压。
当忽略电感线圈的直流电阻时,输出平均电压约为:
(7-26)
U0=0.9U2
u1
u2
L RL u0
(2)电感滤波的特点:
整流管导电角较大,峰值电流很小,输出特性比 较平坦,适用于低电压大电流(RL较小)的场合。缺 点是电感铁芯笨重,体积大,易引起电磁干扰。
UR
+ -
R2
串联反馈式稳压电路
在运放理想条件下(AV= ri= ):
UO (1 R1 ) UR 1 UR
(7-35)
R2
F
2、采用辅助电源(比较放大部分的电源)。
3、用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益。
六 、过流保护 为避免使用中因某种原因输出短路或过载
致使调整管流过很大的电流,使之烧坏故需有快 速保护措施。常见保护电路有两类—— 限流型: 把电流限制在允许范围内,不再增大; 截留型: 过流时使调整管截止或接近截止。
直流稳压电源
D2
当u2正半周时, D1导通,D2截止。
当u2负半周时, D2导通,D1截止。
全波整流电压波形 u2
·
220 V
D1
1
2
·
+0
u2
RL
uL -
uL
·
u2
1
2
uD1
D2
uD2
2
3
t 4
主要参数:
D1
1
2
·
IL
·
u2
RL
220 V
·
u2
1
2
D2
(2)输出电流平均值IL :
uL
t
+
uL 0 2
-
(1)输出电压平均值UL:
1. 电容滤波
+
220V u1
+
D4
u2 3
D3
2
4
D1
1
C
D2
+
+
RL u L
-
+
(1)空载(RL=∞)时: uL uC 2u2
+
4
uc
+
D4
D1
+
220V u1
u2 3
1
C
u L
D3
D2
2
+
-
u2> uC时:
u2
+
二极管导通,C充电
u2< uC时: 二极管截止,C放电。 uL
t uc=uL
-
+
uL
t
t
(3)主要参数:
输出电压平均值:UL=0.9u2 输出电流平均值:IL= UL/RL =0.9 u2 / RL
第4章直流稳压电源
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4.5 稳压电路
3.电路特点
硅稳压管稳压电路结构简单,元件少。但输出电压由稳 压管的稳压值决定,不可随意调节,因此输出电流的变化 范围较小,只适用于小型的电子设备中。
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4.5 稳压电路
4.5.2 串联型晶体管稳压电路 1.电路结构
图4-18为三极管串联稳压电路原理图,它由取样电路、 基准电压、比较放大器及调整元件等环节组成,其方框图 如图4-19所示。
• (4)稳压电路用来消除由于电网电压波动、负载改变对其产生 的影响,从而使输出电压稳定。
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4.1 整流电路
4.1.1 单相半波整流电路
1.工作原理
单相半波整流电路如图4—2(a)所示。它是最简单的整流 电路,由整流变压器、整流二极管V及负载电阻RL组成。其 中v1 、v2分别为整流变压器的原边和副边交流电压。
在负载电阻RL得到的是如图4-2 (b)所示的单向脉动电 压。
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4.1 整流电路
二 A→极V设→管在R交LV→流因B电→加压A正。正半注向周意电(到0~,压t1忽)而,略v导2二>极通0,管,A正端电向电压流位降比IL时B的端,电A路点位径电高位,是 与C点电位相等,则v2几乎全部加到负载RL上,RL上电流方向与 电压极性如图4-2所示。
直流稳压电源全 ppt课件
(2)电容滤波电路
现以单相桥式电容滤波整流电路为例来 说明。电容滤波电路如图10.1.4所示,在负载 电阻上并联了一个滤波电容C。
图10.1.4电容滤波电路
(3)滤波原理 若电路处于正半周,二极管D1、D3导通,变 压联在器v次2上端,电所压以v2输给出电波容形器同C充v2 电,。是此正时弦C形相。当于并
整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电。
滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除,减少交流成分, 增加直流成分。
稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直 流电压。
直流电源的方框图如图10.0.1所示。
10.1 小功率整流滤波电路
10.1.1 单相半波整流电路
单相半波整流电路如图10.1.1(a) 所示,波形图如图10.1.1(b)所示。
(a)桥式整流电路
(b)波形图
图10.1.3 单相桥式整流电路
在分析整流电路工作原理时,整流电路
中的二极管是作为开关运用,具有单向导电 性。根据图10.1.3(a)的电路图可知:
当正半周时二极管D1、D3导通,在负载 电阻上得到正弦波的正半周。
当负半周时二极管D2、D4导通,在负载 电阻上得到正弦波的负半周。
IO=0
有时稳压系数也用下式定义
Sr
=VO/VO VI /VI
IO=0
一般特指ΔVi/Vi=±10%时的Sr
(2)电压调整率SV
SV=V 1 O V V O I
10% 0
IO=0
(3)输出电阻Ro
Ro
= VO IO
VI=0
当输出电流从零变化到最大额定值时, 输出电压的相对变化值。
(4)电流调整率SI
2V2
直流稳压电源.ppt
航空工业
模拟电子技术
三、直流稳压电源的应用
手机
计算机
模拟电子技术
四、思考题
如果需要一个输出电压可调的直流稳压电源,使得输出 电压在9~12v之间可调,该怎么办?请搜集相关的资料,写 出解决方案。
滤 波 电 路
负 载
模拟电子技术
二、直流稳压电源的工作原理
电源变压器
整流电路
滤波电路
模拟电子技术
二、直流稳压电源的工作原理
模拟电子技术
二、直流稳压电源的工作原理
实验台
模拟电子技术
二、直流稳压电源的工作原理
导线
模拟电子技术
二、直流稳压电源的工作原理
示波器
模拟电子技术
三、直流稳压电源的应用
航海工业
模拟电子技术
直流稳压电源
模拟电子技术
一、整流电路
利用二极管的单向导电性,将交流电变换为单向脉动直流电。
模拟电子技术
二、直流稳压电源的工作原理
直流稳压电源就是利用了整流电路的特性,再通过滤波电路输出稳定电源的工作原理
交 流 电 源
电 源 变 压 器
整 流 电 路
直流可调稳压电源原理图
绍的这款可调稳压电源,输出电压范围为3到12V,最大输电流为1A1、电路工作原理直流可调稳压电源原理图见下图,其中图1为系统框图,图2为原理图,主要由整流电路和稳压电路两部分组成,稳压电路接在整流电路和负载之间,采用了三端可调稳压集成电路LM337作为主芯片,使得该稳压电源的电路非常简单。
图1在介绍电路的工作原理前先介绍一下集成可调稳压电路337的工作原理。
其引脚及外型如下图所示:这块芯片的典型应如下:其输出电压与电阻的关系为:-VOUT=-1.25×(1+R2/120)+(-IADJ×R2)从以上公式不难看出,当改变R2的阻值时,就可以得到不同的输出电压值。
图2交流市电经变压后,输出电压约为14V左右,经整流和滤波后加在三端稳压集成电路的输入端,调节控制端的电阻器,就能改变337ADJ控制端的对地电压值,从而在输出端得到不同的电压输出。
LED作为电源指示灯用,通过调节LM337控制端的电压值,可使输出端输出不同的电压值,从而实现可调稳压输出。
在输出端该稳压电源还接有极性转换输出开关,通过选择,可使输出端得到正负相反的电压极性。
2、安装与调试先将所有元件按要求焊接在印制板上,注意焊接顺序及焊接的时间,防止损坏元件,只要焊接无误一般都能正常工作。
特别是三端稳压集成电路LM337的焊接,不能将方向焊反,同时由于该产品的外壳为塑料材料制成,在焊接变压器电源端引线时必须掌握技巧,先将插头铜片用刀刮开净,然后用松香等助焊剂将刮好的铜片上锡,操作过程时间要短,否则极易使塑料熔化,待上好锡的铜片冷却后,再进行变压器引线的焊接,下图是安装的元件布置图和我们安装调试好后的实物图:然后将变压器及电路板装于塑料盒中,将电源指示发光二极管从外壳的孔中穿出并固定好(由于是塑料外壳,制作过程中可能会因操作者焊变压器引线时间过长而变型,造成安装孔位稍有偏移,组装时须引起注意!)这样,一个直流可调稳压电源就完成了,有了这个电源,在以后的电子制作中就会有许多方便。
09 直流稳压电源.ppt
URmax 2U2
考 虑 10% 的 裕 量 :
4. 单相桥式整流 • 工作原理
~220V 50Hz
A
+ D4 u2 -
B
D1
D3 D2
+ RL uo
-
IF
1.1Io(AV)1.1
2U2
RL
UR1.1 2U2
u2 正半周时:A点电位最高,B点 电位最低, D1、D3导通,D2、D4截 止, uo =u2;
u2 负半周时:A点电位最低,B点电位最高, D2、D4导 通,D1、D3截止, uo =-u2。
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4
ui
2U 2
O
2
3
4 t
~220V 50Hz
i D i D 2 ,4 i D 1 ,3
A
+ D4 u2 -
B
D1
D3
+
D2 RL
uo -
O 2 3 4 t
2U 2 uo
Home
1
1. 稳定电源的分类
交流稳 交流稳流电源
稳 定电源 交流稳压电源
定
直流稳流电源ຫໍສະໝຸດ 电源直流稳 定电源 直流稳压电源
化学稳压源 线性稳压源
开关型稳压源
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2
2. 直流电源的发展趋势
• 当今电源产业中占主导地位的产品有各种线性稳压电源、 通信用的AC/DC开关电源、AC/DC开关电源、DC/DC开 关电源、UPS、交流变频调速电源、正弦波逆变电源、大 功率高频高压直流稳压电源、中频感应加热电源、电力 操作电源、绿色照明电源、高效可靠低污染的光伏逆变 电源、风光互补型电源等等。
直流稳压电源原理
三端固定输出集成稳压器通用产品有 CW7800系列(正电源)和CW7900系列(负电 源)。
图8.14所示为CW7800和CW7900系列 塑料封装和金属封装三端集成稳压器的外 形及管脚排列。
图8.14 三端固定输出集成稳压器的外形及管脚排列
1.基本应用电路
图8.15所示为7800系列集成稳压器的 基本应用电路。由于输出电压决定于集成 稳压器,所以图8.15输出电压为12V,最大 输出电流为1.5A。
三极管被称为调整管。串联型稳压电 路组成框图如图8.13(a)所示,它由调整管 、取样电路、基准电压和比较放大电路等 部分组成。图8.13(b)所示为串联反馈式稳 压电路的原理电路图。
图8.13 串联反馈式稳压电路
VT为调整管,它工作在线性放大区 ,故又称为线性稳压电路。R3和稳压管 VD组成基准电压源,为集成运放A的同 相输入端提供基准电压;R1、R2和Rp组成 取样电路,它将稳压电路的输出电压分压
图8.15 7800系列基本应用电路
2.提高输出电压的电路
实际需要的直流稳压电源,如果超过集 成稳压器的输出电压数值时,可外接一些元 件提高输出电压,图8.16所示电路能使输出 电压高于固定电压,图中的UXX为CW78系列 稳压器的固定输出电压数值,显然有:
UO=UXX+UZ
图8.16 提高输出电压电路一
图8.22 CW2575/2576外形及管脚图
8.3.2 直流—直流(DC-DC)电 压变换电路
将一个恒定的直流电压通过电子器件 的开关作用变换成为可变的直流电压的过 程,称为直流—直流变换,即DC-DC变换 。
PWM是为保持变换器的输出电压稳定 ,所采用占空比控制技术中的脉宽调制技 术。
1.集成PWM控制器的组成和原理