串联型稳压电源的设计说明
利用7812、7912设计一个输出±12V、1A的直流稳压电源的设计报告
三、仪器及元件
变压器 3N246,电阻(12 欧) ,电容(3.5mF,0.33F, 1μF) , 1B4B42 型 号 三 极 管 , 集 成 稳 压 器 ( MC7812CT , LM7912CT) ,导线若干。
四、电路
五、仿真结果
1、变压器输2、二极管参数的选择 3、滤波电容的计算 4、稳压器两端电容的选择 5、电阻的选择 七、误差分析 八、大胆设想★★★★★ 1、多级滤波 2、稳压器的综合应用 九、设计总结 十、参考文献
直流稳压电源设计报告
一、设计题目
利用 7812、7912 设计一个输出±12V、1A 的直流稳压电 源; 要求: 1)画出系统电路图,并画出变压器输出、滤波电路输 出及稳 压输出的电压波形和变压器副边的电流波形 2)输入工频 220V 交流电的情况下,确定变压器变比 3)在满载情况下选择滤波电容的大小 (取 5 倍工频半周期) 4)求滤波电路的输出电压 5)说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的 容值
12 11 .850
的有一点偏差。 其中: 最大值相对误差为
12
100 % 1.25%
由以上数据可以看出,所有误差均处于实验误差允许范围 内,因此我们可以认为,该电路的设计还是很合理的。
八、大胆设想★★★★★
1、滤波方式 据本小组调查,大家在选择滤波方式时大都选择了一级 滤波并且是电容滤波,为了得到更好的滤波效果,我组提出 用多级滤波的方式,例如教材上提到的两级滤波:倒 L 型滤 波和π型滤波。 2、稳压器的综合应用
直流电源设计报告
学
院
信息与控制工程学院 自动化 1202
专业班级 小组组长 小组成员
目录
一、设计题目 二、设计原理 三、仪器及元件 四、电路 五、仿真结果 1、变压器副边电压输出波形 2、滤波之后的电压输出波形 3、稳压之后的电压输出波形 4、变压器副边电流输出波形 六、仪器、元件选择的相关计算
(完整版)直流稳压电源电路的设计实验报告
直流稳压电源电路的设计实验报告一、实验目的1、了解直流稳压电源的工作原理。
2、设计直流稳压电路,要求输入电压:220V市电,50Hz,用单变压器设计并制作能够输出一组固定+15V输出直流电压和一组+1.2V~+12V连续可调的直流稳压电源电路,两组输出电流分别I O≥500mA。
3、了解掌握Proteus软件的基本操作与应用。
二、实验线路及原理1、实验原理(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:图2-1 直流稳压电源的原理框图和波形变换其中:1)电源变压器:是降压变压器,它将电网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,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,把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加以滤除,从而得到比较平滑的直流电压。
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。
4)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。
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。
(2)整流电路常采用二极管单相全波整流电路,电路如图2-2所示。
在u2的正半周内,二极管D1、D2导通,D3、D4截止;u2的负半周内,D3、D4导通,D1、D2截止。
正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL,且方向是一致的。
电路的输出波形如图2-3所示。
t整流二极管采用1N4007,具有正向导通电压降低,导通电流高,泄露电流低,过载电流高,成本低等优点,其基本参数如下图所示,有黑色线圈一端表示负极。
串联型直流稳压电源知识测试题
串联型直流稳压电源一、主要指标和要求1、输出电压:8~15V可调2、输出电流:I0=1A3、输入电压:交流220V +/- 10%4、保护电流:I0m =1.2A5、稳压系数:Sr = 0.05%/V6、输出电阻:R0 < 0.5 Ω7、交流分量(波纹电压):<10mV二、方案选择及电路工作原理分析电路组成及工作原理;我们所设计的串联型直流稳压电源为小功率电源,它将频率为50Hz、有效值为220V的单相交流电压转化为幅值稳定、输出电流为1A以下的可调直流电压。
交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压,其方框图如图1所示。
1、电源变压器电源变压器是利用电磁感应原理,将输入的有效值为220V的电网电压转换为所需的交流低电压。
变压器的副边电压有效值由后面电路的需要决定。
2、整流电路整流电路的任务是将经过变压器降压以后的交流电压变换为直流电压。
变压器的选择,除了应满足功率要求外,它的次级输出电压的有效值V2 应略高于要求稳压电路输出的直流电压值。
对于高质量的稳压电源,其整流电路一般都选用桥式整流电路。
整流电路常见的有单相桥式整流电路,单相半波整流电路,和单相全波整流电路。
(1)工作原理单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路,如图(a)所示。
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1(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。
在负载电阻上正、负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压。
(2)参数计算输出电压是单相脉动电压,通常用它的平均值与直流电压等效。
输出平均电压为流过负载的平均电流为流过二极管的平均电流为二极管所承受的最大反向电压流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量,可将脉动电压做傅里叶分析,此时谐波分量中的二次谐波幅度最大。
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。
mos稳压电路
MOS稳压电路1. 简介稳压电路是一种用于将输入电压稳定在特定输出电压的电路。
MOS稳压电路是一种常见的稳压电路,利用金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)来实现电压的稳定。
MOSFET是一种三端器件,由栅极、漏极和源极组成。
它具有高输入阻抗、低输出阻抗和良好的线性特性,因此非常适合用于构建稳压电路。
本文将介绍MOS稳压电路的工作原理、分类以及设计要点,并提供一个具体实例来说明其应用。
2. 工作原理MOS稳压电路基于负反馈原理工作。
当输入电压发生变化时,负反馈通过调节控制信号来改变MOSFET的导通状态,从而使输出电压保持恒定。
具体而言,当输入电压增加时,输出也会相应增加。
这使得比较器检测到输出过高,并通过负反馈回路调整控制信号。
控制信号改变后,MOSFET的导通状态发生变化,使得输出返回到设定值。
同样地,当输入电压减小时,输出也会相应减小。
比较器检测到输出过低,并通过负反馈回路调整控制信号,使得MOSFET的导通状态发生变化,使输出返回到设定值。
通过这种方式,MOS稳压电路能够自动调整输出电压,使其保持稳定。
3. 分类根据MOSFET的工作模式和连接方式,MOS稳压电路可以分为以下几类:3.1 压流型稳压电路压流型稳压电路也称为恒流源稳压电路。
它使用一个恒流源来提供恒定的偏置电流,并通过调节MOSFET的导通状态来实现稳定的输出。
这种类型的稳压电路适用于大功率应用,因为它能够提供高效率和低温升。
3.2 串联型稳压电路串联型稳压电路是将负载放在MOSFET的源极和漏极之间。
当输入电压变化时,通过调节控制信号来改变MOSFET的导通状态,从而实现对输出电压的调节。
串联型稳压电路适用于低功率应用,并且具有较好的线性特性和稳定性。
3.3 并联型稳压电路并联型稳压电路是将负载放在MOSFET的漏极和地之间。
当输入电压变化时,通过调节控制信号来改变MOSFET的导通状态,从而实现对输出电压的调节。
并联型稳压电路适用于大功率应用,因为它能够提供较高的输出电流。
集成直流稳压电源设计说明书
集成直流稳压电源设计说明书学生姓名:XX学号:XXXXX专业班级:XXXX XX报告提交日期:XXXXX湖南理工学院物电学院引言电源是各种电子设备比不可少的组成部分,其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
目前常用的直流稳压电源分为线性电源和开关电源两大类。
随着集成电路的飞速发展,稳压电路也迅速实现集成化,市场上已有大量生产的各种型号的单片集成稳压电路。
它和分立的晶体管电路比较,具有很多突出的优点,主要体现在体积小、重量轻、耗电少、可靠性高、运行速度快,且调试方便、使用灵活,易于进行大批量自动化生产。
因此,广泛地用于各种电子设备。
目录一、设计任务及要求二、基本原理与分析三、集成稳压器1、集成稳压器的分类2、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1、稳压电源的技术指标2、稳压电源的要求五、电路设计1、设计思路2、直流稳压电源的组成3、单元电路的设计4、总电路图六、总结七、参考文献一、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.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。
(5)通过集成直流稳压电源的设计,要求学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。
二、基本原理与分析集成稳压器是将稳压电路中的各种元器件(电阻、电容、二极管、三极管等)集成化,同时做在一个硅片上,或者将不同芯片组成一个整体而成为稳压集成电路或电源模块。
线性集成稳压器的基本构成如图1所示,它主要由基准电压、比较放大器、取样电路、调整电路、启动电路和保护电路组成。
图1 线性集成稳压器的基本构成当输出电压发生变化时,取样电路取出部分输出电压进行比较,通过比较放大器将误差信号放大后,送到调整管基极,推动调整管调整其管压降,达到稳定输出电压的目的。
带有放大环节串联型稳压电路教案-福建三明工贸学校
《带有放大环节串联型稳压电路》教案授课科目:电子线路授课教师:彭佩烘三明工贸学校2010年9月会计算输出电压)、输出电压:2教学过程课题:带有放大环节的串联型稳压电路新课导入:教师:上节课我们学习了简单串联型稳压电路,我们现在利用EWB仿真软件复习该电路的结构、工作原理并总结该电路的特点。
教师提问:为什么该电路称为串联型稳压电路?学生回答:因为调整管和负载电阻之间采用串联的连接方式,因此取名串联型稳压电器上。
教师提问:请写出电路输出电压表达式?学生回答:V L=V Z-V BE教师提问:请用符号写出,当电网电压向上波动时,电路的稳压过程?学生回答:。
教师总结:它的稳压效果比并联型稳压电路好,但是,它还存在不足之处:输出电压取决于稳压管V Z的大小,不能调节,输出稳定度还有等于进一步提高。
因此,它只适用于输出固定电压、小电流的场合。
【引导思考】能不能在简单串联型稳压电路的基础上进行改进,以提高电路输出稳定度,并能对输出电压进行调节?【提示】为了提高稳压精度,可以对误差电压进行放大,这样,只要输出有微小的变化,调整管就能检测到并作出相应的反应,则可以大大提高稳压效果等。
【解决方案】带有放大环节串联型稳压电路:改进后的串联型稳压电路带有放大环节,不仅输出稳定精度提高了,还可以实现输出电压的大小调节,是下面介绍典型的串联型稳压电路。
新课教学:一、带有放大环节稳压电路组成:1、方框图:2、电路组成及各元件作用:电路由四部分组成:(1)基准电压:由和R组成。
给发射极提供稳定的基准电压。
(2)取样电路:由R1、R2和Rw组成。
将输出电压的变化量的一部分取出,加到比较放大器和基准电压进行比较。
(3)比较放大:将取样电路送来的电压与基准电压进行比较,把二者的差值电压加以放大后去控制调整管。
(4)调整管:根据输出电压的变化量自动调整的大小,以保证输出电压稳定。
是调整管的偏置电阻和负载电阻。
二、分析稳压过程:1、分析稳压过程,首先要明确变量之间的关系:(a)的变化取决于:(b)的变化取决于:(c)的变化取决与:∵,,∴(d)的变化取决于:,又取决于(e)的变化取决于采样电压:(2)稳压过程:(理论分析和仿真分析)A 、由前面学过的知识我们了解到,电源电路的输出不稳定的因素有两个:电网电压的波动和负载变化,首先,我们分析当电网电压向上波动时,电路的稳压过程,各物理量变化表示如下:B 、其他三种情况的稳压过程分析,教师通过提问的方式由学生完成。
直流稳压电源串联型晶体管稳压电源实训指导
直流稳压电源(Ⅰ)串联型晶体管稳压电源实训指导(特别提醒:实验电路图中可能存在有的元器件数值与实验电路板中的不相同,实验时应以实验电路板中的为准。
另外,由于元器件老化、湿度变化、温度变化等诸多因素的影响所致,实验电路板中所标的元器件数值也可能与元器件的实际数值不一致。
有的元器件虽然已经坏了,但仅凭肉眼看不出来。
因此,在每次实验前,应该先对元器件(尤其是电阻、电容、三极管)进行单个元件的测量(注意避免与其它元器件或人体串联或并联在一块测量)。
并记下元器件的实际数值。
否则,实验测得的数值与计算出的数值可能无法进行科学分析。
)一.实验目的1.研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。
2.掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。
二.实验原理电子设备一般都需要直流电源供电。
这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外,大多数是采用把交流电(市电)转变为直流电的直流稳压电源。
u u ut t t t t图14—1直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成,其原理框图如图14—1所示。
电网供给的交流电压u1(220V,50H Z)经电源变压器降压后,得到符合电路需要的交流电压u1,然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压u3,再用滤波器滤去其交流分量,就可得到比较平直的直流电压u r。
但这样的直流输出电压,还会随交流电网电压的波动或负载的变化而变化。
在对直流供电要求较高的场合,还需要使用稳压电路,以保证输出直流电压更加稳定。
图14—2图14—2是由分立元件组成的串联型稳压电源的电路图。
其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。
稳压部分为串联型稳压电路,它由调整元件(晶体管V1 )比较放大器V3、R1,取样电路R4、R5、RP,基准电压R2、VST和过流保护电路V3管及电阻等组成。
整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统,其稳压过程为:当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时,取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器,并与基准电压进行比较,产生的误差信号经V 2放大后送至调整V 1的基极,使调整管改变其管压降,以补偿输出电压的变化,从而达到稳定输出电压的目的。
搞懂DCDC电源怎么回事
搞嵌入式的工程师们往往把单片机、ARM、DSP、FPGA搞的得心应手,而一旦进行系统设计,到了给电源系统供电,虽然也能让其精心设计的程序运行起来,但对于新手来说,有时可能效率低下,往往还有供电电流不足或过大引起这样那样的问题,本文十一条金律轻松搞定DCDC电源转换。
第一条、搞懂DC/DC电源怎么回事DC/DC电源电路又称为DC/DC转换电路,其主要功能就是进行输入输出电压转换。
一般我们把输入电源电压在72V以内的电压变换过程称为DC/DC转换。
常见的电源主要分为车载与通讯系列和通用工业与消费系列,前者的使用的电压一般为48V、36V、24V等,后者使用的电源电压一般在24V以下。
不同应用领域规律不同,如PC中常用的是12V、5V、3.3V,模拟电路电源常用5V 15V,常用3.3V等,现在的FPGA、DSP还用2V以下的电压,诸如1.8V、1.5V、1.2V 等。
在通信系统中也称二次电源,它是由一次电源或直流电池组提供一个直流输入电压,经DC/DC变换以后在输出端获一个或几个直流电压。
第二条、需要知道的DC/DC转换电路分类DC/DC转换电路主要分为以下三大类:①稳压管稳压电路。
②线性(模拟)稳压电路。
③开关型稳压电路第三条、最简单的稳压管电路设计方案稳压管稳压电路电路结构简单,但是带负载能力差,输出功率小,一般只为芯片提供基准电压,不做电源使用。
比较常用的是并联型稳压电路,其电路简图如图(1)所示,选择稳压管时一般可按下述式子估算:(1)Uz=Vout; (2)Izmax=(1.5-3)ILmax (3)Vin=(2-3)Vout 这种电路结构简单,可以抑制输入电压的扰动,但由于受到稳压管最大工作电流限制,同时输出电压又不能任意调节,因此该电路适应于输出电压不需调节,负载电流小,要求不高的场合,该电路常用作对供电电压要求不高的芯片供电。
第四条、基准电压源芯片稳压电路稳压电路的另一种形式,有些芯片对供电电压要求比较高,例如AD DA芯片的基准电压等,这时常用的一些电压基准芯片如TL431、MC1403 ,REF02等。
常见基本经典电路详解1——电源部分
常见基本经典电路详解一、电源电路单元一张电路图通常有几十乃至几百个元器件,它们的连线纵横交叉,形式变化多端,初学者往往不知道该从什么地方开始,怎样才能读懂它。
其实电子电路本身有很强的规律性,不管多复杂的电路,经过分析可以发现,它是由少数几个单元电路组成的。
好象孩子们玩的积木,虽然只有十来种或二三十种块块,可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图形或立体模型。
同样道理,再复杂的电路,经过分析就可发现,它也是由少数几个单元电路组成的。
因此初学者只要先熟悉常用的基本单元电路,再学会分析和分解电路的本领,看懂一般的电路图应该是不难的。
按单元电路的功能可以把它们分成若干类,每一类又有好多种,全部单元电路大概总有几百种。
下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。
让我们从电源电路开始。
1、电源电路的功能和组成每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。
电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。
常见的家用电器中多数要用到直流电源。
直流电源的最简单的供电方法是用电池。
但电池有成本高、体积大、需要不时更换(蓄电池则要经常充电)的缺点,因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。
电子电路中的电源一般是低压直流电,所以要想从220V市电变换成直流电,应该先把 220V交流变成低压交流电,再用整流电路变成脉动的直流电,最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。
有的电子设备对电源的质量要求很高,所以有时还需要再增加一个稳压电路。
因此整流电源的组成一般有四大部分,见图1,其中变压电路其实就是一个铁芯变压器,需要介绍的只是后面三种单元电路。
图1整流电源电路2、整流电路整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。
(1)半波整流半波整流电路只需一个二极管,见图2(a)。
在交流电正半周时D导通,负半周时D截止,负载 RL 上得到的是脉动的直流电。
图2(a)半波整流电路的电路及电压波形(2)全波整流全波整流电路,可以看作是由两个半波整流电路组合成的。
电子技术课程设计
电子技术课程设计一、课程设计目的:1.电子技术课程设计是电气工程专业学生一个重要实践环节,主要让学生通过自己设计并制作一个实用电子产品,巩固加深并运用在《模拟电子技术》和《数字电子技术》课程中所学的理论知识;2.经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、制作电子产品等,加强在电子技术方面解决实际问题的能力,基本掌握常用电子线路的一般设计方法、设计步骤和设计工具,提高电子线路的设计、制作、调试和测试能力;3.课程设计是为理论联系实际,培养学生动手能力,提高和培养创新能力,通过熟悉并学会选用电子元器件,为后续课程的学习、毕业设计、毕业后从事生产和科研工作打下基础。
二、课程设计收获:1.学习电路的基本设计方法;加深对课堂知识的理解和应用。
2.完成指定的设计任务,理论联系实际,实现书本知识到工程实践的过渡;3.学会设计报告的撰写方法。
三、课程设计教学方式:以学生独立设计为主,教师指导为辅。
四、课程设计一般方法1. 淡化分立电路设计,强调集成电路的应用一个实用的电子系统通常是由多个单元电路组成的,在进行电子系统设计时,既要考虑总体电路的设计,同时还要考虑各个单元电路的选择、设计以及它们之间的相互连接。
由于各种通用、专用的模拟、数字集成电路的出现,所以实现一个电子系统时,根据电子系统框图,多数情况下只有少量的电子电路的参数计算,更多的是系统框图中各部分电子电路要正确采用集成电路芯片来实现。
2. 电子系统内容步骤:总体方案框图---单元电路设计与参数计算---电子元件选择---单元电路之间连接---电路搭接调试---电路修改---绘制总体电路---撰写设计报告(课程设计说明书)(1)总体方案框图:反映设计电路要求,按一定信息流向,由单元电路组成的合理框图。
比如一个函数发生器电路的框图:(2)单元电路设计与参数计算---电子元件选择:●基本模拟单元电路有:稳压电源电路,信号放大电路,信号产生电路,信号处理电路(电压比较器,积分电路,微分电路,滤波电路等),集成功放电路等。
串联稳压电路的分析
一、简易串联稳压电源1、原理分析图4-1-1是简易串联稳压电源,T1是调整管,D1是基准电压源,R1是限流电阻,R2是负载。
由于T1基极电压被D1固定在UD1,T1发射结电压(UT1)BE在T1正常工作时基本是一个固定值(一般硅管为0.7V,锗管为0.3V),所以输出电压UO=UD1-(UT1)BE。
当输出电压远大于T1发射结电压时,可以忽略(UT1)BE,则UO≈UD1。
下面我们分析一下建议串联稳压电源的稳压工作原理:假设由于某种原因引起输出电压UO降低,即T1的发射极电压(UT1)E降低,由于UD1保持不变,从而造成T1发射结电压(UT1)BE上升,引起T1基极电流(IT1)B上升,从而造成T1发射极电流(IT1)E被放大β倍上升,由晶体管的负载特性可知,这时T1导通更加充分管压降(UT1)CE将迅速减小,输入电压UI更多的加到负载上,UO得到快速回升。
这个调整过程可以使用下面的变化关系图表示:UO↓→(UT1)E↓→UD1恒定→(UT1)BE↑→(IT1)B↑→(IT1)E↑→(UT1)CE↓→UO↑当输出电压上升时,整个分析过程与上面过程的变化相反,这里我们就不再重复,只是简单的用下面的变化关系图表示:UO↑→(UT1)E↑→UD1恒定→(UT1)BE↓→(IT1)B↓→(IT1)E↓→(UT1)CE↑→UO↓这里我们只分析了输出电压UO降低的稳压工作原理,其实输入电压UI降低等其他情况下的稳压工作原理都与此类似,最终都是反应在输出电压UO降低上,因此工作原理大致相同。
从电路的工作原理可以看出,稳压的关键有两点:一是稳压管D1的稳压值UD1 要保持稳定;二是调整管T1要工作在放大区且工作特性要好。
其实还可以用反馈的原理来说明简易串联稳压电源的工作原理。
由于电路是一个射极输出器,属于电压串联负反馈电路,电路的输出电压为UO=(UT1)E≈(UT1)B,由于(UT1)B保持稳定,所以输出电压UO也保持稳定。
直流稳压电源─ 串联型晶体管稳压电源
附件2:参考资料参考资料1、实验十八直流稳压电源─串联型晶体管稳压电源一、实验目的1、研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。
2、掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。
二、实验原理电子设备一般都需要直流电源供电。
这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外,大多数是采用把交流电(市电)转变为直流电的直流稳压电源。
图18-1 直流稳压电源框图直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成,其原理框图如图18-1 所示。
电网供给的交流电压u1(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动电压u3,再用滤波器滤去其交流分量,就可得到比较平直的直流电压uI。
但这样的直流输出电压,还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。
在对直流供电要求较高的场合,还需要使用稳压电路,以保证输出直流电压更加稳定。
图18-2 是由分立元件组成的串联型稳压电源的电路图。
其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。
稳压部分为串联型稳压电路,它由调整元件(晶体管T1);比较放大器T2、R7;取样电路R1、R2、RW,基准电压DW、R3和过流保护电路T3管及电阻R4、R5、R6等组成。
整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统,其稳压过程为:当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时,取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器,并与基准电压进行比较,产生的误差信号经T2放大后送至调整管T1的基极,使调整管改变其管压降,以补偿输出电压的变化,从而达到稳定输出电压的目的。
图18-2 串联型稳压电源实验电路由于在稳压电路中,调整管与负载串联,因此流过它的电流与负载电流一样大。
当输出电流过大或发生短路时,调整管会因电流过大或电压过高而损坏,所以需要对调整管加以保护。
在图18-2 电路中,晶体管T 3、R 4、R 5、R 6组成减流型保护电路。
5V稳压电源课程设计
河南机电高等专科学校电子技术课程设计报告设计课题:5V稳压电源专业班级:学生姓名:学生学号:指导教师:成绩:二○一一年十二月二十日5V 稳压电源一、设计任务与要求1.设计任务设计一集成直流稳压电源(1)交流220V 伏输入,直流5V 输出。
电压纹波系数<0.5%,电流输出不小于500mA 。
(2)使用接插件接口,移动方便,接口设计合理。
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电路。
(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、整流二极管、滤波电容等元件只做选择性设计; (2)合理选择集成稳压器;完成全电路理论设计、绘制电路图;二、方案设计与论证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、输出电阻、温度系数及纹波电压等。
2.1.1. 稳压器质量指标 (1)电压调整率SV电压调整率是表征稳压器稳压性能的优劣的重要指标,又称为稳压系数或稳定系数,它表征当输入电压VI 变化时稳压器输出电压VO 稳定的程度,通常以单位输出电压下的输入和输出电压的相对变化的百分比)(%100⨯⋅∆∆O O IV V V 表示。
(2)电流调整率SI电流调整率是反映稳压器负载能力的一项主要自指标,又称为电流稳定系数。
它表征当输入电压不变时,稳压器对由于负载电流(输出电流)变化而引起的输出电压的波动的抑制能力,在规定的负载电流变化的条件下,通常以单位输出电压下的输出电压变化值的白分比来表示稳压器的电流调整率(%100⨯∆O OV V )(3)纹波抑制比SR纹波抑制比反映了稳压器对输入端引入的市电电压的抑制能力,当稳压器输入和输出条件保持不变时,稳压器的纹波抑制比常以输入纹波电压峰-峰值与输出纹波电压峰-峰值之比表示,一般用分贝数表示。
带有放大环节串联型稳压电路教案-福建三明工贸学校
《带有放大环节串联型稳压电路》教案授课科目:电子线路授课教师:彭佩烘三明工贸学校2010年9月会计算输出电压)、输出电压:2教学过程课题:带有放大环节的串联型稳压电路新课导入:教师:上节课我们学习了简单串联型稳压电路,我们现在利用EWB仿真软件复习该电路的结构、工作原理并总结该电路的特点。
教师提问:为什么该电路称为串联型稳压电路?学生回答:因为调整管和负载电阻之间采用串联的连接方式,因此取名串联型稳压电器上。
教师提问:请写出电路输出电压表达式?学生回答:V L=V Z-V BE教师提问:请用符号写出,当电网电压向上波动时,电路的稳压过程?学生回答:。
教师总结:它的稳压效果比并联型稳压电路好,但是,它还存在不足之处:输出电压取决于稳压管V Z的大小,不能调节,输出稳定度还有等于进一步提高。
因此,它只适用于输出固定电压、小电流的场合。
【引导思考】能不能在简单串联型稳压电路的基础上进行改进,以提高电路输出稳定度,并能对输出电压进行调节?【提示】为了提高稳压精度,可以对误差电压进行放大,这样,只要输出有微小的变化,调整管就能检测到并作出相应的反应,则可以大大提高稳压效果等。
【解决方案】带有放大环节串联型稳压电路:改进后的串联型稳压电路带有放大环节,不仅输出稳定精度提高了,还可以实现输出电压的大小调节,是下面介绍典型的串联型稳压电路。
新课教学:一、带有放大环节稳压电路组成:1、方框图:2、电路组成及各元件作用:电路由四部分组成:(1)基准电压:由和R组成。
给发射极提供稳定的基准电压。
(2)取样电路:由R1、R2和Rw组成。
将输出电压的变化量的一部分取出,加到比较放大器和基准电压进行比较。
(3)比较放大:将取样电路送来的电压与基准电压进行比较,把二者的差值电压加以放大后去控制调整管。
(4)调整管:根据输出电压的变化量自动调整的大小,以保证输出电压稳定。
是调整管的偏置电阻和负载电阻。
二、分析稳压过程:1、分析稳压过程,首先要明确变量之间的关系:(a)的变化取决于:(b)的变化取决于:(c)的变化取决与:∵,,∴(d)的变化取决于:,又取决于(e)的变化取决于采样电压:(2)稳压过程:(理论分析和仿真分析)A 、由前面学过的知识我们了解到,电源电路的输出不稳定的因素有两个:电网电压的波动和负载变化,首先,我们分析当电网电压向上波动时,电路的稳压过程,各物理量变化表示如下:B 、其他三种情况的稳压过程分析,教师通过提问的方式由学生完成。
模拟电路综合设计案例2
模拟电路综合设计案例21、函数发生器设计1 .题目概述函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。
根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立元件(如视频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器5G8038)。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术,本课题要求设计由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波-三角波-正弦波函数发生器。
2 .设计任务(1)设计方波-三角波-正弦波函数发生器,性能指标要求:1)频率范围100Hz—1kHz;1—10kHz.2)输出电压范围方波Up-p=24V;三角波Up-p=6V;正弦波U>1V。
3)波形特征方波t r<10μs(kHz,最大输出时),三角波失真系数γ<2%,正弦波失真系数γ<5%。
(2)可以采用双运放μA747差分放大器设计也可以采用其他电路完成。
通过查找资料选定两个以上方案,进行方案比较论证,确定一个较好的方案。
(3)使用电源AC220V3.设计要求1)调研,查找并收集资料。
2)总体设计,画出框图。
3)单元电路设计,进行必要的计算。
4)电气原理设计---绘制原理图。
5)列元器件明细表。
6)用EWB对设计电路进行仿真实验,并给出仿真结果及关键点的波形。
7)上述任务完成后,用单片函数发生器模块或其他类似集成芯片按照上述指标再次设计一台函数发生器电路,并与前一方案进行比较、总结。
8)撰写设计说明书。
9)参考资料目录。
4 .设计提示用运算放大器组成比较器产生方波,将方波输入用运放组成的积分器可以产生三角波,三角波在一定条件下可以变换为正弦波。
2、串联型直流稳压电源设计1.题目概述串联型直流稳压电源是一种应用较为广泛的电源电路,该带路具有输出电压调节范围宽、元器件选择合适、性能指标高等优点。
通过本设计项目,使学生能独立完成小功率直流稳压电源的电路设计、参数运算、器件选择,提高学生运用所学知识进行综合性设计的能力。
毕业设计:数控直流稳压电源设计
数控直流电流源设计摘要AVR 系列的单片机不仅具有良好的集成性能, 而且都具有在线编程接口, 其中的Mega 系列还具有JTAG 仿真和下载功能; 含有片内看门狗电路、片内Flash、同步串行接口SPI; 多数AVR 单片机还内嵌了A/D 转换器、EEPROM、模拟比较器、PWM 按时计数器等多种功能; AVR 单片机的I/O 接口具有很强的驱动能力, 灌入电流可直接驱动继电器、LCD 等元件, 从而省去驱动电路, 节约系统本钱。
关键词:直流稳压电源;AVR单片机;液晶显示。
一、前言数控电源是从80年代才真正的进展起来的,期间系统的电力电子理论开始成立。
在以后的一段时刻里,数控电源技术有了长足的进展。
但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、靠得住性较差的缺点。
因此数控电源要紧的进展方向,是针对上述缺点不断加以改善。
单片机技术及电压转换模块的显现为精准数控电源的进展提供了有利的条件。
新的变换技术和操纵理论的不断进展,各类类型专用集成电路、数字信号处置器件的研制应用,到90年代,己显现了数控精度达到0.05V的数控电源,功率密度达到每立方英寸50W 的数控电源。
从组成上,数控电源可分成器件、主电路与操纵等三部份。
电源采纳数字操纵,具有以下明显优势:1)易于采纳先进的操纵方式和智能操纵策略,使电源模块的智能化程度更高,性能更完美。
2)操纵灵活,系统升级方便,乃至能够在线修改操纵算法,而没必要改动硬件线路。
3)操纵系统的靠得住性提高,易于标准化,能够针对不同的系统(或不同型号的产品),采纳统一的操纵板,而只是对操纵软件做一些调整即可。
二、系统功能系统电压调剂范围为0~12V,最大输出电流1A,具有过载和短路爱惜功能。
输出电压可用1602LCD液晶显示。
键盘设有6个键,复位键,步进增减1V两个键,步进增减0.1V两个键和确认键。
复位键用于启动参数设定状态(5V),步进增减键用于设定参数数值,确认键用于确认输出设定值[2,3].电源开机设定电压输出默许值为5V。
5V,12V直流稳压电源的设计
1。
晶体管串联型直流稳压电源1.1电路组成(1)电路图1-1晶体管稳压电路(2)框图图1—2框图1。
2工作原理图1-3稳压过程(1)电路各部分作用通过变压器的降压作用的到一个交流的低电压,然后通过桥式整流电路将交流的信号转换为单向脉动电压,在通过滤波电路来的到稳定的直流,其中通过晶体管来进行稳压。
最后有一个过载保护电路。
最后有一个分压电路输出电压。
(2)稳压原理我们结合图1—1来分析,当由于外界原因导致电压升高时,输出电压升高,此时由于电阻R7的分压作用,导致V B3升高,继而使得V C3减小,又因为V C3的等于V B2,使得V CE1增大,由于电路整体是一个串联型电路,所以使得Vo减小。
同理,当输出电压减小时,导致V B3减小,进而使得V C3增大,接着使得V CE1减小,继而使得V O增大。
从而达到了稳压效果。
1.3主要技术指标(1)输入电压:AC: ~220V(2)输出直流稳压:DC:3V、4。
5V、6V三档。
(3)输出直流电流:额定值150mA,最大值 300mA.(4)具有过载,短路保护,故障消除后自动恢复。
2. 直流稳压电源2。
1直流稳压电源的组成图2—1直流稳压电源组成2.1.1整流电路组成及原理整流电路的任务:交流电压转变为单向脉动的电压(图2—2)。
技术指标:衡量整流工作性能的参数输出电压平均值V O(AV):反映整流电路将交流电压转换为直流电压的能力。
脉动系数S:反映整流输出电压中交流成分的大小,用来衡量整流电路输出平滑程度.S= V Or / V O(AV)图2-2整流波形常用单相整流电路分类:1、半波整流(图2—3)图2-3半波整流(1)工作原理:u2 〉0 时:二极管导通,忽略二极管正向压降,u o=u2u2<0时:二极管截止, u o=0注:分析时,把二极管当作理想元件,即正向导通电阻为零,反向电阻穷无穷大.(2)输出电压平均值(Uo),输出电流平均值(Io )(图2—4)图2—4波形图(3)二极管上的平均电流及承受的最高反向电压(图2-5)图2—5承受最高电压二极管上的平均电流:I D= I O承受的最高反向电压:Umax=2U22.全波整流(图2-6)图2—6全波整流(1)工作原理变压器副边中心抽头,感应出两个相等的电压U2当U2正半周时: D1导通,D2截止。
直流稳压电源电路实验
直流稳定电源电路实验1.实验目的:了解直流稳定电源电路的原理结构、性能,掌握直流稳定电源的设计方法。
2.实验内容:参见附录实验五、直流稳定电源电路实验5.1 串联式直流可调稳压电源5.1.1实验目的1. 了解串联式直流电源电路的原1(a)LM317内部结构及外部元件理结构、性能。
2.掌握使用串联式集成稳压器设计直流稳定电源的方法。
5.1.2 实验内容1、采用串联式集成稳压器构成可调直流稳定电源电路;2、测量各项性能指标,了解提高性能的方法。
5.1.3 实验原理及实验电路说明3端可调式稳压器的典型产品有LM317 (正电压输出)和LM337(负电压输出)。
LM317的内部结构及外部引脚如图5.1所示,它的内部电路包括比较放大器(又称误差放大器)、偏置电路(图中未画)、恒流源电路、带隙基准电压源、保护电路和调整器。
它的公共端改接到输出端,器件本身无接地端,所以消耗的电流均从输出端流出。
内部的基准电压(典型值1.25V 接至误差放大器的同相端和调整端(ADJ)之间,并由一个恒流特性很好的超级恒流源供电,提供50μA 的恒流,该电流从ADJ 端流出。
特别情况下,若将ADJ 端接地,LM317就构成输出电压为1.25V 的3端固定式稳压器。
若在外部接上调节电阻R 1、R 2后,输出电压为 )(12REF o R R 1V V += 图5.2所示为LM317的典型应用电路。
图中R 1、R 2构成取样电阻;C 2用于滤除R 2两端的纹波,使之不能经放大后从输出端输出。
VD 2是保护二极管,一旦输入或输出发生短路故障,由VD 2给C 2提供泄放回路,避免C 2经过LM317内部放电而损坏芯片。
C 1的作用是防止输出端产生自激振荡,VD 1起输入端短路保护作用。
5.1.4 实验设备及所需元件1. 所需元件与设备:传感器实验主板;3端可调式集成稳压器 LM317 ×1;二极管 1N4002 ×2;电解电容 470μF/16V ×1;电解电容 100μF/16V ×1;电解电容 10μF/25V ×1;3296多圈电位器 2kΩ×1;电阻 120Ω×1;电阻 47Ω/2W×1。
直流稳压电源设计说明
1、总体设计思路1.1直流稳压电源的设计思路在电子电路及设备中一般都需要稳定的直流电源供电。
这次设计的直流电源为单相小功率电源,它将频率为50Hz、有效值为220V的单向交流电压转换为幅值稳压、输出电流为几十安以下的直流电压。
单相交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压。
其基本设计思路如下:(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,供给负载RL=基本流程图1.2直流稳压电源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压的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。
1.2.1变压环节由于直流电压源输入电压为220V电网电压,一般情况下,所需直流电压的数值远小于电网电压,因此需通过电源变压器降压后,再对小幅交流电压进行处理。
变压器的电压比及副边电压有效值取决于电路设计和实际需要。
1.2.1整流环节变压器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,即将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上图所画。
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;例如,交流分量将混入输入信号被放大电路放电,甚至在放大电路的输出端所混入的电源交流分量大于有用信号;因而不能直接作为电子电路的供电电源。
应当指出,图中整流电路输出端所画波形是未接滤波电路时的波形,接入滤波电路后波形将有所变化。
本设计采用单相桥式整流电路,这种整流电路克服了单项半波整流电路输出电压低,交流分量大(即脉冲大),效率低等缺点。
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集成直流稳压电源设计报告一、计题目题目:集成直流稳压电源二、计任务和要求要求: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,正负极性输出;2、输出电流:额定电流为150mA ,最大电流为500mA ;3、纹波电压峰值▲Vop-p ≤5mv ;三、理电路和程序设计: 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1 方案一稳压部分电路方案二:经有中间抽头的变压器输出后,整流部分同方案一一样擦用四个二极管组成的单相桥式整流电路,整流后的脉动直流接滤波电路,滤波电路由两个电容组成,先用一个较大阻值的点解电容对其进行低频滤波,再用一个较低阻值的陶瓷电容对其进行高频滤波,从而使得滤波后的电压更平滑,波动更小。
滤波后的电路接接稳压电路,稳压部分的电路如图2所示,方案二的稳压部分由调整管,比较放大电路,基准电压电路,采样电路组成。
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2 方案二稳压部分单元电路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运放和调整管作为稳压电路,输出电压可调,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。
2、电路框图整体电路的框架如下图所示,先有22V-15V的变压器对其进行变压,变压后再对其进行整流,整流后是高低频的滤波电路,最后是由采样电路、比较放大电路和基准电路三个小的单元电路组成的稳压电路,稳压后为了进一步得到更加稳定的电压,在稳压电路后再对其进行小小的率波,最后得到正负输出的稳压电源。
3、电路设计及元器件选择; (1)、变压器的设计和选择本次课程设计的要求是输出正负9伏和正负6负的双电压电源,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Omin Imax CE U U U -=,CE U 为饱和管压降,而Im ax U =9V 为输出最大电压,Om in U 为最小的输入电压,以饱和管压降CE U =3伏计算,为了使调整管工作在放大区,输入电压最小不能小于12V ,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0.5A ×9V=4.5w ,所以变压器的功率绝对不能低于4.5w ,并且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围为220V-15V ,额定功率12W ,额定电流1A 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500mA ,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3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,变压电路 全波整流正极滤波电路负极滤波电路稳压 电路 比较放大采样电路基准电压稳压 电路 基准电压比较放大采样电路输出滤波电路输出滤波电路正极输出端负极输出端共地端我们可以得到二极管的平均电压为)(AV o U :)(AV o U =)(sin 212t d t U ωωππ⎰•=π222U =0.92U其中2U 为变压器次级交流电压的有效值。
我们可以求得)(AV o U =13.5v 。
对于全波整流来说,如果两个次级线圈输出电压有效值为2U ,则处于截止状态的二极管承受的最大反向电压将是222U ,即为34.2v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 )(AV o U 应该大于19.3V ,最大反向电压应该大于48.8V 。
在输出电流最大为500mA 的情况下我们可以选择额定电流为1A ,反向耐压为1000V 的二极管IN4007. (3)、滤波电容的选择当滤波电容1C 偏小时,滤波器输出电压脉动系数大;而1C 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0.5A 时,我们可以求得电路的负载为18欧,我们可以根据滤波电容的计算公式:C=(3~5)LR T2 来求滤波电容的取值围,其中在电路频率为50HZ 的情况下, T 为20ms 则电容的取值围为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104的陶瓷电容来作为高频滤波电容。
滤波电路如上图。
(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500mA ,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500mA ,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)(min 01L U U 1.1I P -≥=6.5W 。
我们可以选择适合这些参数,并且在市场上容易买到的中功率三极管TIP41,它的最大功率为60W,最大电流超过6A ,所能承受的最大管压降为100V ,远远满足调整管的条件。
负极的调整管则选择与之相对应的的中功率三极管TIP42。
基准电路由5.1V 的稳压管和4.7V 的保护电阻组成。
由于输出电压要求为6伏和9伏,如果采样电路取固定值则容易造成误差,所以采样电阻最好应该做成可调的,固采样电路由两个电阻和一个可调电阻组成,根据公式:D U Dmax R RU ∆=求出。
其中D R 为运放正反相输入端的电阻,R ∆为输出端正极(负极)与共地端之间的电阻 ,D U 为稳压管的稳压值。
固可以取330、和1.5k 的固定电阻置于1k 的滑阻两旁避免当滑D R 为0.所以根据此公式可求的电路的输出电压为5.772-9.622V 。
可以输出6V 和9V 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uA741的工作电压为正负12V-正负22V ,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。
正稳压电路的正极和负极分别如下图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10uf的点解电容和一个103的陶瓷电容,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,四、画出系统的电路总图名称及标号型号及大小封装形式数量变压器220V-15V 无 1 二极管IN4007 DIODE-0.4 4个电容电解电容2200uF RB.3/.6 2个10uF RB.2/.4 2个陶瓷电容104 RAD-0.2 2个103 RAD-0.1 2个电阻4.7K AXIAL-0.3 2个330 AXIAL-0.3 2个1.5k AXIAL-0.3 2个可变电阻1k Sip3 2个运放uA741 DIP8 2个稳压管 5.1v DIODE-0.4 2个调整管TIP41 TO220 1个TIP42 TO220 1个正负输出的可调的最大值和最小值电压数据如下图:调节可变电阻,可以得到课程设计所要求输出的6V和9V的电压,仿真数据如下:电路输出直流电的波形图如下图电压的直流电波形为标准的直线,达到设计的要求而实际测量时也是这样,输出波形基本为一条直线理论值为VV66.9772.5±-±,而实际的测量值是在VV45.108.5±-±,造成0.89V的可调误差,原因是由于可调电阻的实际调节范围偏大,导致输出电压偏大。
电路输出纹波波形纹波电压在2.5mV左右,比要求的5mV要低,而实际测量时,纹波的电压只有0.9mV,远远低于所要求的5mV,所以符合要求。
六总结本课程设计运用了模拟电路的基本知识,通过变压,整流,滤波、稳压等步骤,输出理论可变围为5.772V-9.622V而实际可调围为5.78V-10.45V的正负直流稳压电源。
总结如下:优点:该电路设计简单。
输出电压稳定,纹波值小,而且使用的元件较少,经济实惠,输出功率大,调整管可承受的围也很大,。
缺点:电压缺少一个保护电路,当电路由于偶然原因出现高的电压脉冲时,有可能对电路造成危害,使得电路故障率提高。
改进:可以在稳压电路那里再接一个过保护电路电路。
减少接电或断电时产生的瞬间高电压对电路元件的破坏。
另外,ua741芯片较为古老,性能不稳定,已跟不上时代的需要所以运放可以重新选择性能更好,更稳定的芯片。
心得体会:通过这次课程设计,我对于模电知识有了更深的了解,尤其是对与线性直流稳压电源方面的知识有了进一步的研究。
同时实物的制作也提升了我的动手能力,实践能力得到了一定的锻炼,加深了我对模拟电路设计方面的兴趣。
理论与实践得到了很好的结合。