直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計任務(wù)書

- 1 - 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 任務(wù)書 本節(jié)的設(shè)計任務(wù)就是設(shè)計一直流穩(wěn)壓電源。其功能和技術(shù)指標(biāo)如下： （ 1）輸出電壓 調(diào)，為： 5V， 12V， 1515 （ 2）輸出電流大于 1A。 （ 3）穩(wěn)壓系數(shù)小于 5*10（ 4）輸出內(nèi)阻 直流穩(wěn)壓電源的組成 直流穩(wěn)壓電源包括變壓器，整流，濾波，穩(wěn)壓電路，負(fù)載組成。其框圖 下 電路圖像。 圖 2流穩(wěn)壓電源的方框圖 李 雙：直流穩(wěn)壓電源設(shè)計 - 2 - 圖 2流穩(wěn)壓電源各個電路電路圖 流電路：交流電壓轉(zhuǎn)變成單向脈沖直流電 波整流 原理： 利用二極管單向?qū)щ娦?，在變壓?正半周內(nèi)，二極管正向偏置，處于導(dǎo)通狀態(tài)，負(fù)載 得到半個周期的脈動直流電壓和電流；而在 極管反向截止，電路輸出電流 極管的單向?qū)щ娮饔脤⒆儔浩鞯慕涣麟妷鹤儞Q成為負(fù)載 的單項脈動電壓，達(dá)到了整流的目的。電路圖和波形如圖 3示。 圖 3 0 021= 0 2 s 2 橋式整流 橋式整流屬于全波整流，用四個二極管接成電橋形式，使在電壓 正負(fù)半周均有電流流過負(fù)載，在負(fù)載形成單方向的全波脈動電壓 ，保證在變壓器副邊 - 3 - 電壓 壓和電流方向始終不變。 橋式整流電 路與半波整流電路相比，在相同的變壓器副邊電壓下，對二極的參數(shù)要求是一樣的，并且還具有輸出電壓高、變壓器利用率高、脈動小等優(yōu)點，因此在次設(shè)計中我選用橋式整流電路。電路圖如圖 3示。 圖 3=波電路 經(jīng)整流后的電壓仍具有較大的 交流分量，必須通過濾波電路將交流分量濾掉。盡量保留其輸出中的直流分量，才能獲得比較平滑的直流分量。 濾波電路一般由儲能元件 (電容 C、電感 L)構(gòu)成，利用電容兩端電壓不能突變或流經(jīng)電感的電流不能突變的特點，將電容與負(fù)載并聯(lián)，或?qū)㈦姼信c負(fù)載串聯(lián)濾除輸出信號中的脈動成分，從而得到比較平滑的直流電，就能起到濾波作用。 在輸出小電流濾波電路中，經(jīng)常使用電容濾波 ;在大電流濾波器中，經(jīng)常使用電感濾波。 此濾波電路采用的是電容濾波電路，如圖 3 工作原理：假設(shè)電路接通時恰恰在 時二極 管 D 開始導(dǎo)通，電源 充電。如果忽略二極管正向壓降，電容電壓 2按正弦規(guī)律上升至 后 雙：直流穩(wěn)壓電源設(shè)計 - 4 - 弦規(guī)律下降，且 c，使二極管 電容 2大于 極管又導(dǎo)通，電容 這樣循環(huán)下去容 輸出電壓脈動減小。 圖 3相橋式整流電容濾波電路及穩(wěn)態(tài)時的波形分析 2 壓電路： 由于濾波后的直流電壓 T 的影響）很難保證輸出電流電壓的穩(wěn)定。所以必須在濾波電路和負(fù)載一直加上穩(wěn)壓電路，才能保證輸出直流電壓的進(jìn)一步穩(wěn)定。 由穩(wěn)壓二極管 所組成的穩(wěn)壓電路是一種最簡單的直流穩(wěn)壓電源，如圖所示。其輸入電壓 出電壓 是穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 3 - 5 - 圖 3穩(wěn)壓電路包括串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，集成穩(wěn)壓器。 因為要求輸出電壓可調(diào)，所 以選擇可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器。 可調(diào)式集成穩(wěn)壓器分為正電壓輸出和負(fù)電壓輸出兩個系列。如圖 37800三端穩(wěn)壓源。猶豫課程設(shè)計要求， 本課程設(shè)計采用 78 79及 端穩(wěn)壓源進(jìn)行穩(wěn)壓。 輸出電壓和最大輸出電流決定于所選三端穩(wěn)壓器。途中電容 于抵消輸入線較長時的電感效應(yīng)，以防止電路產(chǎn)生自激振蕩。其容量較小，一般小于 1F。電容 于消除輸出電壓中的高頻噪聲，可取小于 1 F 的電容，也可取幾微法甚至幾十微法的電容，以便輸出較大的脈沖電流。 圖 3基本應(yīng)用圖 李 雙：直流穩(wěn)壓電源設(shè)計 - 6 - 流部分 流部分采用單相橋式整流電路，如圖 4示。 - 7 - 圖 4流部分參數(shù)設(shè)定 =5V 二極管承受的最大反向電壓 2大整流平均電流 ,選取 4007 型鍺二極管 ,其額定正向工作電流為 1A,向耐壓為 1000V。 波部分 波部分采用電容濾波電路，如圖 4示。 李 雙：直流穩(wěn)壓電源設(shè)計 - 8 - 圖 4波部分參數(shù)設(shè)定 輸出電壓電壓平均值 Uo(5V， 取值滿足 35） T/2的條件， o(V)=15/1=15， C=（ 35） T/2=20003000 F， 電容耐壓值為 U 2選取容量為 3000 F，耐壓為 25 壓部分 壓部分采用集成三端穩(wěn)壓器，如圖 4示。 - 9 - 圖 4采用 出為 5V 真圖像 5 5V 仿真電路圖 其輸出數(shù)值： 李 雙：直流穩(wěn)壓電源設(shè)計 - 10 - 圖 5出為 12V 12V 仿真圖像 圖 512V 仿真電路圖 其輸出數(shù)值： 圖 512出為 15V 15V 仿真圖像 - 11 - 圖 515其輸出數(shù)值： 圖 515出為 0V15V 真圖像： 李 雙：直流穩(wěn)壓電源設(shè)計 - 12 - 5015輸出數(shù)值： 5015 - 13 - 5015通過 這次模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計，使我明白了很多。在此過程中，我查找了大量資料，以及專業(yè)的書籍，弄清楚了直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計。我將所學(xué)知識運(yùn)用到設(shè)計中，使這些知識不僅只停留在書本上，而是運(yùn)用到實踐中。按照設(shè)計要求設(shè)計電路的參數(shù)，再按對應(yīng)的參數(shù)選取元器件，通過查找資料了解元器件的主要特性與相關(guān)使用注意事項。在電路設(shè)計中選取最優(yōu)元件來滿足設(shè)計的要求，使設(shè)計最合理化。由于對仿真軟件的不熟悉，在仿真的過程中，出現(xiàn)了大量的錯誤 ，經(jīng)過多次的研究與改善，最終使仿真成功了。 相信以后我會以更加積極地態(tài)度對待我的學(xué)習(xí)、對待我的生活。我會更加努力，努力的去彌補(bǔ)自己的缺點，發(fā)展自己的優(yōu)點，去充實自己，只有在了解了自己的長處與短處之后，我們才會更加珍惜擁有的，更加努力的去完善它，增進(jìn)它。認(rèn)真對待每一個實驗，珍惜每一分一秒，學(xué)到更多的知識和方法，鍛煉自己的能力，這個是我在課程設(shè)計中學(xué)到的最重要的東西，也是以后都將受益匪淺的。 1童詩白主編模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）北京：高教出版社 ,2006。 2張 憲 編電子電路制作指導(dǎo)，北京 化學(xué)工業(yè)出版社 ,2005年 8月版。 3楊剛 編模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗 ,北京 電子工業(yè)出版社 ,2003年 11月版。 4電子線路基礎(chǔ)