可調整合直流穩壓電源課程設計報告

2022-08-28 22:42:03 字數 3271 閱讀 7884

一. 設計任務與要求

二. 方案設計與論證

三. 單元電路設計與引數計算………………

四. 總原理圖及元器件清單…………………

五. 效能測試與分析

六. 結論與心得

七. 參考文獻

一、 設計任務與要求

1.設計一整合穩壓電路要求:

(1)輸出電壓可調:

(2)最大輸出電流:

(3)輸出電壓變化量:

(4)穩壓係數:

2.通過設計整合直流穩壓電源,要求掌握:

(1)選擇變壓器、整流二極體、濾波電容及整合穩壓器來設計直流穩壓電源。

(2)掌握直流穩壓電源的除錯及主要技術指標的測試方法。

二、方案設計與論證

1.直流穩壓電源的基本原理

直流穩壓電源是一種將220v工頻交流電轉換成穩壓輸出的直流電的裝置,它需要變壓、整流、濾波、穩壓四個環節才能完成。一般由電源變壓器、整流濾波電路及穩壓電路所組成,基本框圖如下:

其中, (1)電源變壓器:是降壓變壓器,它的作用是將220v的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓ui。變壓器的變比由變壓器的副邊按確定,變壓器副邊與原邊的功率比為p2/p1=n,式中n是變壓器的效率。

(2)整流電路:利用單向導電元件,將50hz的正弦交流電變換成脈動的直流電。

(3)濾波電路:可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分濾除。濾波電路濾除較大的波紋成分,輸出波紋較小的直流電壓u1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。

(4)穩壓電路:穩壓管穩壓電路其工作原理是利用穩壓管兩端的電壓稍有變化,會引起其電流有較大變化這一特點,通過調節與穩壓管串聯的限流電阻上的壓降來達到穩定輸出電壓的目的。

2.設計方案:

採用lm317可調式三端穩壓器電源:lm317可調式三端穩壓器電源能夠連續輸出可調的直流電壓. 不過它只能連續可調的正電壓,穩壓器內部含有過流,過熱保護電路;由乙個電阻(r)和乙個可變電位器(rp)組成電壓輸出調節電路,輸出電壓為:

vo=1.25(1+rp/r).

三、單元電路設計與引數計算

1.整合三端穩壓器

lm317內建有過載保護、安全區保護等多種保護電路。調整端使用濾波電容能得到比標準三端穩壓高得多的紋波抑制比。可調整輸出電壓低到1.

2v,保證1.5a輸出電流,典型線性調整率0.01%,80db紋波抑制比,輸出短路保護,過流、過熱保護,調整管安全工作區保護,標準三極體封裝。

lm317其特性引數:

可調範圍為1.25v-7v

最大輸出點流為1.5a

輸入與輸出工作壓差為:3v-40v。

輸出表示式為:

其中,是整合穩壓器件的輸出電壓,為1.25v。如圖所示,改變r2的值,uo的值即可改變。

當r2短路時,uo最小,為即1.25v;當r2大於零時,uo都大於,最大可達37v,如右圖所示。

2.選擇電源變壓器

1)確定副邊電壓u2:

根據效能指標要求:

又 其中:

此範圍可任選:

根據可得變壓的副邊電壓:

2)確定副邊電流:

又副邊電流取

則3)選擇變壓器的功率

變壓器的輸出功率:

3.選擇整流電路中的二極體

變壓器的伏變電壓

橋式整流電路中的二極體承受的最高反向電壓為:

橋式整流電路中二極體承受的最高平均電流為:

查手冊選整流二極體in4007,其引數為:反向擊穿電

最大整流電流

4.濾波電路中濾波電容的選擇

1) 求:

根據穩壓電路的穩壓係數的定義:

設計要求

代入上式,則可求得 ;

2)求濾波電容c

設定所以濾波電容:。

電路中濾波電容承受的最高電壓為,所以所選電容器的耐壓應大於17v.

四、總原理圖及元器件清單

1.總原理圖、pcb圖

2.元件清單

3.安裝與除錯

按pcb圖所示,製作好電路板。安裝時,先安裝比較小的原件,所以先安裝整流電路,在安裝穩壓電路,最後再裝上電路(電容)。安裝時要注意,二極體和電解電容的極性不要接反。

檢查無誤後,才將電源變壓器與整流濾波電路連線,通電後,用萬用表檢查整流後輸出lm317輸入端電壓ui的極性,若ui的極性為負,則說明整流電路沒有接對,此時若接入穩壓電路,就會損壞整合穩壓器。然後接通電源,調節rw的值,若輸出電壓滿足設計指標,說明穩壓電源中各級電路都能正常工作,此時就可以進行各項指標的測試。

電位器rv1 取最大時,uo=8.95v

電位器rv1滑到最小時,uo=2.94v

電位器在0到1k之間,輸出電壓連續可調:約為3v~9v

五、效能測試與分析

1.輸出電壓與最大輸出電流的測試

測試電路如圖所示。一般情況下,穩壓器正常工作時,其輸出電流io要小於最大輸出電流iomax,取io=0.7a,可算出,工作時上消耗的功率為故取額定功率為10w,阻值為的電位器。

測試時,先將,交流輸入電壓為220v,用數字電壓測量的電壓指示uo。然後慢慢調小,直到uo的值下降5%。此時流經的電流就是,記下後,要馬上調大的值,以減小穩壓器的功耗。

rv2=20歐姆,uo=8.95, io=0.45a

uo下降5%時(8.52v),io=0.69a

2.波紋電壓的測試

用示波器觀察uo的峰峰值,測量的值(約幾mv)。

有示波器得出:

3.穩壓係數的測量

在ui=220v時,測出穩壓電源的輸出電壓uo,然後調節自耦變壓器是輸入電壓ui=198v,測出穩壓電源的輸出電壓uo2。則穩壓係數為:

因為在除錯中,無法得到自耦變壓器,所以只能把電壓歸算到降壓器的輸出電壓(ui): u1=184v, ui=9.84

u1=220v, ui=11.8v

u1=269v, ui=14.4v

ui=12.4v 時,uo=8.95v

ui=14.4v時,uo=8.96v

ui=9.84v時, uo=8.95v

所以,穩壓係數:

在允許的誤差範圍內,本設計已達到要求。

六、結論與心得

本次課程設計,培養了我運用網際網路查詢資料和綜合應用課本理論知識解決實際問題的能力。啟發了我,在今後的學習過程中不能懶懶散散,學的要懂不懂,要把課本上的知識學精通,同時也要多學習課外知識來擴張自己的知識面;在計算和動手方面要更加的耐心加細心,才能把事情做得更好;在生活和學習中,要和身邊的人團結互助,能幫的就要盡力幫。

由於能力有限,我的課程設計難免有一些誤差和錯誤,還望老師批評和指正!

七、參考文獻

1.《模擬電子技術基礎》 第四版童詩白華成英高等教育出版社

謝謝老師的指導

可調直流穩壓電源

可調直流穩壓 電源學院 資訊工程學院 專業 電子資訊工程技術 班級 2013級普專 姓名 學號 1 實訓目的 通過可調直流穩壓電源的設計 安裝和除錯,要會 1 選擇變壓器 整流二極體 濾波電容計直流穩壓源 2 掌握直流穩壓電路的除錯及主要技術指標的測試方法。二 設計任務要求 1 主要技術指標 1 輸...

直流穩壓電源課程設計

物理與資訊工程學院 課程設計報告 設計題目直流穩壓電源電路設計 學院物理與資訊工程學院 專業電子資訊工程 姓名學號指導教師 2011年 2 月 24 日 摘要本文介紹的是常用的兩種直流穩壓電源的設計方法和原理,一種是由分立元件組成的串聯型電晶體穩壓電源,其主要特點是輸出可調電壓,但是它的輸出電壓紋波...

可調直流穩壓電源製作原理

1 可調直流穩壓電源的構成 可調直流穩壓電源是由降壓 整流 濾波 穩壓 調整 濾波 電壓指示構成的。降壓的作用是 將輸入的220v交流電壓降到24v。此時輸出的還是交流電壓。整流的作用是 將交流電壓整流成直流電壓。此時輸出的是只有正半周的電壓。加電指示的作用是 加電後紅色指示燈亮。指示穩壓電源已經加...