直流穩(wěn)壓電源的項目設(shè)計方案(編輯修改稿)
2025-05-30 07:07 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 濾波電容C濾波紋波，輸出直流電壓U0。U0與交流電壓U2的有效值u2的關(guān)系為 U0=（）u2每只整流二極管承受的最大的方向電壓Vrm=U2通過每只二極管的平均電流I==式中,R ,RC放電時間常數(shù)應(yīng)滿足RLC≥(35)T/2式中,T為50HZ交流電壓的周期,即20ms.（3）電壓輸出穩(wěn)壓器由于輸入電壓U1發(fā)生波動、負載和溫度發(fā)生變化時，濾波電路輸出的直流電壓UI會隨著變化。因此，為了維持輸出電壓UI穩(wěn)定不變，還需加一級穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)外界因素（電網(wǎng)電壓、負載、環(huán)境溫度）發(fā)生變化時，能使輸出直流電壓不受影響，而維持穩(wěn)定的輸出。穩(wěn)壓電路一般采用集成穩(wěn)壓器和一些外圍元件所組成。采用集成穩(wěn)壓器設(shè)計的穩(wěn)壓電源具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。 穩(wěn)壓電源的設(shè)計，是根據(jù)穩(wěn)壓電源的輸出電壓Uo、輸出電流Io、輸出紋波電壓ΔUopp等性能指標(biāo)要求，正確地確定出變壓器、集成穩(wěn)壓器、整流橋和濾波電路中所用元器件的性能參數(shù)，從而合理的選擇這些器件。直流穩(wěn)壓電源的參數(shù)設(shè)計可以分為以下三個步驟：根據(jù)穩(wěn)壓電源的輸出電壓Uo、最大輸出電流Iomax，確定穩(wěn)壓器的型號及電路形式。根據(jù)穩(wěn)壓器的輸入電壓，確定電源變壓器副邊電壓u2的有效值U2；根據(jù)穩(wěn)壓電源的最大輸出電流I0max，確定流過電源變壓器副邊的電流I2和電源變壓器副邊的功率P2；根據(jù)P2，從表1查出變壓器的效率η，從而確定電源變壓器原邊的功率P1。然后根據(jù)所確定的參數(shù)，選擇電源變壓器。確定整流橋的正向平均電流ID、整流橋的最大反向電壓和濾波電容的電容值和耐壓值。根據(jù)所確定的參數(shù)，選擇整流橋和濾波電容。設(shè)計參數(shù)如下： ⑴ 選擇三端集成穩(wěn)壓器，確定電路形式集成穩(wěn)壓器選用L7812cv(,12V)及PJ7912(,12V)，其輸出電壓范圍為：Uo=12V和12V。 ⑵選擇電源變壓器 電源變壓器有很多種：有降壓的、有升壓的，在這次的設(shè)計中我用的是降壓變壓器，它的作用是將來自電網(wǎng)的220V交流電壓u1變?yōu)檎麟娐匪枰慕涣麟妷簎2。，其中：是變壓器副邊的功率，是變壓器原邊的功率。一般小型變壓器的效率如表1所示：表1 小型變壓器的效率 副邊功率 效率因此，當(dāng)算出了副邊功率后，就可以根據(jù)上表算出原邊功率。U1和U2的取值決定了相關(guān)器件及參數(shù)的選擇，一般情況下，U1應(yīng)比U0高3V左右（太小影響穩(wěn)壓，太大穩(wěn)壓器功耗大，易受熱損壞）。故可取U1=12+3=15V，考慮電網(wǎng)電壓10%的波動，最終取U1=,由 UL=（）V2,變壓器次有效值u2 為u2=U1/=，但因本設(shè)計輸出電壓為12V，故變壓器輸出電壓U2=18V，但在實際過程中，由于商家沒有，選購了輸出為24V的。⑶選用整流橋和濾波電容整流橋：整流輸出電壓平值 = 二極管平均電流 =二極管最大反向壓 =故整流橋選用2W06W(1A,50V)保護二極管選IN4001(1A,50V)濾波電容：RLC≥(35)T/2,則C1=5T/2RL, 式中T為交流電源周期，T=20ms， RL 為C1右邊的等效電阻，應(yīng)去最小值，由于Imax=500mA,因此 RL =U1/Imax=33,所以C1=C2=1515μf,可見C1的容量較大，應(yīng)選電解電容，受規(guī)格限制，電容的耐壓要≥25V,故濾波電容C取容量為2200uF，耐壓為25V的電解電容。 發(fā)光二極管的保護電阻選用470.第3章 單元電路設(shè)計 電源變壓器 過整流電路將交流變?yōu)槊}動的直流電壓。由于此脈動的直流壓含有較的紋波，必須通過濾波電路加以濾波，從而得到平滑的直流電壓。電源變壓器的作用是將交流220V的電壓變?yōu)樗璧碾妷褐?，然后通過的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動、負載何溫度的變化而變化。因而在整流、濾波電路之后，還需接穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動、負載何溫度變化時，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。 整流電路 利用二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⒔涣麟妷海娏鳎┳兂蓡蜗蛎}動電壓（電流）的電路，稱為整流電路。交流電分為三相交流電和單相交流電，在小功率電路中一般采用單相半波、全波、橋式整流電路和倍壓整流電路。本節(jié)主要研究單相橋式整流電路，對于倍壓整流電路及全波整流電路，可通過相應(yīng)參考書來了解。 為簡化分析，假定二極管是理想器件，即當(dāng)二極管承受正向電壓時，將其作為短路處理；當(dāng)承受反向電壓時，將其作為開路處理。單相橋式整流電路為了保留全波整流電路效率高、脈動系數(shù)小的優(yōu)點而克服其反向電壓高的缺點，若使二極管承受的反向電壓和半波電路一樣，比全波整流電路減少一半，使二極管成本下降，可在此基礎(chǔ)上多用幾只二極管。 單相橋式整流電路1）電路組成及工作原理 橋式整流電路由四只二極管組成的一個電橋，電橋的兩組相對節(jié)點分別接變壓器二次繞組和負載。這種電路有三種畫法，如圖所示。在工作時，DD2與DD4兩兩輪流導(dǎo)通。在u2正半周，二極管D1和D2正向?qū)ǎ鳧D4反向截止，形成負載電流i0，i0流通路徑為：a→D1→RL→D2→b→a，u0=u2；在u2的負半周，二極管D3和D4正向?qū)?，而DD2反向截止，形成負載電流i0，i0流通路徑為：b→D3→RL→D4→a→b， u0=－u2。 由此可見，不論哪兩只二極管導(dǎo)通，負載電流的方向都始終保持不變。電路各處電壓、 所示。2）輸出電流電壓U0 由橋式整流電路的波形可知，其輸出電壓及流過二極管的電流與全波整流的波形相同： U0= 3）整流二極管的選擇 由橋式整流電路的波形可知，每只二極管截止時所承受的反向電壓為變壓器副邊電壓峰值，因此，各二極管所承受的最大反向電壓為 URM=U2 雖然是全波整流，由于二極管仍然是只有半個周期導(dǎo)通。此值與半波整流電路相同，負載上的電流是這個數(shù)值的2倍。 ID=I0/2 單相橋式整流電路的波形圖 經(jīng)過整流后，輸出電壓在正負方向上沒有變化，但輸出電壓波形仍然保持正弦波的形狀，起伏很大。
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