串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源課程設(shè)計(jì)(本科論文)(編輯修改稿)
2024-07-20 19:45 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 或負(fù)載發(fā)生變化引起輸出電壓Uo增大時(shí)，通過(guò)取樣、比較放大、調(diào)整等過(guò)程，將使調(diào)整管的管壓降UCE1增加，結(jié)果抑制了輸出端電壓的增大，輸出電壓仍基本保持不變。調(diào)節(jié)電位器Rp，可對(duì)輸出電壓進(jìn)行微調(diào)。從圖可見(jiàn)，調(diào)整管T1與負(fù)載電阻RL組成的是射極輸出電路，所以具有穩(wěn)定輸出電壓的特點(diǎn)。在串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路的工作過(guò)程中，要求調(diào)整管始終處在放大狀況。通過(guò)調(diào)整管的電流等于負(fù)載電流，因此必須選用適當(dāng)?shù)拇蠊β使茏髡{(diào)整管，并按規(guī)定安裝散熱裝置。為了防止短路或長(zhǎng)期過(guò)載燒壞調(diào)整管，在直流穩(wěn)壓器中一般還設(shè)有短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)等電路。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理圖 電路整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與各部分相關(guān)參數(shù)的計(jì)算直流穩(wěn)壓電源電路可分為以下幾個(gè)模塊：變壓器（220V50Hz）→整流→濾波→穩(wěn)壓電路（反饋調(diào)整、取樣電路）→穩(wěn)定直流一、整流電路 整流輸出電壓平均值：（Uo） Uo= 1/2ρ∫02ρuod(wt)=、脈動(dòng)系數(shù)S S定義為：整流輸出電壓的基波峰值Uom與平均值Uo的比值。所以 ，經(jīng)計(jì)算知 S=2/3≈二、濾波電路 RLC愈大→電容放電越慢 →Uo越大 一般取td=RLC≥(3~5)T/2 ( T :電源電壓的周期)近似估算：Uo=三、穩(wěn)壓輸出電路部分相關(guān)參數(shù)的計(jì)算可分析得知該電路具有穩(wěn)壓功能。對(duì)應(yīng)原理圖看有(一個(gè)檔位)：UQ5b=（R1+R4）Uo/(R1+R4+R8)所以, 輸出最?。? Uo=(R1+R4+R8) UQ5b/(R4+R8) 負(fù)載上的平均電流：IL= 2 輸出最大： Uo= (R1+R4+R8) UQ5b/R5根據(jù)所給的電路性能指標(biāo)，初選直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)原理圖如下：變壓部分這一部分主要計(jì)算變壓器B1次級(jí)輸出電壓（UB1）O和變壓器的功率PB1。一般整流濾波電路有2V以上的電壓波動(dòng)（設(shè)為ΔUD）。調(diào)整管T1的管壓降（UT1）CE應(yīng)維持在3V以上，才能保證調(diào)整管T1工作在放大區(qū)。整流輸出電壓最大值為15V。根據(jù)第二章《常用整流濾波電路計(jì)算表》可知。當(dāng)電網(wǎng)電壓下降－10％時(shí)，變壓器次級(jí)輸出的電壓應(yīng)能保證后續(xù)電路正常工作，那么變壓器B1次級(jí)輸出電壓（UB1）OMIN應(yīng)該是：（UB1）OMIN＝（ΔUD＋（UT1）CE＋（UO）MAX）247。（UB1）OMIN＝（2V＋3V＋15V）247。＝20V247。＝ 則變壓器B1次級(jí)額定電壓為：（UB1）O＝（UB1）OMIN247。（UB1）O＝247。＝當(dāng)電網(wǎng)電壓上升＋10％時(shí)，變壓器B1的輸出功率最大。這時(shí)穩(wěn)壓電源輸出的最大電流（IO）MAX為500mA。此時(shí)變壓器次級(jí)電壓（UB1）OMAX為： （UB1）OMAX＝（UB1）O（UB1）OMAX＝＝ 變壓器B1的設(shè)計(jì)功率為：PB1＝（UB1）OMAX（IO）MAXPB1＝500mA＝為保證變壓器留有一定的功率余量，額定功率為12VA。當(dāng)選用較高輸出電壓的變壓器時(shí)，后面各部分電路的參數(shù)需要重新計(jì)算，以免由于電壓過(guò)高造成元件損壞。整流部分 這一部分主要計(jì)算整流管的最大電流（ID1）MAX和耐壓（VD1）RM。由于四個(gè)整流管D1～D4參數(shù)相同，所以只需要計(jì)算D1的參數(shù)。根據(jù)第二章《常用整流濾波電路計(jì)算表》可知，整流管D1的最大整流電流為：（ID1）MAX＝IO（ID1）MAX＝500mA＝考慮到取樣和放大部分的電流，可選取最大電流（ID1）。整流管D1的耐壓（VD1）RM即當(dāng)市電上升10％時(shí)D1兩端的最大反向峰值電壓為：（VD1）RM≈（UB1）OMAX＝（UB1）O≈（UB1）O（VD1）RM≈≈29V得到這些參數(shù)后可以查閱有關(guān)整流二極管參數(shù)表，這里我們選擇額定電流1A，反向峰值電壓50V的IN4001作為整流二極管。濾波部分這里主要計(jì)算濾波電容的電容量C1和其耐壓VC1值。根據(jù)根據(jù)第二章濾波電容選擇條件公式可知濾波電容的電容量為（3－5）T247。R，一般系數(shù)取5，由于市電頻率是50Hz，R為負(fù)載電阻。當(dāng)最不利的情況下，即輸出電壓為15V，負(fù)載電流為500mA時(shí)：C1＝5T247。（UO247。IO）C1＝5247。（15V247。）≈1666μF當(dāng)市電上升10％時(shí)整流電路輸出的電壓值最大，此時(shí)濾波電容承受的最大電壓為：VC1＝（UB1）OMAX＝ 實(shí)際上普通電容都是標(biāo)準(zhǔn)電容值，只能選取相近的容量，這里可以選擇2200μF的鋁質(zhì)電解電容。耐壓可選擇25V以上，一般為留有余量并保證長(zhǎng)期使用中的安全，可將濾波電容的耐壓值選大一點(diǎn)，這里選擇35V。調(diào)整部分 調(diào)整部分主要是計(jì)算調(diào)整管T1和T2的集電極－發(fā)射極反向擊穿電壓（BVT1）CEO，最大允許集電極電流（IT1）CM，最大允許集電極耗散功率（PT1）CM。 在最不利的情況下，市電上升10％，同時(shí)負(fù)載斷路，整流濾波后的出電壓全部加到調(diào)整管T1上，這時(shí)調(diào)整管T1的集電極－發(fā)射極反向擊穿電壓（BVT1）CEO為：（BVT1）CEO＝（UB1）OMAX＝考慮到留有一定余量，可?。˙VT1）CEO為2
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