模電課設(shè)：直流穩(wěn)壓電源資料(編輯修改稿)
2024-09-14 16:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 () 同理,在U2負(fù)半周時,D1?D3也承受同樣大小的反向電壓?設(shè)計(jì)要求最大輸出電流Iom =500mA,則流經(jīng)二極管的最大平均電流為 ()二極管承受的最大反向電壓 ()因此可選用整流二極管IN4001(允許最大電流 IF=,最大反向電壓VRM=50V),或選擇整流橋堆MB05M(最大電流IF=,最大反向電壓VRM=50V), DB101 (IF=,VRM=50V)? 濾波電路的確定慮波電路如圖31濾波部分所示,與單向橋式整流電路組成整流濾波電路?其工作原理:無論U2是正半周還是負(fù)半周,電路中總有二極管導(dǎo)通,在一個周期內(nèi),U2對電容充電二次,由于充電時間常數(shù)很小(二極管導(dǎo)通電阻和變壓器內(nèi)阻很小),所以很快充滿電荷,使電容兩端電壓UC基本接近U2m,而電容上的電壓不會突變?現(xiàn)假設(shè)在U2在正半周期由零開始上升,很短時間內(nèi)電容上的電壓Uc基本上接近U2m,因此U2Uc ,D1?D2?D3?D4 管均截止,電容 C同過通過RL放電,由于時間常數(shù)τ=RLC 很大( RL較大時),因此放電速度很慢,Uc下降很小?與此同時,U2仍按的規(guī)律上升,一旦當(dāng) U2UC時,D1,D3導(dǎo)通,C又開始充電?不難理解,在U2的負(fù)半周期也會出現(xiàn)與上述基本相同的結(jié)果?這樣在U2不斷作用下,電容上的電壓不斷進(jìn)行充放電,周而復(fù)始,從而得到一近乎于鋸齒波的電壓UL=UC,負(fù)載電壓的紋波大為減少,如圖33 ?圖33 濾波波形由以上分析可知,電容慮波電路有如下特點(diǎn):1?RLC越大,電容放電速度越慢,負(fù)載電壓中的紋波成分越小,負(fù)載平均電壓越高?為了得到平滑的負(fù)載電壓,放電時間常數(shù)應(yīng)滿足 τ=RLC≥(3~5)T/2 ()式中T為交流電壓的周期?2?RL越小輸出電壓越小若C一定,當(dāng)RL→∞,即空載時有 ()當(dāng)C=0,即無電容時有 ()當(dāng)整流電路的內(nèi)阻不太大(幾歐姆)和電阻RL電容C取值滿足()時,有 ()總之,電容濾波適用于負(fù)載電壓較高,負(fù)載變化不大的情況? 參數(shù)計(jì)算與元件選擇負(fù)載電阻 ()由式(),取?由此濾波電容為 () 若考慮電網(wǎng)波動,則電容承受的最高電壓為 () 濾波電容耐壓值應(yīng)大于輸出電壓值,且通常采用有極性的電解電容,因此選用標(biāo)稱值為2200F/30V的電解電容?考慮到正負(fù)電壓輸出,最后設(shè)計(jì)的整流濾波電路如圖34? 圖34 整流濾波電路 直流穩(wěn)壓電路類型和設(shè)計(jì)方法有多種,本次設(shè)計(jì)采用集成元件構(gòu)成穩(wěn)壓電路?用CW78系列和CW79系列的芯片? 包括固定三端與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器,我們介紹固定三端穩(wěn)壓器及其典型應(yīng)用?我們通常所用的7800和7900系列的穩(wěn)壓管如圖35所示?圖35固定三端式穩(wěn)壓穩(wěn)壓器的典型應(yīng)用(a)CW78xx系列典型應(yīng)用 (b)CW79xx系列典型應(yīng)用在CW78xx系列中1腳接輸入,2腳接地,3腳接輸出?CW79xx系列中1腳接地,2腳接輸入,3腳接輸出?其中CW78xx系列中輸出為正電壓,如7815則它的輸出電壓為+15V,而CW79xx系列中輸出為負(fù)電壓,如7915則輸出電壓為15V,(它們的輸出額定電流以字母為標(biāo)志,)但不管是輸出為正電壓的78系列還是輸出為為負(fù)電壓的79系列,它們的輸入端所接入的電容C的功能是進(jìn)一步濾除紋波,輸出端接入的電容C能改善負(fù)載的瞬態(tài)影響,使電路穩(wěn)定工作?C最好用漏電流小的電容,如果是電解電容的話,則電容量要比圖中的增加10倍? 元件選擇本次設(shè)計(jì)選擇固定集成穩(wěn)壓器CW7812,CW7912,其特性參數(shù):Vo=12V,Iomax=500mA,Vi=14~35,副邊電壓V2≥VImin/=14/=,取V2=15V?CW 7812的引腳如圖36所示?芯片說明: 圖36 CW7812引腳CW7812?CW7912芯片由于它只有輸入,輸出和公共引出端,故稱之為三端式穩(wěn)壓器?它由啟動電路,基準(zhǔn)電壓電路,取樣比較放大電路,調(diào)整電路和保護(hù)電路等部分組成? 電路的整合連接本次設(shè)計(jì)的思想是先進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì),然后再將各個單元電路進(jìn)行整合,最終達(dá)到設(shè)計(jì)完整電路的目的?以上已完成各部分的分析與設(shè)計(jì),因此接下來設(shè)計(jì)整個電路?電路接入幾個主要部分外,為了防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩和抑制電路引入的高電頻,電路中前后分別接入電容C3=,C5=?它們的作用是瞬時增減負(fù)載電流時不會引起輸出電壓有較大的波動?發(fā)光二極管用來檢測電路是否接通?負(fù)載輸出端的電路與正輸入端對稱,所以C4=,C6=?總的電路圖見附錄【3】?第4章 電路仿真與測試 仿真軟件簡介本次試驗(yàn)由EWB軟件進(jìn)行仿真?電子工作平臺Electronics Workbench (EWB)(現(xiàn)稱為MultiSim) 軟件是加Interactive Image Technologies公司于八十年代末?九十年代初推出的電子電路仿真的虛擬電子工作臺軟件,其工作界面如圖41? 圖41 EWB工作界面 EWB的特點(diǎn):(1)采用直觀的圖形界面創(chuàng)建電路,在計(jì)算機(jī)屏幕上模仿真實(shí)實(shí)驗(yàn)室的工作臺,繪制電路圖需要的元器件?電路仿真需要的測試儀器均可直接從屏幕上選取。 (2)軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實(shí)物相似,可以實(shí)時顯示測量結(jié)果。 (3)EWB軟件帶有豐富的電路元件庫,提供多種電路分析方法。 (4)作為設(shè)計(jì)工具,它可以同其它流行的電路分析?設(shè)計(jì)和制板軟件交換數(shù)據(jù)。(5)EWB還是一個優(yōu)秀的電子技術(shù)訓(xùn)練工具,利用它提供的虛擬儀器可以用比實(shí)驗(yàn)室中更靈活的方式進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn),仿真電路的實(shí)際運(yùn)行情況,熟悉常用電子儀器測量方法?與其他電路仿真軟件(Protel99)相比,具有界面直觀?操作方便等優(yōu)點(diǎn)?他改變了一般電路仿真軟件輸入電路必須采用文本方式的不便,創(chuàng)建電路選用元器件和測試儀器等均可直接從屏幕上器件庫和儀器庫中直接選取?電子電路的分析?設(shè)計(jì)與仿真工作蘊(yùn)含于輕點(diǎn)鼠標(biāo)之間,不僅為電子電路設(shè)計(jì)者帶來了無盡的樂趣,而且大大提高了電子設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和效率? EWB的優(yōu)點(diǎn)1?各元器件選擇范圍廣,參數(shù)修改方便,不會象實(shí)際操作那樣多次地把元件焊下而損壞器件和印刷電路板?使電路調(diào)試變得快捷方便?對《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程中的絕大部分電路都能應(yīng)用,不僅能用于對單個電路特性和原理進(jìn)行驗(yàn)證,也能就用于多級的組合電路?2?元件庫不但提供了各種豐富的分立元件和集成電路等元器件,是一個全開放性的仿真實(shí)驗(yàn)和課件制作平臺,給我們提供了一個實(shí)驗(yàn)器具完備的綜合性電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室?可以在任意組合的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中,搭建實(shí)驗(yàn)?通過元件復(fù)制或單級電路的復(fù)制來完成整個電路的組裝
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