畢業(yè)設(shè)計(jì)-串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-07 19:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 可廣泛應(yīng)用于國(guó)防、科研、大專院校、實(shí)驗(yàn)室、工礦企業(yè)、電解、電鍍、直流電機(jī)、充電設(shè)備等。 3 第 2章 穩(wěn)壓電源的工作原理及性能指標(biāo) 直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟姟Ｕ髌靼呀涣麟娮優(yōu)橹绷麟?。?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。本設(shè)計(jì)主要采用串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路，通過(guò) 220V 50HZ 交流電壓經(jīng)電 源變壓器降壓后，通過(guò)橋式整流VD1~VD4整流成直流電再經(jīng)過(guò)濾波電容平滑直流電，減少直流電紋波系數(shù)。最后，通過(guò)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，將輸出電壓穩(wěn)定在 6V~15V之間。 整體電路框圖 整體電路框圖如圖 : 圖 整體電路框圖 設(shè)計(jì)的要求 6V15V,最大負(fù)載電流為 100mA左右 ； ； ； 。 4 第 3 章 電路各部分元件的分析 電源變壓器 在此為降壓變壓器，它是將電網(wǎng) 220V 交流電壓變換成符合條件的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。 變壓器的結(jié)構(gòu) 鐵心是變壓器中主要的磁路部分。它是由表面涂有絕緣漆的熱軋硅鋼片疊裝而成。 鐵心分為鐵心柱和橫片兩部分，鐵心 柱套有繞組；橫片是閉合磁路之用。 鐵心結(jié)構(gòu)的基本形式有心式和殼式兩種。 繞組是變壓器的電路部分，它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成。 變壓器工作時(shí)與電源連接的繞組叫初級(jí)繞組，與負(fù)載連接的繞組叫次級(jí)繞組。 變壓器的原理 如圖 ，當(dāng)一個(gè)正弦交流電壓 1U 加在初級(jí)線圈兩端時(shí)，導(dǎo)線中就有交變電流 1I 并產(chǎn)生交變磁通 1? ，它沿著鐵芯穿過(guò)初級(jí)線圈和次級(jí)線圈形成閉合的磁路。在次級(jí)線圈中感應(yīng)出互感電勢(shì) 2U ,同時(shí) 1? 也會(huì)在初級(jí)線圈上感應(yīng)出一個(gè)自感電勢(shì) 1E ， 1E 的方向與所加電壓 1U 方向相反而幅度相近，從而限制了 1I 的大小 。 圖 變壓器原理圖 (a) 變壓器的變壓比 如上圖在原繞組兩端通入交變電流 2I 時(shí)，在鐵芯內(nèi)建立磁場(chǎng)，產(chǎn)生了磁通。磁通隨著電流按正弦規(guī)律變化，變化的磁通穿過(guò)原，副邊繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)分析得 變壓比 n： 5 nIINNUU ?122121 :: 形象圖為： 圖 變壓器原理圖 (b) 若 n1，則 12nn? ， 12UU? ，此類變壓器為降壓變壓器。反之 n1就是升壓變壓器。 整流電路 整流部分目的是利用 單向?qū)щ娫?50Hz的交流變換成脈動(dòng)的直流電， 主要依靠二極管的單向?qū)щ娦詠?lái)實(shí)現(xiàn)。整流部分的電路形式有半波整流、全波整流、橋式整流。 半波整流電路 （ 1）電路如圖 ，利用二極管的單向?qū)щ娦?，在?fù)載 Rl上得到單向脈動(dòng)電壓 Vo。 （ 2）電路特點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出電壓波動(dòng)較大、頻率低。輸出的直流電壓值為： 0 2 2 20122 si n U td t U U? ????? ??? () （ 3）工作原理： 2U 為正半周： D管導(dǎo)通，有輸出電壓； 2U 為負(fù)半周： D管截止，無(wú)輸出電壓。 圖 半波整流電路 仿真一：半波整流電路 6 要求：二極管（理想） 1只 仿真電路： （ 4）參數(shù)計(jì)算 ： 0 2 2 20212 si n U td t U U? ????? ???（ ） 電流： LLDO RURUI /?? () ： LDOF RUII / 2?? () ： 22RMUU? () ： （ 1） D管得最大整流電流 FI 必須大于實(shí)際流過(guò)二極管的平均電流 DOI ： 02/ 0 .4 5 /F D O L LI I U R U R? ? ?() （ 2） D管得最大反向工作電壓 RU 必須大于二極管實(shí)際所承受的最大反向峰值電壓 RMU ： 22R RMU U U??() 7 全波整流電路 （ 1）電路圖：如圖 ，二極管 D D2分別在 2U 的正、負(fù)半周導(dǎo)通。 （ 2）電路特點(diǎn)：是輸出電壓波動(dòng)小，變壓需中心抽頭，繞制復(fù)雜，成本高，笨重。 （ 3）工作原理：在 2U 正半周： D1導(dǎo)通、 D2管截止，負(fù)載中有電流流過(guò)； 在 2U 負(fù)半周： D1截止、 D2管導(dǎo)通，負(fù)載中有電流流過(guò)。 圖 全波整流電路 仿真二：?jiǎn)蜗蛉ㄕ麟娐? 要求：二極管（理想） 2只 仿真電路： （ 4）參數(shù)計(jì)算 ： 22200 i n21 UUttdUU ??? ? ???? ? () 8 ： LLDO RURUI /?? (. ) ： 2/ 2 0 .4 5 /F D O LI I U R?? () ： 222RMUU? () ： D管的最大整流電流 FI 必須大于實(shí)際流過(guò)二極管的平均電流 DOI : 02/ 0 .4 5 /F D O L LI I U R U R? ? ?() D管的最大反向工作電壓 RU 必須大于二極管實(shí)際所承受的最大反向峰值電壓 RMU ： 222R RMU U U?? () 橋式整流電路 （ 1）電路圖：如圖 ，二極管 D D D D4四只二極管結(jié)成電橋的形式，名稱由此而來(lái)。 （ 2）工作原理：在 2U 的正半周， D D3導(dǎo)通， D D4截止，通過(guò) DD3給 LR 提供電流，方向由上向下； 在 2U 的負(fù)半周， D D4導(dǎo)通， D D3截止，通過(guò) D D4給 LR 提供電流，方向仍然是由上向下，由此得到整流波形。 圖 橋式整流電路 仿真三：橋式整流電路 ：整流橋（理想） 1只 ： 9 （ 3）參數(shù)計(jì)算 輸出的直流電壓值為： 22200 i n21 UUttdUU ??? ? ???? ? （ ） 流過(guò)負(fù)載平均電流： LLDO RURUI /?? （ ） 流過(guò)整流二極管的平均電流： 2/ 2 0 . 4 5 /F D O LI I U R?? （ ） 整流二極管的最大反向電壓： 22RMUU? （ ） 二極管的選擇： D管的最大整流電流 FI 必須大于實(shí)際流過(guò)二極管的平均電流 DOI : 02/ 0 .4 5 /F D O L LI I U R U R? ? ?（ ） D管的最大反向工作電壓 RU 必須大于二極管實(shí)際所承受的最大反向峰值電壓 RMU ： 22R RMU U U??（
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