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直流穩(wěn)壓電源-電子工程畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)

2025-02-04 08:42本頁(yè)面

【導(dǎo)讀】直流穩(wěn)壓電源由于具有效率高、體積小、重量輕的特點(diǎn),近年來(lái)獲得了飛速發(fā)展。域,特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用,推動(dòng)了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。本文主要以半橋變。換電路為開(kāi)關(guān)電源的主電路,設(shè)計(jì)一臺(tái)品質(zhì)優(yōu)良的直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。負(fù)載一般都是用大量的集成化程度很高的器件安裝的電子系統(tǒng)。晶體管和集成器件耐受電、熱沖。因而開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的保護(hù)應(yīng)該兼顧穩(wěn)壓器本身和負(fù)載的安全。保護(hù)電路的種類很多,這里介紹極性保護(hù)、程序保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)以及過(guò)熱保護(hù)等電路。通常選用幾種保護(hù)方式加以組合,構(gòu)成完善的保護(hù)系統(tǒng)。直流高壓穩(wěn)壓電源的長(zhǎng)期穩(wěn)定性主要。直流高壓穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)具有理論指導(dǎo)作用。

  

【正文】 是整個(gè) Protel99se 工程的開(kāi)始 ,是 PCB 文檔設(shè)計(jì)乃至最后制版的基礎(chǔ)。一般設(shè)計(jì)程序是 :首先根據(jù)實(shí)際電路的復(fù)雜程度確定圖紙的大小 ,即建立工作平面 ; 然后從元器件庫(kù)中取出所需元件放到工作面上 ,并給它們編號(hào)、對(duì)其封裝進(jìn)行定義和設(shè)定 ; 最后利用 Protel99se 提供的工具指令進(jìn)行布線 ,將工作平面上的元器件用具有電氣意義的導(dǎo)線、符號(hào)連接起來(lái) ,對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行信號(hào)完整性分析 ,確保整個(gè)電路無(wú)誤 。 電路板的規(guī)劃 電路板規(guī)劃的主要目的是確定其工作層結(jié)構(gòu) ,包括信號(hào)層、內(nèi)部電源 /接地層、機(jī)械層等。通過(guò)執(zhí)行菜單命令 Design\Board Layers, 在打開(kāi)的對(duì)話框中可以控制各層的顯示與否 , 以及層的顏色等屬性設(shè)置。如果不是利用 PCB 向?qū)?lái)創(chuàng)建一個(gè)電路板文件的話 ,就要自己定義 PCB 的形狀和尺寸。繪制時(shí)需單擊工作窗口底部的層標(biāo)簽 ,再由 Place\Keepout 命令來(lái)單獨(dú)定義。該操作步驟實(shí)際上就是在 Keep Out Layer(禁止布線層 )上用走線繪制出一個(gè)封閉的多邊形 , 而所繪多邊形的大小一般都可以 看作是實(shí)際印制電路板的大小。 元器件的選擇 對(duì)元器件的選擇要嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)要求 ,在進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)之前,首先要準(zhǔn)備好原理圖 SCH 的元件庫(kù)和 PCB的元件庫(kù)。元件庫(kù)可以用 peotel99se 自帶的庫(kù),當(dāng)很難找到合適的,可以自己根據(jù)所選器件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸資料自己做元件庫(kù)。原則上先做 PCB 的元件庫(kù),再做 SCH 的元件庫(kù)。 PCB 的元件庫(kù)要求較高,它直接影響板子的安裝; SCH 的元件庫(kù)要求相對(duì)比較松,只要注意定義好管腳屬性和與 PCB元件的對(duì)應(yīng)關(guān)系就行。 PCB 電路板生成的流程 生成網(wǎng)絡(luò)表 14 在原理圖里面加好封裝,保存, ERC 檢查,生成元件清單檢查。生成網(wǎng)絡(luò)表。 建立 PCB 選擇好公制,捕獲和可見(jiàn)刪格大小,設(shè)計(jì)好外框 (向?qū)Щ蜃约寒?huà) ),然后放好固定孔的位置,大小 ( , 3的內(nèi)孔 ),邊緣的先改好焊盤(pán),孔大小,位置固定。 布局 調(diào)用網(wǎng)絡(luò)表,調(diào)入元件,修改部分焊盤(pán)大小,設(shè)置好布線規(guī)則,可以改變標(biāo)號(hào)的大小,粗細(xì),隱藏標(biāo)稱值。然后先把需要特殊位置的元件放好并瑣定。然后根據(jù)功能模塊布局, (可以用 SCH 里面選擇過(guò)度到 PCB 里面選擇的方式 ),一般不用 X,Y進(jìn)行元件的翻轉(zhuǎn),而是用空格旋轉(zhuǎn)。對(duì)于一個(gè)功能模塊先放中心元件,或大元件,然后放旁邊的小元件, (比如集成塊先放,然后放直接和集成塊兩管腳直接相連的元件,再放和集成塊一個(gè)管腳相連的元件,而且類似的元件盡量放在一起,比較美觀也要考慮后面連線的方便性 )。當(dāng)然一些特殊關(guān)系的元件先放,比如一些濾波電容和晶振等需要靠近某些元件的先放好。還有會(huì)干擾的元件先整體考慮要離遠(yuǎn)點(diǎn)。高低壓模塊要間隔 以上。要注意留出散熱片,接插件,固定架的位置。一些不能布線的地方可以用 FILL。還要考慮散熱,熱敏元件。電阻 ,二極管的放置方式:分為平放與豎放兩種: (1)平放:當(dāng)電路元件數(shù)量不多,而且電路板尺寸較大的情況下,一般是采用平放較好 。對(duì)于 1/4W 以下的電阻平放時(shí),兩個(gè)焊盤(pán)間的距離一般取 4/10 英寸, 1/2W的電阻平放時(shí) ,兩焊盤(pán)的間距一般取 5/10 英寸;二極管平放時(shí), 1N400X 系列整流管,一般取 3/10 英寸; 1N540X 系列整流管 ,一般取 4~ 5/10 英寸。 (2)豎放:當(dāng)電路元件數(shù)較多,而且電路板尺寸不大的情況下,一般是采用豎放,豎放時(shí)兩個(gè)焊盤(pán)的間距一般取 1~ 2/10 英寸。 布線: 先設(shè)置好 規(guī)則里面的內(nèi)容, VCC, GND 大功率等大電流的線可以設(shè)置的寬點(diǎn)(),一般 1mm可以通過(guò) 1A的電流。對(duì)于大電壓的線間距可以設(shè)置大點(diǎn),一 般 1mm 為 1000V。設(shè)置好了,先布 VCC, GND 等一些比較重要的線。注意各個(gè)模塊的區(qū)分。對(duì)單面板最好可以加一些條線。加過(guò)孔,不一定橫平豎直,集成塊的焊盤(pán)間一般不走線,大電流的寬線可以在 solder 層畫(huà)上線,以便后面上錫;走線用45 度角。 手工修改線: 修改一些線的寬度,轉(zhuǎn)角,補(bǔ)淚地或包焊盤(pán) (單面板必須做 ),鋪銅,處理地線。 15 第 四章 電路 仿真 167。 測(cè)試要求 測(cè)試并記錄電路中各環(huán)節(jié)的輸出波形。 測(cè)試穩(wěn)壓電源輸出電壓的調(diào)整范圍及最大輸出電流。 固定輸出 +5V 時(shí)最大輸出電流 和固定輸出 ? 12V 時(shí)最大輸出電流 測(cè)量輸出電阻 R0。 測(cè)量穩(wěn)壓系數(shù)。 用改變輸入交流電壓的方法,模擬 Ui的變化,測(cè)出對(duì)應(yīng)的輸出直流電壓的變化,則可算出穩(wěn)壓系數(shù) Sr。(注意:用調(diào)壓器使 220V 交流改變 ? 10%。即△ Ui=44V) 用毫伏表可測(cè)量輸出直流電壓中的交流紋波電壓大小,并用示波器觀察、記錄其波形。 分析測(cè)量結(jié)果,并討論提出改進(jìn)意見(jiàn)。 167。 測(cè)試結(jié)果和計(jì)算結(jié)果分析 電壓輸出波形和紋波變化見(jiàn)仿真圖 輸入波形圖 經(jīng)過(guò)整流 圖 經(jīng)過(guò)濾波電路后的波形 圖 16 穩(wěn)壓系數(shù) Sr 的理論值計(jì)算 Sr=0UnAUvI = 15 ?? = 167。 電路的誤差分析與改進(jìn) 綜合分析可以知道在測(cè)試電路的過(guò)程中可能帶來(lái)的誤差因素有: ①測(cè)得輸出電流時(shí)接觸點(diǎn)之間的微小電阻造成的誤差; ②電流表內(nèi)阻串入回 路造成的誤差; ③測(cè)得紋波電壓時(shí)示波器造成的誤差; ④示波器,萬(wàn)用表本身的準(zhǔn)確度而造成的系統(tǒng)誤差; 可以通過(guò)以下的方法去改進(jìn)此電路; ①減小接觸點(diǎn)的微小電阻; ②根據(jù)電流表的內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果可以進(jìn)行修正; ③測(cè)得紋波時(shí)示波器采用手動(dòng)同步; ④采用更高精確度的儀器去檢測(cè); ⑤ 根據(jù)設(shè)計(jì)可添加可調(diào)電壓: Uo=+3V~ +9V 所要求的性能指標(biāo),選擇集成三端穩(wěn)壓器。 因?yàn)橐筝敵鲭妷嚎烧{(diào),所以選擇三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器。 可調(diào)式集成穩(wěn)壓器,常見(jiàn)主要有 CW31 CW33 LM31 LM337。 317 系列穩(wěn)壓器輸出連 續(xù)可調(diào)的正電壓,337 系列穩(wěn)壓器輸出連可調(diào)的負(fù)電壓,可調(diào)范圍為 ~37V,最大輸出電流 I0max 為。穩(wěn)壓內(nèi)部含有過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)電路,具有安全可靠,性能優(yōu)良、不易損壞、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。其電壓調(diào)整率和電流調(diào)整率均優(yōu)于固定式集成穩(wěn)壓構(gòu)成的可調(diào)電壓穩(wěn)壓電源。 LM317 系列和 lM337 系列的引腳功能相同,管腳圖和典型電路如圖 和圖。 圖 5典型電路 圖 管腳圖 圖 典型電路圖 17 圖 3~9V 輸出直流穩(wěn)壓電路示意圖 輸出電壓表達(dá)式為 : U0= ???????? ?111 RRP 式中, 是集成穩(wěn)壓塊輸出端與調(diào)整端之間的固有參考電壓 REFV ,此電壓加于給電阻 1R 兩端,將產(chǎn)生一個(gè)恒定電流通過(guò)輸出電壓調(diào)節(jié)電位器 1RP ,電阻 1R 常取值?? 240~120 , 1RP 一般使用精密電位器,與其并聯(lián)的電容器 C 可進(jìn)一步減小輸出電壓的紋波。圖中加入了二極管 D,用于防止輸出端短路時(shí) 10181。F 大電容放電倒灌入三端穩(wěn)壓器而被損壞。 LM317 其特性參數(shù): 輸出電壓可調(diào)范圍: ~ 37V 輸出負(fù)載電流: 輸入與輸出工作壓差Δ U=UiUo: 3~ 40V 能滿足設(shè)計(jì)要求 ,故選用 LM317 組成穩(wěn)壓電路。 參考文獻(xiàn) 【 1】《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》(華成英) ,高等教 育出版社。 【 2】《硬件電路設(shè)計(jì)精解》(陳永真,陳之勃)電子工業(yè)出版社 18
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