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正文內(nèi)容

可調(diào)直流穩(wěn)壓源的設計與仿真畢業(yè)論文-文庫吧資料

2025-07-02 05:09本頁面
  

【正文】 流通過輸出電壓調(diào)節(jié)電位器RP1,電阻R1常取值120Ω~140Ω,在這里,用到10K的電位器。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)的負電壓,~37V, 。因為要求輸出電壓可調(diào),所以選擇三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器。晶體管VT2把從取樣電路送來的輸出電壓上升或下降的變化信號與基準電壓相比較,并把比較結果產(chǎn)生的差值電壓(或者叫做誤差電壓)加以放大,以此來控制調(diào)整管VT1的管壓降,從而使輸出電壓基本保持穩(wěn)定。VD是硅穩(wěn)壓二極管,它與限流電阻R3一起組成基準電壓源。一個帶有放大器的典型電路,VT1是調(diào)整管,接成射極輸出器的形式,負載電阻RL是它的射極電阻。簡單的反饋型晶體管穩(wěn)壓電路,是直接利用輸出電壓得變化量來控制調(diào)整管電壓變化的,所以其靈敏度和電壓穩(wěn)定性都不夠理想。該電路存在兩個問題:其一,該電路是用輸出電壓的變化部分直接去控制調(diào)整管的基極,故控制作用小,穩(wěn)壓性能較差;其二,輸出電壓固定不可調(diào)。如果當輸入電壓減小或負載增大,使得輸出電壓下降時,調(diào)節(jié)過程與上述正好相反。晶體管VT做調(diào)整元件,VD做基準電壓源,它給晶體管發(fā)射結提供一個固定的偏壓使其能正常工作。從框圖上可以看出輸入電壓經(jīng)過調(diào)整元件調(diào)節(jié)之后,變成穩(wěn)定的輸出電壓。一般情況下,它包括調(diào)整管、取樣電路、基準電壓源及誤差比較放大器等主要部分。圖211 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路(2)串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路比穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路要復雜的多,它是一個閉環(huán)反饋系統(tǒng)。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路具有線路簡單,調(diào)試方便等有優(yōu)點,但輸出電流受穩(wěn)壓管穩(wěn)定電流的限制,而且輸出電壓又不能任意調(diào)節(jié),穩(wěn)壓性能不高,只適用于輸出電流小,負載變動不大和穩(wěn)定性能要求不高的場合,或作為輔助穩(wěn)壓源。但工作電流也不能太大,以免超過管子的額定功率,造成損壞。穩(wěn)壓管的這一特性將穩(wěn)壓管和負載并聯(lián),若能保證穩(wěn)壓管中的電流在一定范圍內(nèi),則負載電壓就能再一定程度上得到穩(wěn)定,因此,穩(wěn)壓電路的關鍵就是限定穩(wěn)壓管中的電流。穩(wěn)壓管基本應用電路(1)硅穩(wěn)壓管也稱為齊納二極管,其伏安特性如圖所示。經(jīng)過整流和濾波后的直流電壓,會由于交流電網(wǎng)電壓的波動以及負載電阻的變動而發(fā)生變化。這時高頻干擾成分通過小電容流到底線,濾除各種高頻干擾成分。大電容的容量越大濾波效果越好。在大電容C1上并聯(lián)一個小電容C2可以補償其在高頻下的不足。但是,由于大容量的電容器存在感抗特性,等效為一個電容與一個電感串聯(lián)。為了增大電感量,一般來說,L選鐵芯電感,C選用電解電容如圖210所示 圖210 π型LC濾波電路。由于電感交流電阻很大,而直流電阻很小,輸出直流分量在電感上損失很小,所以它適用于負載電流比較大的場合,而且外特性較好,即負載電流變化時,輸出直流電壓變化較小,另外,電感濾波的二極管導通角不會減小,避免了浪涌電流的產(chǎn)生。圖26電容濾波電路圖27 RCπ型濾波電路(2)電感濾波是利用電感具有阻止電流變化的特點,在整流電路的負載回路中串聯(lián)電感L,如圖28所示。但是它的輸出電流不宜太大,而且要求輸出電壓的脈動成分較小時,必須增加電容器的容量,因此電路的體積大也不經(jīng)濟。(1)電容濾波就是在整流電路后面,用大量的電解電容與負載并聯(lián)。交流電經(jīng)整流電路后可變?yōu)槊}動直流電流,其中含有較大的交流分量,為了使設備能用上純凈的直流電,還必須用濾波電路濾除脈動電壓中的交流成分。查手冊選整流二極管IN4001,其參數(shù)為:反向擊穿電壓,最大整流電流。整流電路中的二極管的選擇。橋式整流是因為其電路連接為電橋的形式。三相半波整流電路由于整流元件的單向導電性,只允許每相一個周期的正半周(或者負半周)經(jīng)過整流元件,形成單向的脈動電流;三相全波:每相的正半周和負半周分別經(jīng)兩組整流元件輸出,再同極性疊加,形成單向電流提供給負載。圖25橋式整流電路以上舉例均以單相電路為例,這樣能更好的說明其原理和區(qū)別。所以他的應用較為廣泛。圖24全波整流電路(3)橋式整流濾波電路,見圖25。從圖中可見,正負半周都有電流流過負載,提高了整流效率。(1)半波整流就是利用二極管的單向導電性能,使經(jīng)變壓器出來的電壓V只有半個周期可以到達負載,造成負載電壓V是單方向的脈動直流電壓,見圖23。整流電路:是利用整流二極管的導通特性將交流電壓轉換為單一方向的半波電壓。實際的變壓器中當變壓器輸出電流小于額定電流時,變壓器輸出電壓的峰值將大于15V,也可以得到整流電路的輸出電壓可能大于14V。又因為正向導通的每個二極管上大約有1V的損耗,所以事實上輸出電壓約為14V。設整流濾波電路的輸出電流為,輸出電壓為,流過變壓器的工作電流為,則為輸出電壓降的比率,為輸出電壓的比率,為變壓器的工作電流與輸出電流的比率。圖22 總電路圖電源變壓器:是降壓變壓器,它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓,并送給整流電路,變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。當負載要求功率較大,效率較高時,常采用開關穩(wěn)壓電源。因而在整流、濾波電路之后,還需接穩(wěn)壓電路。脈動小的直流電,即將交流成分濾掉,保留其直流成分。降壓后的交流電壓,通過整流電路變成單向直流電,但其幅度變化大(即脈動大)。該電源的技術參數(shù):直流穩(wěn)壓輸出范圍 DC 0~15V。兼容性好的信息轉換:提供了轉換原理圖和仿真數(shù)據(jù)到其他程序的方法,可以輸出原理圖到PCB布線;輸出仿真結果到MathCAD、Excel或LabVIEW;輸出網(wǎng)絡表文件;向前和返回注;提供Internet Design Sharing(互聯(lián)網(wǎng)共享文件)。 完善的后處理:對分析結果進行的數(shù)學運算操作類型包括算術運算、三角運算、指數(shù)運行、對數(shù)運算、復合運算、向量運算和邏輯運算等。射頻模塊由RFspecific(射頻特殊元件,包括自定義的RF SPICE模型)、用于創(chuàng)建用戶自定義的RF模型的模型生成器、兩個RFspecific儀器(Spectrum Analyzer頻譜分析儀和Network Analyzer網(wǎng)絡分析儀)、一些RFspecific分析(電路特性、匹配網(wǎng)絡單元、噪聲系數(shù))等組成。完備的分析手段:Multisimt提供了許多分析功能,集成LabVIEW和Signalexpress快速進行原型開發(fā)和測試設計,具有符合行業(yè)標準的交互式測量和分析功能。豐富的測試儀器:提供了22種虛擬儀器進行電路動作的測量,這些儀器的設置和使用與真實的一樣,動態(tài)互交顯示。強大的仿真能力:以SPICE3F5和Xspice的內(nèi)核作為仿真的引擎,通過Electronic workbench 帶有的增強設計功能將數(shù)字和混合模式的仿真性能進行優(yōu)化。Multisim軟件有以下幾個特點:直觀的圖形界面:整個操作界面就像一個電子實驗工作臺,繪制電路所需的元器件和仿真所需的測試儀器均可直接拖放到屏幕上,輕點鼠標可用導線將它們連接起來,軟件儀器的控制面板和操作方式都與實物相似,測量數(shù)據(jù)、波形和特性曲線如同在真實儀器上看到的。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式,具有豐富的仿真分析能力。隨著農(nóng)業(yè)科學技術的不斷發(fā)展進步,農(nóng)業(yè)科學研究和農(nóng)業(yè)工程應用實踐隊高壓靜電電源的需求逐年增多,對其精度、性能、價格、品種、類型、體積、智能化操作等方面都提出了許多新的要求,現(xiàn)有的高壓直流穩(wěn)壓電源已經(jīng)不能滿足農(nóng)業(yè)領域中的許多需要,研究和開發(fā)適合農(nóng)業(yè)領域要求的多種新型高壓直流穩(wěn)壓電源已經(jīng)成為一種客觀需求,而且起社會效益和經(jīng)濟效益都比較顯著,市場前景比較光明。近幾年隨著科技的發(fā)展
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