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正文內(nèi)容

集成直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)(本科)畢業(yè)論文-文庫(kù)吧資料

2025-07-03 22:22本頁(yè)面
  

【正文】 2。 下面討論電容濾波電路的工作原理,為討論問(wèn)題的方便,我們以半波整流電容濾波電路為例進(jìn)行分析。在直流電源上多是利用電抗元件對(duì)交流信號(hào)的電抗性質(zhì),將電容器或電感器與負(fù)載電阻恰當(dāng)連接而構(gòu)成濾波電路。 ID=I0/2 濾波電路的設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)整流后,輸出電壓在正負(fù)方向上沒(méi)有變化,但輸出電壓波形仍然保持正弦波的形狀,起伏很大。 單相橋式整流電路的波形圖2)輸出電流電壓U0 由橋式整流電路的波形可知,其輸出電壓及流過(guò)二極管的電流與全波整流的波形相同: U0= 3)整流二極管的選擇 由橋式整流電路的波形可知,每只二極管截止時(shí)所承受的反向電壓為變壓器副邊電壓峰值,因此,各二極管所承受的最大反向電壓為 URM= 雖然是全波整流,由于二極管仍然是只有半個(gè)周期導(dǎo)通。 由此可見(jiàn),不論哪兩只二極管導(dǎo)通,負(fù)載電流的方向都始終保持不變。在工作時(shí),DD2與DD4兩兩輪流導(dǎo)通。 單相橋式整流電路1)電路組成及工作原理 橋式整流電路由四只二極管組成的一個(gè)電橋,電橋的兩組相對(duì)節(jié)點(diǎn)分別接變壓器二次繞組和負(fù)載。 為簡(jiǎn)化分析,假定二極管是理想器件,即當(dāng)二極管承受正向電壓時(shí),將其作為短路處理;當(dāng)承受反向電壓時(shí),將其作為開(kāi)路處理。交流電分為三相交流電和單相交流電,在小功率電路中一般采用單相半波、全波、橋式整流電路和倍壓整流電路。但是接上該電容以后,集成穩(wěn)壓器的輸入的一旦發(fā)生短路,C4將對(duì)穩(wěn)壓器的輸出端放電,其放電電流可能損壞穩(wěn)壓器,故在穩(wěn)壓器的輸入和輸出端之間,接一只保護(hù)二極管VD1。為了抑制自激,在輸出端接一只1μF的鉭電容或25μF的鋁電解電容C4。 W317集成穩(wěn)壓器在沒(méi)有容性負(fù)載的情況下可以穩(wěn)定的工作。另一方面,由于在電路中接了電容C3,此時(shí)一旦輸入端或輸出端發(fā)生短路,C3中存儲(chǔ)的電荷會(huì)通過(guò)穩(wěn)壓器內(nèi)部的調(diào)整管和基準(zhǔn)放大管而損壞穩(wěn)壓器。接在調(diào)整端和地之間的電容C3,是用來(lái)旁路電位器RP兩端的紋波電壓。2. 穩(wěn)壓器功耗估算當(dāng)輸入交流電壓增加10%時(shí),穩(wěn)壓器輸入直流電壓最大,即 UImax=16= 19. 36V所以穩(wěn)壓器承受的最大壓差為:19. 36-5≈15V最大功耗為:UImaxIImax=15=16. 5W故應(yīng)選用散熱功率≥16. 5W的散熱器。已知整流二極管1N5401,其極限參數(shù)為URM=50V,ID=5A。由上分析,可選購(gòu)副邊電壓為16V,功率30W的變壓器。(2)確定電源變壓器副邊電壓、電流及功率 UI≥UImax/,II≥IImax。15V電壓的穩(wěn)壓電路 2輸出 5~12V可調(diào)的穩(wěn)壓電路 圖29 輸出 5~12V可調(diào)的穩(wěn)壓電路 1. 器件選擇 電路參數(shù)計(jì)算如下。 總體設(shè)計(jì)方案圖 1 同時(shí)輸出177。 以上通過(guò)采用外接功率管VT1的方法,達(dá)到擴(kuò)流的目的,但這種方法會(huì)降低穩(wěn)壓精度,增加穩(wěn)壓器的輸入與輸出壓差,這對(duì)大電流的工作的電源是不利的。當(dāng)電流Ii和R2上產(chǎn)生的電壓降達(dá)到VT2的UBE2時(shí),VT2導(dǎo)通,于是向VT1基極注入電流,使VT1關(guān)斷,從而達(dá)到限制電流的目的。另外,I1的最大值由VT1的額定值決定,如需更大的電流,可把三極管接成達(dá)林頓管方式。VT2為過(guò)流保護(hù)三極管,正常工作時(shí)該管為截止?fàn)顟B(tài)。 圖26 可調(diào)式三端穩(wěn)壓器的典型應(yīng)用 ③集成穩(wěn)壓器的電流擴(kuò)展若想連續(xù)輸出1A以上的電流,可采用圖27所示的加接三極管增大電流的方法。 其典型如圖26所示,其中電阻R1 與電位器RP組成電壓輸出調(diào)節(jié)電器,輸出電壓U0的表達(dá)式為: U0≈ (1+RP/R1) 式中,R1一般取值為(120~240歐),輸出端與調(diào)整壓差為穩(wěn)壓器的基準(zhǔn)電壓(),所以流經(jīng)電阻 R1的泄放電流為5~10mA。 圖25 固定三端穩(wěn)壓器的典型應(yīng)用② 可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器 正壓系列:~37V的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),外接元件只需一個(gè)固定電阻和一只電位器。 負(fù)壓系列:79系列與78系列相比,除了輸出電壓極性、引腳定義不同外,其他特點(diǎn)都相同。78系列又分三個(gè)子系列,即778M和78L。① 固定式集成穩(wěn)壓器正壓系列:78系列,該系列穩(wěn)壓塊有過(guò)流、過(guò)熱和調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù),以防過(guò)載而損壞。 圖24 幾種常見(jiàn)整流濾波電路 各濾波電容C滿(mǎn)足: RL1C = (3~5)T/2 式中T為輸出交流信號(hào)周期;RL1 為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。再經(jīng)濾波電路濾除紋波,輸出直流電壓UI 。 表23 小型變壓器的效率通過(guò)上表可以算出變壓器原邊的功率P1 。變壓器副邊與原邊的功率比為 P2/P1=η式中η為變壓器的效率。2. 2 設(shè)計(jì)原理及其方案圖 設(shè)計(jì)原理 直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器T、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成,基本框圖和基本應(yīng)用電路如圖21和圖22所示。(3)完成電路的安裝、調(diào)試,使作品能達(dá)到預(yù)期的技術(shù)指標(biāo)。2 設(shè)計(jì)要求 (1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案,計(jì)算和選取元件參數(shù)。(4)具有過(guò)流保護(hù)功能。(2)穩(wěn)壓系數(shù)小于51‰。 設(shè)計(jì)任務(wù) 1集成穩(wěn)壓電源的主要技術(shù)指標(biāo) (1)輸出電壓:177。給出測(cè)試各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的方法(包括所使用的儀器),撰寫(xiě)測(cè)試報(bào)告及使用說(shuō)明書(shū)。完成各單元電路和總體電路的設(shè)計(jì),并用計(jì)算機(jī)繪制電路圖。 本文研究的主要內(nèi)容 通過(guò)集成直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì),安裝和調(diào)試,學(xué)會(huì)選擇變壓器、整流二極管、濾波電容、集成穩(wěn)壓器及相關(guān)元器件設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源;掌握直流穩(wěn)壓電路的調(diào)試及主要技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試方法。 本設(shè)計(jì)主要討論的是把電網(wǎng)電壓的單相交流電轉(zhuǎn)換為直流電源的方法、實(shí)現(xiàn)的電路及直流電源的性能指標(biāo)。(4)紋波系數(shù)S 。電源在額定輸出電壓U0 ,所能提供的最大輸出電流。電源輸出的直流電壓值,可變電源為某個(gè)范圍值。 電源所要求的(交流)輸入電壓,在我國(guó)一般是220V、50Hz 的交流電。通常對(duì)直流電源的要求是:輸出電壓穩(wěn)定、紋波小、負(fù)載能力強(qiáng)等。 當(dāng)負(fù)載要求功率較大、效率高時(shí),常采用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。因而在整流、濾波電路之后,還需接穩(wěn)壓電路。但這樣的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動(dòng)(一般有177。 直流穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)圖和穩(wěn)壓過(guò)程 電源變壓器是將交流電網(wǎng)220V的電壓變?yōu)樗枰碾妷褐?,然后通過(guò)整流電路將交流電壓變成脈動(dòng)的直流電壓。常見(jiàn)的供電方式有兩種,一種是采用干電池、蓄電池或其他形式如光電池等向電路供電,這種供電方式是用化學(xué)能或其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能之后,向電路提供能量,其缺陷在于能量的使用要受實(shí)際條件(如電池的容量)的限制;另一種是利用電網(wǎng)向電路供電,這種供電方式是把電網(wǎng)的交流電經(jīng)過(guò)降壓、整流、濾波和穩(wěn)壓之后,轉(zhuǎn)化為直流電向電路提供能量,其優(yōu)勢(shì)在于電網(wǎng)所提供的能量是源源不斷的。 Series linear constant voltage。關(guān)鍵詞:直流;穩(wěn)壓電源;串聯(lián)型線(xiàn)性穩(wěn)壓;開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源The Design Of Stabile Direct Current P
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