单元电路设计-模板.doc

应用电子与通信技术系 电子信息工程综合培训文档 （单元电路的设计） 题目： 姓名： 学号： 日期： 任务书 姓 名： 院 （系）： 专 业： 班 号： 任务起至日期： 年 月 日至 年 月 日 题目： 技术要求与主要内容： 1.1 系统方框图的确立及说明 根据该课题的各项技术指标要求最终确立的系统方框图如图-3所示： 图-1 系统方框图 首先交流220V市电经过变压器转换为低压交流电，将此电压送入整流滤波电路中，滤掉整流后的低频干扰与高次谐波，使得电压更稳定的为稳压电路供电，稳压电路中有两路电源，固定电压为5V给MCU、AD、运放，另一路是可调电压，由切换电路选择电路输出状态，当切换电路中的开关处于模拟端时，电路输出为模拟可调，电压开关电源芯片调整后即可输出符合技术指标中所要求连续可调的稳定直流电压，当切换电路中的开关SW1处于数控端时，电路为数字按键输出，是通过MCU来输出PWM波，使其输出电压为1.5V到20V输出，每次步进0.5V。并在可调电压输出端为电路串接一个电流表头，量程为直流0到3A，并在输出电压对地端并联一个电压表压表头，量程为直流0-30V，来显示当前电路为负载提供的电压以及电流。且在将输出电压送入AD采集端，通过AT89S52单片机来采集当前电压值，如AD采集电压为0时，说明电源对地短路，AT89S52单片机通过程序控制I/O口来控制开关电源IC的使能引脚，使开关电源停止工作，同事AT89S52单片机控制蜂鸣器发出报警，以达到保护电源并提醒操作人员的目的。 使由于 在桥式整流电路中，整流二极管承受的最大反向电压就是变压器副边电压的最大值，即 (式1-5) 由于本课题中要求的最大输出电压为20V，因此可以假设所选则的变压器输出的副边电压为22V，那么所选桥块中二极管的最大反向峰值电压应该大于31.1V。又由于当电网电压波动时，这个值也可能会增大，因此在实际电路中为了保证桥块不被击穿，在选择桥快时其最大反向峰值电压的额定值应远大于31.1V。以保证电路能够正常工作。 基于以上分析，本电路最终选择型号为RS507的整流桥对交流电压进行整流。RS507的正向平均电流为5A,最大反向峰值电压可达1000V。完全适合该电路。 1.2.3 滤波电路的选择 由于无论哪种整流电路，它们的输出电压都含有较大的脉动成分，纹波系数较大，与所要求的波形相差甚远，因此在整流电路后需要接入一滤波电路以滤除整流输出的电压纹波。滤波电路常有电容滤波，电感滤波和RC滤波等。 1、方案的确立 方案一：采用RC-Π型滤波方式，RC-Π型滤波电路的输出电压脉动系数较小。但是，这种滤波电路的缺点是在R上有直流压降，因而必须提高变压器的副边电压；而整流管的冲击电流仍然较大。 方案二：采用电容滤波方式。电容滤波是电源电路中常采用的一种滤波方式，它的滤波效果比较好，而且电路简单，体积小、成本低，相比其它滤波方式其实用性较强。如图1-4，1-5所示： 图1-4 桥式整流电容滤波电路原理图 图1-5桥式整流电容滤波电路输入输出关系图 基于以上分析，由于在本课题的技术指标中对纹波系数作具体要求，而且再加上电容滤波电路具有应用广泛，实用性强等优点，因此在本设计中最终选择了电容滤波方式。 显然，电容量越大，滤波效果就越好，输出波形越平滑，输出电压也就越高。通常根据负载电阻和输出电流的大小选择最佳的电容量。 电容容量与负载的对应关系见表1-1： 表1-1电容容量与负载的对应关系 输出电压 2A左右 1A左右 0.5-1A 0.1-0.5A 100-50mA 50m以下 滤波电容 4000uF 2000uF 1000uF 500uF 200-500uF 200uF 2、参数计算 （1）容值的选择 电容的放电时间常数（=C）愈大，放电愈慢，输出电压愈高，脉动成分也愈少，即滤波效果愈好。 为了得到比较好的滤波效果，在实际工作中经常要根据下式来选择滤波电容的容量：