多功能集成直流稳压电源的方案设计书2.docVIP

多功能集成直流稳压电源的设计报告 目录 设计任务和要求………………………………………………………（2） 1.1设计任务……………………………………………………………（2） 1.2设计要求……………………………………………………………（2） 设计的方案的选择与论证……………………………………………（3） 2.1系统概述……………………………………………………………（3） 2.2总体方案设计选择…………………………………………………（4） 电路的设计计算与分析………………………………………………（7） 3．1单元电路的选择与设计……………………………………………（7） 3.2 multisim仿真……………………………………………………（15） 3.3 PCB电路制作………………………………………………………（19） 总结及心得…………………………………………………………（22） 附录…………………………………………………………………（23） 5.1电路总元器件表……………………………………………………（23） 5.2 Protel原理图网络列表…………………………………………（24） 参考文献……………………………………………………………（25） 设计任务和要求 1.1设计任务 (1)同时输出电压为3、5、10V。 (2)输出电流为2A。 (3)输出纹波电压小于5mV。 (4)具有过流保护电路，输出电流大于2A，保护启动。 1.2设计要求 (1)合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图； (2)选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）； (3)按时提交课程设计报告，完成相应答辩。 设计的方案的选择与论证 2.1系统概述 集成直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，首先变压器输入为220V交流电压,输出为U2交流电压,然后经整流电路整成单项脉动电流,最后经滤波电容滤除纹波,实现输出直流电压。直流稳压电源的方框图如图1所示。 图1 直流稳压电源的方框图 1．各部分电路的作用如下： ①电源变压器：变压器的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压U2。 ②整流电路：主要将经变压器降压后的交流电变成单向脉冲直流电。 ③滤波电路：减少整流电压的脉冲程度，是输出电压平滑。 ④稳压电路：使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性。 2.2总体方案设计选择 I.电路形式选择：我们常见的稳压电路有稳压管稳压电路，串联型稳压电路，开关型稳压电路，它们各自的性能比较如表1所示。 电路形式 性能 稳压管稳压电路 串联型稳压电路 开关型稳压电路 优点 电路简单，经济 稳定性能好，体积小，电路简单，使用方便 功耗小，体积小，效率高，可达70%-95% 缺点 输出电压不可调，稳定性较差 功耗大，效率低仅为30%-40% 输出的纹波电压较大，电路复杂 适用范围 小功率，稳定性要求不高的场合 适用范围广 输出电压调节范围小，负载对输出纹波电压要求不高的场合 分析 电路依靠稳压管的电流调节作用和限流电阻的补偿作用，使得输出电压稳定。 电路是以稳压管稳压电路为基础，利用晶体管的电流放大作用，增大负载电流。电路引入深度电压负反馈，使输出电压稳定。 电路的发展依赖于半导体器件和磁性材料的发展。电路可直接从电网电压整流供电，更显突出的优越性。 表1 三种稳压电路性能比较图 经以上三种电路形式比较与分析，可知串联型稳压电路具有稳压管稳压电路的优点，同时又比开关型稳压电路适用范围广，输出纹波电压小，稳定性能好等优点，所以决定选择串联型稳压电路。 II.整流电路选择：我们常见的整流电路有半波整流，桥式整流，全波整流，它们各自的性能如表2所示。 整流方式 性能 半波整流 桥式整流 全波整流 输出电压平均值Uo(AV) 0.45U2 0.9U2 0.9U2 整流管承受的反向电压URM U2 U2 2U2 流过整流管的平均电流IF 0.45U2/RL 0.45U2/RL 0.45U2/RL 负载上的平均电流Io 0.45U2/RL 0.9U2/RL 0.9U2/RL 特点 电路简单，输出电压的脉动性大 负载能力较强，需用四只整流管 负载能力好，变压器有中心抽头 分析 半波整流电路具有结构简单的优点，但它输出电压的脉动性大，直流成分比较低，而且这种电路交流电压只有半个周期可以利用，输出功率小，只适用于高电压小电流的场合。 桥式整流电路输出电压脉动小，正负半周均有电流流过，电源利用率高，输出的直流电压比较高，所以桥式整流电路中变压器的效率较高，在同等功率容量条件下，体积可以小一些，其总体性能优于半波整流电路和全波整流电路 全波整流比半波整流的效率高，