直流稳压电源课程设计-精品.doc

直流稳压电源课程设计 综述 电源是各种电子、电器设备工作的动力，是自动化不可或缺的组成部分，直流稳压电源是应用极为广泛的一种电源。直流稳压电源是常用的电子设备，它能保证在电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定的电压。一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。直流稳压电源由变压器、整流滤波电路、控制电路所组成，具有体积小，重量轻，性能稳定等优点，电压从零起连续可调，可串联或关联使用，直流输出纹波小，稳定度高，稳压稳流自动转换、限流式过短路保护和自动恢复功能，是大专院校、工业企业、科研单位及电子维修人员理想的直流稳压电源。适用于电子仪器设备、电器维修、实验室、电解电镀、测试、测量设备、工厂电器设备配套使用。几乎所有的电子设备都需要有稳的电压供给，才能使其处于良好的工作状态。家用电器中的电视机、音响、电脑尤其是这样。电网电压时高时低，电子设备本身耗供电造成不稳定因家。解决这个不稳定因素的办法是在电子设备的前端进行稳压。直流稳压电源广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等的直流供电。　　 ，输出小于0.1殴。 1.2设计要求 1．电源变压器制作理论设计； 2．合理选择集成稳压器； 3．完成电路理论设计； 4．撰写设计报告、总结报告。 2.电路工作原理 2.1直流稳压源的原理 直流稳压电源是将220V的交流电转换成稳定输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节，首先采用电源变压器将电网电压降低，获得所需要的交流电压，交流电压通过整流电路变为单项直流电，再经滤波电路将其中的交流成分滤掉，保留直流成分，最终通过稳压电路稳压，供给负载电路。 交流电压 脉动直流 直流电压 图2.1 直流稳压电源方框图 2.2各个环节的作用 （1）电源变压器：是降压变压器，因为直流电源的输入为220V的电网电压，一般情况下所需直流电压的数值与电网电压的数值有较大的差异，因此需要通过电压变压器将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。 （2）整流电路：可将正弦电压转换成单一方向的脉冲电压，利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电 3.电路各个部分的选择 3.1电源变压器 电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压变换为整流电路所需要的交流电压。电源变压器的效率为： 其中：是变压器原边的功率，是变压器副边的功率，/=/=/，==I=I，因此，当算出了副边功率后，就可以根据上表算出原边功率。 3.2整流电路 3.2.1半波整流电路 图3.2.1（1）半波整流电路图 当＞0时，二极管道通，忽略二极管正向压降，=； 当＜0时，二极管截止，=0。 （1）单向半波整流二极管 图3.2.1（2）单向半波整流电路图 输出电压平均值（），输出电流平均值（）： 图3.2.1（3）单向半波整流电路图及负载电压波形图 = = ==0.45 （2）二极管上的平均电流既承受的最高反向电压 图3.2.1（4）单向半波整流电路图及二极管电压波形图 二极管的平均电流： 承受的最高反向电压： 3.2.2全波整流电路 图3.2.2（1）全波整流电路图 原理：变压器副边中心抽头，感应出两个相等的电压，当正半周时，导通，截止；当负半周时，导通，截止。 图3.2.2（2）单向全波整流电路图 输出电压平均值（），输出电流平均值（）： 图3.2.2（3）单向全波整流电路图及负载电压波形图 二极管的平均电流及承受的最高反向电压： 图3.2.3（4）单向全波整流电路图及二极管电压波形图 二极管上的平均电流： 二极管承受的最高反向电压： 3.2.3桥式整流电路 单线桥整流电路在相同条件下具有输出电压高，变压器利用率高，脉冲系数小等优点，所以在本设计中采用单线桥整流电路，如图所示： 图3.2.3（4）桥式整流电路图 当正半周时，、导通，、截止；当负半周时，、导通，、截止。 3.2.4整流电路的主要参数 （1）整流输出电压的平均值： 负载电压的平均值为： 负载上的平均电流为： 图3.2.4（1）输出电压波形图 （2）脉动系数S： S定义：整流输出电压的基波峰值与平均值之比。S越小越好。用傅式级数对全波整流的输出分解后可得： 图3.2.4（2）输出电压波形图 （3）二极管平均电流与反向峰值电压 平均电流（）与反向峰值电压（）是选择整流管的主要依据。 使用时二极管额定电流≥2 使用时最大反向电压≥2 3.3滤波电路 滤波电路的结构特点：电容与负载并联，或电感与负载串联。 图3.3滤波电路图 3.3.1电容滤波电路