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直流稳压课程的设计集成直流稳压电路
模拟电路课程设计报告
设计课题: 集成直流稳压电路
专业班级 电气工程及其自动化2班
学生姓名:
学 号: 081201045
指导教师:
设计时间: 2010-05-26~1010-06-9
集成直流稳压电路
一. 设计任务与要求
1. V。=+3v~+9v;
2. Iomax=800ma;
3. △Vop_p≤5mv;
4. Sv≤3×10-3;
5.有保护装置。
二 .方案设计与论证
本课程设计目的在于培养同学们自主设计制作的能力,同时学会应用仿真软件对设计电路进行模拟分析。
集成直流稳压电源的设计要求是比较基本的设计,设计要求电源输出连续可调直流电压。设计中包括电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四个部分。通过四部分的组合将220V交流电压转变为设计要求直流电压。并且用仿真软件进行仿真分析。 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成,见图1。
其中:
(1)电源变压器:是降压变压器,它将电网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: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)滤波电路:可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而得到比较平滑的直流电压。
(4)稳压电路:稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压和负载的变化而变化。
根据题目要求我们可以得出两个可行的方案
方案1
采用LM317共地可调式三端稳压器电源
LM317可调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压,不过它只能允许可调的正电压,稳压器内部含有过流,过热保护电路;由一个电阻(R)和一个可变电位器(RP)组成电压输出调节电路,输出电压为:Vo=1.25(1+RP/R)
方案 二
W7805将调整器,取样放大器等环节集于一体,内部包含限流电路、过热保护电路、可以防止过载。该可调直流电源具有较高的稳定度和可靠性。W7805属串联型集成稳压器。其输出电压是固定不变的,这种固定电压输出,极大的限制了它的应用范围。如果将W7805的公共端即3脚与地断开,通过一只电位器接到-5V左右的电源上,就可以在改变电位器阻值的同时,使集成稳压器的取样电压及输出电压都随之改变。图中RP1就是为此而设计的。TDA2030是德律风根生产的音频功放电路,采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构电路特点:[1].外接元件非常少。[2].输出功率大,Po=18W(RL=4Ω)。[3].采用超小型封装(TO-220),可提高组装密度。[4].开机冲击极小。 5].内含各种保护电路,因此工作安全可靠。主要保护电路有:短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接(Vsmax=12V)以及负载泄放电压反冲等。
2)确定变压器副边电流I2
∵ Io1=Io
又副边电流I2=(1.5~2)IO1 取IO=IOmax=800mA
则I2=1.5*0.8A=1.2A
3)选择变压器的功率
变压器的输出功率:PoI2U2=14.4W
2.整流电路
管D1~D4接成电桥的形式,故有桥式整流电路之称。 图1 桥式整流电路
图2 桥式整流原理
在v2的正半周,电流从变压器副边线圈的上端流出,只能经过二极管D1流向RL,再由二极管D3流回变压器,所以D1、D3正向导通,D2、D4反偏截止。在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。其电流通路可用图中实线箭头表示。
在v2的负半周,其极性与图示相反,电流从变压器副边线圈的下端流出,只能经过二极管D2流向RL,再由二极管D4流回变压器,所以D1、D3反偏截止,D2、D4正向导通。电流流过RL时产生的电压极性仍是上正下负,与正半周时相同。其电流通路如图中虚线箭头所示。综上所述,桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性,将四个二极管分为两组,根据变压器副边电压的极性分别导通,将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连,负极性端与负载电阻的下端相连,使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。上述分析,可得桥式整流电路的工作波形如图.滤波电路及滤波电容的选择
滤波电路及其原理如下图3-1所示:
3-1 RC滤波电路
3-2 RC滤波电路电容滤波电路中二极管的电流和导通角
为了得到平滑的负载电压,一般取
RLC=(3~5)T/2
式中T为电源交流电压的周期。
滤波电容的容量可由下式估算:
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