目录
1引言·····························································4
2设计方案························································5
(1)设计思路·························································5
(2)设计程·························································5
3组成单元电路工作原理···································7
(1)电源变压器·····································7
(2)整流部分·····················································7
(3)滤波电路·······················································8
(4)稳压部分······················································9
4总电路工作原理·················································11
5电子元件清单··················································12
6课程设计总结··················································13
7实验总电路图··················································14
8参考文献·······················································15
引言
电子系统(电视接收机VCD机组合音响等)求稳定直流电源日常生活中220V交流电源需交流电变换成直流电交流电压变换成直流电压稳定设备直流稳压电源
直流稳压电源般c组成该设计利调式稳压器LM317 实现直流稳压电源输出直稳压电源般变压器整流器稳压器三部分组成变压器市电交流电压变需低压交流电整流器交流电变直流电滤波 稳压器稳定直流电压变稳定直流电压输出直流稳压电源电子制作中缺少设备 里设计直流稳压电源输出电压仅定范围连续调 具良稳压性较高调整灵敏度
整电源变压器整流电路滤波电路稳压电路部分组成变压器市电交流电压变需低压交流电整流器交流电变直流电滤波稳压器稳定直流电压变稳定直流电压输出设计采直流稳压构成集成稳压电路通变压整流滤波稳压程220V交流电变稳定直流电实现电压312V调体积稳定性性价高
直流稳压电源电子电器动化设备中基组成部分 部件半导体超规模集成电路计算机然免俗着年种硬件设备频率速度功耗提高 电源整系统稳定性影响越越
设计方案
1 设计思路
根稳压电源输出电压Uo输出电流Io输出纹波电压ΔUo 正确确定出变压器集成稳压器整流二极滤波电路中元器件性参数然合理选择器件
(1) 首先选合适电源变压器电网电压u1 降低需交流电源u2
(2) 降压交流电压u2 通整流电路整流变成单脉动直流电压 直流脉动电压滤波电路变成滑脉动直流电压滤交流成分保留直流成分滤波电路般电容组成 作脉动直流电压中部分纹波加滤较滑直流电压Ui
(3) 稳压电路 输入电压u1 发生波动负载温度发生变化滤波电路输出直流电压U i会变化 维持输出电压U i稳定变需加级稳压电路 稳压电路作外界素(电网电压负载环境温度) 发生变化时输出直流电压受影响维持稳定输出
2 设计程
(1) 选择整流二极滤波电容
URM > 2U2 2 ×15 22V Iomax 03A IN 4001反击穿电压URM ≥ 50V额定工作电流ID 1A > I0max 整流二极选IN 4001根Uo 12V Ui 15V △Uo 5mV SV ≤ 3 ×10 3
电容耐压17V滤波电容C取容量4700μF耐压25V 电解电容
(2) 选择集成稳压器 集成稳压器选LM317输出电压范围 1 2V ～ 37V 调芯片渡热安全工作区保护输出电流1 5A
典型电路图2示中电阻R1 电位器R2 组成输出电压调节器输出电压Uo 表达式Uo 1 25 (1+R2 R1 ) 式中R1般取120 ～240Ω R2精密电位器电容C1 进步消纹波 起相位补偿作防止激振荡 电容C2 R2 联组成滤波电路电位器R2两端纹波电压通电容C2旁路掉减输出电压中纹波 二极D5作防止输出端短路时电容C2 电压损坏稳压器图中C1 0 1μF C2 10μF R1 120Ω R2 2kΩ D5 IN 4001
组成单元电路工作原理
1 电源变压器
电源变压器副边电压效值决定面电路需应选择输出电压效值12V 电源变压器
2 整流部分
该设计采单相桥式整流电路( 桥堆KBP307) 四二极组成构成原
保证变压器副边电压u2 整周期负载电压电流方始终变达目需u2 正负半周正确引导流负载电流方变设变压器副边两端分a b a + b —时应电流流出a 点a —b+ 时应电流流入a 点 相反a + b —时应电流流入b 点a b 点均应接两二极引导电流具体电路原理图3 示
图3 单相桥式整流电路
果桥式整流电路变压器副边中点接应两负载电阻相连接连接中点接根桥式整流电路工作原理a 点 + b 点 —时D1 D3 导通D2 D4 截止u01 u2 u02 u2 b 点 + a 点 —时D2 D4 导通D1 D3 截止u01 u2 u02 u2 样两负载分获正负电压设变压器副边电压u2 U2 sinwt U2 效值u2 正半周时电流a 点流出D1 RL D3 流入b 点负载电阻RL 电压等变压器副边电压u0 u2 D2 D4 承受反电压 u2 u2 负半周时电流b 点流出D2 RL D4 流入a 点负载电阻RL 电压等u2 uo u2 D1 D3 承受反电压u2 样D1 D3 D2 D4 两二极交导通致负载电阻RL u2 整周期电流通方变输出电压uo | U2 sinwt|
3 滤波电路
滤波电路图4示整流直流电幅值变化会影响电路工作性利电容通交流隔直流特性电路中入两联电容作电容滤波器滤中交流成分电容滤波电路常见简单滤波电路整流电路输出端(负载电阻两端) 联电容构成电容滤波电路滤波电容容量较般均采电解电容接线时注意电解电容正负极电容滤波电路利电容充放电作输出电压趋滑果两滤波电容相连接连接点接时输出电压滑正负电源理想情况变压器副边损耗二极导通电压零电容两端电压相等升峰值开始降电容便通负载电阻放电电压开始降趋势电容两端电压基相电容指数规律放电降定数值电容继续通负载放电电容两端电压指数规律缓慢降总电容充电时回路电阻整流电路阻变压器电阻二极导通电阻数值时间常数电容放电时回路电阻RL 放电时间常数RL C 通常远充电时间常数滤波效果取决放电时间电容愈负载电阻愈滤波输出电压愈滑均值愈换言滤波电容容量定时负载电阻减(负载电流增) 时间常数RL C减放电速度加快输出电压均值降脉动变选择滤波电容2200 输出电压均值UO(AV) 放电时间常数RL C 关RL C 越电容器放电速度越慢输出电压包含纹波成分越UO(AV) 越获滑输出电压般取放电时间常数τd RL C ≥(3～5) T2式中 T 交流电周期滤波电路放电时间常数满足式关系时式输出电压均值约电容两端电压1 2 倍滤波电路输出电压波形难解析式描述似估算时波形似锯齿波时脉动系数S 式似估算中T 电网电压周期S T(4 RL C – T)
滤波电容选定输出电压均值U0 输出电流均值I0 关系称输出特性脉动系数S输出电流均值I0 关系称滤波特性输出特性滤波特性图5 示
图4 滤波电路
图5 输出特性滤波特性
曲线表明电容愈电路带负载力愈强滤波效果愈电流均值愈(负载电阻RL愈) 电压均值愈低S 值愈减输出电压脉动成分采滤波电容器容值越越交流电源频率越高越目前计算机电视机等电子设备中采高频整流电源滤波电容容量50 赫兹工频交流电滤波电容
4 稳压部分
Lm317稳压电路图图6示集成串联型稳压电路三引脚分输入端输出端公端称三端稳压器功分固定式稳压电路调式稳压电路前者输出电压进行调节固定值者通外接元件输出电压宽调节范围便实时控制设计采调式三端稳压器LM317 LM317 调式三端稳压器三引出端分输入端输出端电压调整端(简称调整端) 调整端基准电压电路公端典型值125V典型线性调整率0 01 负载调整率0 1 80dB 纹波抑制工作温度范围0 ℃+ 125 ℃LM317 调式三端稳压外接电阻调节输出电压保证输出电压精度稳定性选择精度高电阻时电阻紧稳压器防止输出电流连线产生误差电压减电位器纹波电压联10 电容电容容量较旦输入端断开电容稳压器输出端稳压器放电易稳压器损坏稳压器输入端输出端间跨接二极输出短路时电容稳压器调整端放电调整发射结反偏保护稳压器加二极利电容抵消输入线较长时电感效应
防止电路产生激振荡容量较般1 选择0 1
图6 LM317部结构
总电路工作原理
设计总体电路图7示 工作原理电源核心元件块三端调集成稳压电路谓集成稳压电路指功率调整取样电阻基准电压误差放启动保护电路等全部集成芯片形成种稳压元器件交流电220v变压器变压输出12v电压4二极组成桥式整流电路者整流桥堆整流输出直流电电容器c1滤波集成稳压块lm3172脚输入端进入稳压器部稳压调节稳压块脚外接调电阻R2输出端电压312v连续调直流稳压电源工频变压器作电网220V交流电压变换成整流滤波电路需交流电压Ui变压器副边原边功率P2 P1η式中η变压器效率然整流电路交流电压Ui变换成脉动直流电压滤波电路滤较纹波成分输出纹波较直流电压U1通稳压器电压稳定12v
电子元件清单
名称
型 号数 值
数量
保险丝
220v3A
1
二极D5
IN4001
1
电容器c
4700μF
1
电阻R1
120Ω
1
电容器c1
01μF
1
LM317
1
变压器
220v110V
1
电阻r2
2000Ω
1
电容器C0
10μF
1
二极
IN4001
4
课程设计总结
通次课程设计初步解电子电路设计程设计方法相关元器件集成块实际应更深步认识老师提出问题准确进行分析终解决学会查找关工具书解决设计中出现问题设计程中发现时没遇见问题复Word方法
次设计中需量前没学知识图书馆INTERNET成助手查阅资料程中判断优劣取舍相关知识知觉中查阅资料力锻炼学知识限工作中肯定会遇许未知领域方面力便会受益非浅设计程中总遇样样问题时发现问题时候需做量工作花量时间解决然然耐心便中建立起工作积累验增强信心
课程设计培养学生综合运学知识发现提出分析解决实际问题锻炼实践力重环节学生实际工作力具体训练考察程着科学技术发展日新日异电工电子技术已成计算机应中空前活跃领域 生活中说处作二十世纪学生说掌握电路开发技术十分重
回顾起次电工课程设计感慨颇接星期日子里说苦甜学东西时仅巩固前学知识学书没学知识然次实验中没实践程懂理实际相结合重理知识远远够学理知识实践相结合起理中出结真正社会服务提高实际动手力独立思考力设计程中遇问题说困难重重毕竟第次做难免会遇种样问题时设计程中发现足处前学知识理解够深刻掌握够牢固说懂元器件方法通次课程设计定前学知识重新温
设计时间短足方希老师体谅
实验总电路图
图7 实验总电路图
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1引言·····························································4
2设计方案························································5
(1)设计思路·························································5
(2)设计程·························································5
3组成单元电路工作原理···································7
(1)电源变压器·····································7
(2)整流部分·····················································7
(3)滤波电路·······················································8
(4)稳压部分······················································9
4总电路工作原理·················································11
5电子元件清单··················································12
6课程设计总结··················································13
7实验总电路图··················································14
8参考文献·······················································15
引言
电子系统(电视接收机VCD机组合音响等)求稳定直流电源日常生活中220V交流电源需交流电变换成直流电交流电压变换成直流电压稳定设备直流稳压电源
直流稳压电源般c组成该设计利调式稳压器LM317 实现直流稳压电源输出直稳压电源般变压器整流器稳压器三部分组成变压器市电交流电压变需低压交流电整流器交流电变直流电滤波 稳压器稳定直流电压变稳定直流电压输出直流稳压电源电子制作中缺少设备 里设计直流稳压电源输出电压仅定范围连续调 具良稳压性较高调整灵敏度
整电源变压器整流电路滤波电路稳压电路部分组成变压器市电交流电压变需低压交流电整流器交流电变直流电滤波稳压器稳定直流电压变稳定直流电压输出设计采直流稳压构成集成稳压电路通变压整流滤波稳压程220V交流电变稳定直流电实现电压312V调体积稳定性性价高
直流稳压电源电子电器动化设备中基组成部分 部件半导体超规模集成电路计算机然免俗着年种硬件设备频率速度功耗提高 电源整系统稳定性影响越越
设计方案
1 设计思路
根稳压电源输出电压Uo输出电流Io输出纹波电压ΔUo 正确确定出变压器集成稳压器整流二极滤波电路中元器件性参数然合理选择器件
(1) 首先选合适电源变压器电网电压u1 降低需交流电源u2
(2) 降压交流电压u2 通整流电路整流变成单脉动直流电压 直流脉动电压滤波电路变成滑脉动直流电压滤交流成分保留直流成分滤波电路般电容组成 作脉动直流电压中部分纹波加滤较滑直流电压Ui
(3) 稳压电路 输入电压u1 发生波动负载温度发生变化滤波电路输出直流电压U i会变化 维持输出电压U i稳定变需加级稳压电路 稳压电路作外界素(电网电压负载环境温度) 发生变化时输出直流电压受影响维持稳定输出
2 设计程
(1) 选择整流二极滤波电容
URM > 2U2 2 ×15 22V Iomax 03A IN 4001反击穿电压URM ≥ 50V额定工作电流ID 1A > I0max 整流二极选IN 4001根Uo 12V Ui 15V △Uo 5mV SV ≤ 3 ×10 3
电容耐压17V滤波电容C取容量4700μF耐压25V 电解电容
(2) 选择集成稳压器 集成稳压器选LM317输出电压范围 1 2V ～ 37V 调芯片渡热安全工作区保护输出电流1 5A
典型电路图2示中电阻R1 电位器R2 组成输出电压调节器输出电压Uo 表达式Uo 1 25 (1+R2 R1 ) 式中R1般取120 ～240Ω R2精密电位器电容C1 进步消纹波 起相位补偿作防止激振荡 电容C2 R2 联组成滤波电路电位器R2两端纹波电压通电容C2旁路掉减输出电压中纹波 二极D5作防止输出端短路时电容C2 电压损坏稳压器图中C1 0 1μF C2 10μF R1 120Ω R2 2kΩ D5 IN 4001
组成单元电路工作原理
1 电源变压器
电源变压器副边电压效值决定面电路需应选择输出电压效值12V 电源变压器
2 整流部分
该设计采单相桥式整流电路( 桥堆KBP307) 四二极组成构成原
保证变压器副边电压u2 整周期负载电压电流方始终变达目需u2 正负半周正确引导流负载电流方变设变压器副边两端分a b a + b —时应电流流出a 点a —b+ 时应电流流入a 点 相反a + b —时应电流流入b 点a b 点均应接两二极引导电流具体电路原理图3 示
图3 单相桥式整流电路
果桥式整流电路变压器副边中点接应两负载电阻相连接连接中点接根桥式整流电路工作原理a 点 + b 点 —时D1 D3 导通D2 D4 截止u01 u2 u02 u2 b 点 + a 点 —时D2 D4 导通D1 D3 截止u01 u2 u02 u2 样两负载分获正负电压设变压器副边电压u2 U2 sinwt U2 效值u2 正半周时电流a 点流出D1 RL D3 流入b 点负载电阻RL 电压等变压器副边电压u0 u2 D2 D4 承受反电压 u2 u2 负半周时电流b 点流出D2 RL D4 流入a 点负载电阻RL 电压等u2 uo u2 D1 D3 承受反电压u2 样D1 D3 D2 D4 两二极交导通致负载电阻RL u2 整周期电流通方变输出电压uo | U2 sinwt|
3 滤波电路
滤波电路图4示整流直流电幅值变化会影响电路工作性利电容通交流隔直流特性电路中入两联电容作电容滤波器滤中交流成分电容滤波电路常见简单滤波电路整流电路输出端(负载电阻两端) 联电容构成电容滤波电路滤波电容容量较般均采电解电容接线时注意电解电容正负极电容滤波电路利电容充放电作输出电压趋滑果两滤波电容相连接连接点接时输出电压滑正负电源理想情况变压器副边损耗二极导通电压零电容两端电压相等升峰值开始降电容便通负载电阻放电电压开始降趋势电容两端电压基相电容指数规律放电降定数值电容继续通负载放电电容两端电压指数规律缓慢降总电容充电时回路电阻整流电路阻变压器电阻二极导通电阻数值时间常数电容放电时回路电阻RL 放电时间常数RL C 通常远充电时间常数滤波效果取决放电时间电容愈负载电阻愈滤波输出电压愈滑均值愈换言滤波电容容量定时负载电阻减(负载电流增) 时间常数RL C减放电速度加快输出电压均值降脉动变选择滤波电容2200 输出电压均值UO(AV) 放电时间常数RL C 关RL C 越电容器放电速度越慢输出电压包含纹波成分越UO(AV) 越获滑输出电压般取放电时间常数τd RL C ≥(3～5) T2式中 T 交流电周期滤波电路放电时间常数满足式关系时式输出电压均值约电容两端电压1 2 倍滤波电路输出电压波形难解析式描述似估算时波形似锯齿波时脉动系数S 式似估算中T 电网电压周期S T(4 RL C – T)
滤波电容选定输出电压均值U0 输出电流均值I0 关系称输出特性脉动系数S输出电流均值I0 关系称滤波特性输出特性滤波特性图5 示
图4 滤波电路
图5 输出特性滤波特性
曲线表明电容愈电路带负载力愈强滤波效果愈电流均值愈(负载电阻RL愈) 电压均值愈低S 值愈减输出电压脉动成分采滤波电容器容值越越交流电源频率越高越目前计算机电视机等电子设备中采高频整流电源滤波电容容量50 赫兹工频交流电滤波电容
4 稳压部分
Lm317稳压电路图图6示集成串联型稳压电路三引脚分输入端输出端公端称三端稳压器功分固定式稳压电路调式稳压电路前者输出电压进行调节固定值者通外接元件输出电压宽调节范围便实时控制设计采调式三端稳压器LM317 LM317 调式三端稳压器三引出端分输入端输出端电压调整端(简称调整端) 调整端基准电压电路公端典型值125V典型线性调整率0 01 负载调整率0 1 80dB 纹波抑制工作温度范围0 ℃+ 125 ℃LM317 调式三端稳压外接电阻调节输出电压保证输出电压精度稳定性选择精度高电阻时电阻紧稳压器防止输出电流连线产生误差电压减电位器纹波电压联10 电容电容容量较旦输入端断开电容稳压器输出端稳压器放电易稳压器损坏稳压器输入端输出端间跨接二极输出短路时电容稳压器调整端放电调整发射结反偏保护稳压器加二极利电容抵消输入线较长时电感效应
防止电路产生激振荡容量较般1 选择0 1
图6 LM317部结构
总电路工作原理
设计总体电路图7示 工作原理电源核心元件块三端调集成稳压电路谓集成稳压电路指功率调整取样电阻基准电压误差放启动保护电路等全部集成芯片形成种稳压元器件交流电220v变压器变压输出12v电压4二极组成桥式整流电路者整流桥堆整流输出直流电电容器c1滤波集成稳压块lm3172脚输入端进入稳压器部稳压调节稳压块脚外接调电阻R2输出端电压312v连续调直流稳压电源工频变压器作电网220V交流电压变换成整流滤波电路需交流电压Ui变压器副边原边功率P2 P1η式中η变压器效率然整流电路交流电压Ui变换成脉动直流电压滤波电路滤较纹波成分输出纹波较直流电压U1通稳压器电压稳定12v
电子元件清单
名称
型 号数 值
数量
保险丝
220v3A
1
二极D5
IN4001
1
电容器c
4700μF
1
电阻R1
120Ω
1
电容器c1
01μF
1
LM317
1
变压器
220v110V
1
电阻r2
2000Ω
1
电容器C0
10μF
1
二极
IN4001
4
课程设计总结
通次课程设计初步解电子电路设计程设计方法相关元器件集成块实际应更深步认识老师提出问题准确进行分析终解决学会查找关工具书解决设计中出现问题设计程中发现时没遇见问题复Word方法
次设计中需量前没学知识图书馆INTERNET成助手查阅资料程中判断优劣取舍相关知识知觉中查阅资料力锻炼学知识限工作中肯定会遇许未知领域方面力便会受益非浅设计程中总遇样样问题时发现问题时候需做量工作花量时间解决然然耐心便中建立起工作积累验增强信心
课程设计培养学生综合运学知识发现提出分析解决实际问题锻炼实践力重环节学生实际工作力具体训练考察程着科学技术发展日新日异电工电子技术已成计算机应中空前活跃领域 生活中说处作二十世纪学生说掌握电路开发技术十分重
回顾起次电工课程设计感慨颇接星期日子里说苦甜学东西时仅巩固前学知识学书没学知识然次实验中没实践程懂理实际相结合重理知识远远够学理知识实践相结合起理中出结真正社会服务提高实际动手力独立思考力设计程中遇问题说困难重重毕竟第次做难免会遇种样问题时设计程中发现足处前学知识理解够深刻掌握够牢固说懂元器件方法通次课程设计定前学知识重新温
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实验总电路图
图7 实验总电路图
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