直流穩(wěn)壓電源課程設(shè)計報告

1、山東交通學(xué)院課 程 設(shè) 計（論 文） 報 告 書題 目：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 院(系)別 交通與物流工程學(xué)院 專 業(yè) 物聯(lián)網(wǎng)工程 班 級 物聯(lián)132 學(xué) 號 姓 名 龐尊濤 指導(dǎo)教師 劉 茜 時 間 2014.12 15-2014.12.21 目錄一、目錄.1二、摘要.2三、課題闡述.24、 設(shè)計任務(wù)和設(shè)計指標(biāo).3五、設(shè)計方案的論證和電路工作原理.3六、各單元電路的設(shè)計和文件參數(shù)的計算.47、 輔助器件.5八、安裝和調(diào)試過程中出現(xiàn)的各種問題、分析和解決辦法.5九、總結(jié)和體會.5十、參考文獻.6十一、圖紙.6摘要本論文主要闡述了穩(wěn)壓電源的設(shè)計流程。有電器的地方就有電源。所有的電子設(shè)備都離不開可靠的

2、電源為其供電?，F(xiàn)代電子設(shè)備中的電路使用了大量的半導(dǎo)體器件，這些半導(dǎo)體需要幾伏到幾十伏的直流供電，以便得到正常工作所必需的能源。這些直流電源有的屬于化學(xué)電源，如采用干電池和蓄電池，但這些不能持久性的供電。大多數(shù)電子設(shè)備的直流供電方法都是將交流電源經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓等變換為所需的直流電壓。完成這種變換任務(wù)的電源成為直流穩(wěn)壓電源。該方案是通過變壓器變壓，再經(jīng)過整流電路、濾波電路進而將交流電變?yōu)橹绷麟?，在通過穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓得到較穩(wěn)定的電壓，由于穩(wěn)壓器當(dāng)輸入電壓固定時只能在它的電壓差范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸出電壓，、所以要在調(diào)出電壓差的范圍時自動調(diào)檔，這是通過兩個比較器將輸出電壓和基準(zhǔn)電壓進行比較，再通過計數(shù)

3、器的計數(shù)功能控制繼電器控制器的輸入情況來判斷輸出電壓的大小在哪個范圍，然后進行自動調(diào)檔。最后將穩(wěn)壓器的輸出電壓流經(jīng)保護電路，最后輸出。關(guān)鍵詞： 變壓 整流 濾波 穩(wěn)壓三、課題闡述直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟?。整流器把交流電變?yōu)橹绷麟?。?jīng)濾波后(并能夠?qū)崿F(xiàn)全波和半波的切換)，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。本設(shè)計主要采用直流穩(wěn)壓構(gòu)成集成穩(wěn)壓電路，通過變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓過程將220V交流電，變?yōu)榉€(wěn)定的直流電，并實現(xiàn)電壓等于5V。四、設(shè)計任務(wù)和設(shè)計指標(biāo)設(shè)計一個直流穩(wěn)壓電源，要求：（1）輸出直流電壓：Uo=

4、5V（2）最大輸出電流：Iomax=20mA (3) 可實現(xiàn)半波整流與全波整流的切換（4）輸入電壓為交流220V，變壓器副邊電壓為6V、9V、12V可選五、設(shè)計方案的論證和電路工作原理直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成，見圖1。圖1直流穩(wěn)壓電源方框圖 其中：（1）電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。（2）整流電路：利用單向?qū)щ娫?，?0Hz的正弦交流電變換成脈動的直流電。（3）濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大

5、部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。（4）穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負載的變化而變化。整流電路常采用二極管單相全波整流電路，電路如圖2所示。在u2的正半周內(nèi)，二極管D1、D2導(dǎo)通，D3、D4截止；u2的負半周內(nèi)，D3、D4導(dǎo)通，D1、D2截止。正負半周內(nèi)部都有電流流過的負載電阻RL，且方向是一致的。電路的輸出波形如圖3所示。圖2整流電路圖3輸出波形圖在橋式整流電路中，每個二極管都只在半個周期內(nèi)導(dǎo)電，所以流過每個二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半，即 。電路中的每只二極管承受的最大反向電壓為(U2是變壓器副邊電壓有效值)。在設(shè)計中，常利用電容

6、器兩端的電壓不能突變和流過電感器的電流不能突變的特點，將電容器和負載電容并聯(lián)或電容器與負載電阻并聯(lián)，以達到使輸出波形基本平滑的目的。選擇電容濾波電路后，直流輸出電壓：Uo1=(1.11.2)U2，直流輸出電流 ，穩(wěn)壓電路可選穩(wěn)壓二極管。圖4 穩(wěn)壓電路原理圖六、各單元電路的設(shè)計和文件參數(shù)的計算1. 變壓電路：用一個交流變壓器將220V的交流電變?yōu)?-12V的交流電。2. 整流電路：用四個2CZ52A二極管組成橋式整流電路，將小電壓交流電進行全波整流變?yōu)橹绷鳌?. 濾波電路：采用220UF的電容進行濾波。4. 穩(wěn)壓電路：采用2CZW53穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定輸出電壓。 5.表1 元器件明細表元件型號/參數(shù)

7、數(shù)量標(biāo)識備注交流電源220V/ 50Hz1Vs變壓器220V19V1T1降壓二極管型號2CZ52A4D1、D2、D3、D4、四個做電橋開關(guān)1S電容220nF1C1電阻2501RL2401R1限流電阻，防止負載短路穩(wěn)壓二極管2CZW531U1穩(wěn)壓7、 輔助器件變壓器，電線，萬用表，橡膠板，電路。八、安裝和調(diào)試過程中出現(xiàn)的各種問題、分析和解決辦法1.變壓器沒有符合要求的型號。原因是變壓器原邊和副邊線圈匝數(shù)比不合適，修改線圈電感系數(shù)的比值就可以達到要求的變壓系數(shù)。2.連好電路后輸出電壓不符合要求。調(diào)整電阻R1的阻值，可以使輸出電阻達到5V。九、總結(jié)和體會我們這次的實驗是設(shè)計一個實用的直流穩(wěn)壓電源，電

8、源用220V交流輸入。通過變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓四步，將輸出電壓穩(wěn)定在5V左右，方便實用。優(yōu)點：具有輸出紋波小，輸出電壓穩(wěn)定，電流小等特點。電路中多處設(shè)計有保護二極管和電阻，可以在非正常情況下保護電路的安全。缺點：輸出電流不穩(wěn)定，可以根據(jù)需要再加上一部分穩(wěn)流模塊，穩(wěn)定輸出電流，會有更廣闊的應(yīng)用前景。通過本次設(shè)計，讓我對于模擬電路的設(shè)計有了更深的了解，更進一步的了解到直流穩(wěn)壓電源的工作原理以及它的要求和性能指標(biāo)，也讓我認識到在此次設(shè)計電路中所存在的問題；而通過不斷的努力去解決這些問題，在解決設(shè)計問題的同時自己也在其中有所收獲。士不可以不弘毅，任重而道遠。電工的學(xué)習(xí)之路還很長，我會在以后的學(xué)習(xí)中再接再厲。10、 參考文獻1電工學(xué)