三端直流穩(wěn)壓電源設(shè)計報告.doc

直流穩(wěn)壓電源設(shè)計報告學(xué)校：廣州大學(xué)學(xué)院：機電學(xué)院姓名：潘銳暉班級：電氣102學(xué)號：1007300049直流穩(wěn)壓電源設(shè)計報告摘要： 直流穩(wěn)壓電源是一種當電網(wǎng)電壓波動或溫度、負載改變時，能保持輸出直流電壓基本不變的電源。其電源電路包括電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四個環(huán)節(jié)。設(shè)計中要用的元件有變壓器、穩(wěn)壓器、整流二極管、電容等。穩(wěn)壓電源設(shè)計要求1、 設(shè)計報告交Word文檔2、 輸入220V交流、輸出3路直流。 一路+5V,200mA以上 一路+12V, 200mA以上 一路310v可調(diào)，200mA以上3、 有仿真截圖，使用仿真軟件不限1. 系統(tǒng)設(shè)計思路 本次實驗內(nèi)容的電路圖為集成穩(wěn)壓電源LM7805、LM7812、LM317型的電路。其主要器件有變壓器、整流二極管、濾波電容和集成穩(wěn)壓器。 該系統(tǒng)設(shè)計思路為： （1）由輸出電壓Uo、電流Io確定穩(wěn)壓電路形式，通過計算極限參數(shù)（電壓、電流和功率）選擇器件；（2）由穩(wěn)壓電路所要求的直流輸入電壓Ui、直流電流Ii確定整流濾波電路形式，選擇整流二極管及濾波電容，并確定變壓器的副邊電壓ui的有效值、電流ii的有效值及變壓器功率；2. 系統(tǒng)功能及其使用說明本次設(shè)計的直流穩(wěn)壓電源的主要功能為把輸入的220V交流電壓通過變壓器的降壓，濾波，整流和穩(wěn)壓等轉(zhuǎn)化為所需要的直流低壓輸出。使用時只需插上插座，將用電器直接與該器件的輸出端相連接即可。以下為電路中各個環(huán)節(jié)的功能介紹。2.1.變壓器 變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。變壓器的基本原理是電磁感應(yīng)原理。 2.2.整流電路 整流電路是把經(jīng)過變壓后的交流電通過具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟ㄈ缍O管、晶閘管等），將正負交替的正弦交流電壓變換為單向的脈動直流電壓。但是，這種電壓直流幅值變化很大，包含有很多的脈動交流成分，還不能作為直流電源使用。本次設(shè)計為橋式整流濾波電路，就是四個二極管兩兩并聯(lián)后接入輸出電壓分別把正負電壓整流在輸出時候獲得了正負輸出的兩次的整流電壓。其電路圖如下圖所示： 圖.橋式整流電路2.3.濾波電路 濾波電路通常由具有儲能特性的電容、電感等元件組成，它能將脈動直流電中的脈動交流成分盡量濾除掉，而只留下直流成分，使輸出電壓成為比較平滑的直流電壓。但是，當電網(wǎng)電壓或負載以及溫度發(fā)生變化時，濾波器輸出直流電壓值也將隨之變化，因此，此時的直流電壓不穩(wěn)。其電路圖如下圖所示：圖.濾波電路2.4.穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓電路是利用能夠自動調(diào)整輸出電壓變化的電路來使輸出的電壓不隨電網(wǎng)電壓、溫度或負載的變化而變化，從而達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。一般有并聯(lián)型、串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電路和開關(guān)型穩(wěn)壓電路等。本次設(shè)計所用的為固定集成穩(wěn)壓器，其本身不能產(chǎn)生功率，只是將輸入端功率取出傳給負載，通過控制該功率的大小使輸出電壓不變。三端穩(wěn)壓器的三端是輸入端子UI、輸入出端子Uo和公共端子COM，使用時公共端子COM通常接地，其內(nèi)部等效電路如圖4所示。它由調(diào)整管、保護電路、控制電路、誤差放大器等組成，UoCOM端子間電壓與基準電壓Uref進行比較，工作時經(jīng)常保持一致，當輸入電壓UI或輸出電流IO變化時，使輸出電壓Uo保持穩(wěn)定。圖3三端穩(wěn)壓器的內(nèi)部等效電路3.實驗所需器件及其用途 實驗器件如下表所示：器件名稱型號數(shù)量（只）變壓器220V to 12 6W1穩(wěn)壓器LM7812、LM7805、LM3171整流二極管1B4B421電容2200F、0.33F各33.2穩(wěn)壓器LM7805該穩(wěn)壓器的三端是輸入端子UI、輸入出端子Uo和公共端子COM，使用時公共端子COM通常接地，其內(nèi)部等效電路如圖3所示。它由調(diào)整管、保護電路、控制電路、誤差放大器等組成，UoCOM端子間電壓與基準電壓Uref進行比較，工作時經(jīng)常保持一致，當輸入電壓UI或輸出電流IO變化時，使輸出電壓Uo保持穩(wěn)定，其屬于78XX正壓系列。78XX正壓系列系列輸出電壓有5、6、8、10、12、15、18、20、24V等品種，輸出電壓精度基本上為4%。該系列穩(wěn)壓塊有過流、過熱和調(diào)整管安全工作區(qū)保護，以防過載損壞。一般不需要外接元件即可工作，有時為改善性能也加少量元件。78XX系列又分三個子系列：78XX、78MXX和78LXX，其差別只在輸出電流和外形，78XX輸出電流為1A，78MXX輸出電流為0.5A，78LXX輸出電流為0.1A。3.3穩(wěn)壓器LM7812 3.4 穩(wěn)壓器LM3173.5整流二極管 二極管的基本性質(zhì)是“單向?qū)щ姟?，交流電流過時，只有正（或負）半周時電流能流過，而在負（或正）半周時，電流是截止的，就是說，只有半個周期的電流流過，另半個周期因為電流方向是相反的不能流過，這樣在電路中就只有一個方向的電流了，也就是把交流電變成了單身脈動電流，這就是它能整流的基本原理。4 Multisim仿真測試可調(diào)1可調(diào)2multisim仿真軟件的限制，使用NLT_PQ_4_16的降壓器。5.實習心得 通過老師細致的講解和自己課外查資料，了解了直流穩(wěn)壓電路的基本構(gòu)成部分，即變壓部分、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路，以及直流穩(wěn)壓電源的制作。學(xué)會了用protel99畫sch pcb ，并且能夠使用multisim軟件仿真所畫的電路圖，受益匪淺。參考文獻來源：（1）陳虹老師課件（2）百度文庫（