三端直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)報(bào)告.doc

直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué)校：廣州大學(xué)學(xué)院：機(jī)電學(xué)院姓名：潘銳暉班級(jí)：電氣102學(xué)號(hào)：1007300049直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)報(bào)告摘要： 直流穩(wěn)壓電源是一種當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或溫度、負(fù)載改變時(shí)，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(gè)環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)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(jì)要求1、 設(shè)計(jì)報(bào)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(jì)思路 本次實(shí)驗(yàn)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(jì)思路為： （1）由輸出電壓Uo、電流Io確定穩(wěn)壓電路形式，通過(guò)計(jì)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(shuō)明本次設(shè)計(jì)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(guò)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(shí)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(gè)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(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)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(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)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(guò)變壓后的交流電通過(guò)具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟ㄈ缍O管、晶閘管等），將正負(fù)交替的正弦交流電壓變換為單向的脈動(dòng)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(dòng)交流成分，還不能作為直流電源使用。本次設(shè)計(jì)為橋式整流濾波電路，就是四個(gè)二極管兩兩并聯(lián)后接入輸出電壓分別把正負(fù)電壓整流在輸出時(shí)候獲得了正負(fù)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(chǔ)能特性的電容、電感等元件組成，它能將脈動(dòng)直流電中的脈動(dòng)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(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載以及溫度發(fā)生變化時(shí)，濾波器輸出直流電壓值也將隨之變化，因此，此時(shí)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(dòng)調(diào)整輸出電壓變化的電路來(lái)使輸出的電壓不隨電網(wǎng)電壓、溫度或負(fù)載的變化而變化，從而達(dá)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(jì)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(fù)載，通過(guò)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(shí)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(hù)電路、控制電路、誤差放大器等組成，UoCOM端子間電壓與基準(zhǔn)電壓Uref進(jìn)行比較，工作時(shí)經(jīng)常保持一致，當(dāng)輸入電壓UI或輸出電流IO變化時(shí)，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(shí)驗(yàn)所需器件及其用途 實(shí)驗(yàn)器件如下表所示：器件名稱型號(hào)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(shí)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(hù)電路、控制電路、誤差放大器等組成，UoCOM端子間電壓與基準(zhǔn)電壓Uref進(jìn)行比較，工作時(shí)經(jīng)常保持一致，當(dāng)輸入電壓UI或輸出電流IO變化時(shí)，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(guò)流、過(guò)熱和調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)，以防過(guò)載損壞。一般不需要外接元件即可工作，有時(shí)為改善性能也加少量元件。78XX系列又分三個(gè)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(guò)時(shí)，只有正（或負(fù)）半周時(shí)電流能流過(guò)，而在負(fù)（或正）半周時(shí)，電流是截止的，就是說(shuō)，只有半個(gè)周期的電流流過(guò)，另半個(gè)周期因?yàn)殡娏鞣较蚴窍喾吹牟荒芰鬟^(guò)，這樣在電路中就只有一個(gè)方向的電流了，也就是把交流電變成了單身脈動(dòng)電流，這就是它能整流的基本原理。4 Multisim仿真測(cè)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(shí)習(xí)心得 通過(guò)老師細(xì)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(huì)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(xiàn)來(lái)源：（1）陳虹老師課件（2）百度文庫(kù)（