15V直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)報(bào)告

1、淤 濃 淤淤 濃 淤 濃淤濃濃 濃濃2013級模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)濃 濃淤濃15V直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) TOC o 1-5 h z 姓名學(xué)號院、系、部班號完成時(shí)間此系統(tǒng)采用集成元件組成串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源。主要經(jīng)過變壓、整流、濾波、 穩(wěn)壓、限流等各部分組成。其中變壓部分由變壓器實(shí)現(xiàn)得到二次側(cè)電壓；整流部分由 單相橋式整流電路實(shí)現(xiàn)；濾波通過電容具有維持兩端電壓不變的特性而得到平滑的電 壓波形，故將一個(gè)大電容與負(fù)載并聯(lián)；由于電網(wǎng)電壓的波動整流電路的輸出電壓會隨 二次側(cè)電壓變化而變化，因此需要加入穩(wěn)壓電路得到更加穩(wěn)定的直流電壓；限流電路 元件主要是串接在調(diào)整管發(fā)射極回路中的檢測電阻和保護(hù)三極管構(gòu)成。關(guān)鍵詞

2、： 變壓 整流 濾波 穩(wěn)壓 限流 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第2章方案與論證1 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 2.1原理說明1 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 2.2電路框圖2 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 第3章單元電路設(shè)計(jì)及主要元器件參數(shù)計(jì)算

3、3 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 3.1入電壓的確定3 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 3.2電源變壓器3 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 3.3整流電路3 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 3.4濾波部分3 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 3.5 穩(wěn)壓部分4第4章仿真與調(diào)試錯(cuò)誤!未定義書簽。第5章結(jié)論與心得7參考文獻(xiàn)資料7第1章設(shè)計(jì)任務(wù)

4、及要求采用三端集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)一穩(wěn)壓電源，其性能指標(biāo)如下：.輸入交流電壓220V（50HZ），輸出電壓do=15V，最大輸出電流1 max = 2 A.輸出紋波穩(wěn)壓小于5mV，穩(wěn)壓系數(shù)小于5*10-3；輸出的內(nèi)阻小于0.1 Q。.加輸出保護(hù)電路，最大輸出電流不超過2A。第2章方案與論證2.1原理說明集成直流穩(wěn)壓電源由四部分組成：四部分分別為電源變壓器，整流電路，濾波電路，穩(wěn)壓電路下面為直流穩(wěn)壓電源 的原理框圖和波形變換。結(jié)合圖2-1-1、2-1-2，我們得出直流穩(wěn)壓電源的工作原理：電路接入幅值為220V、 頻率為50Hz的U.，通過電源變壓器，將220V的電壓幅值調(diào)整為合適的電路工作壓 值U2。

5、通過電源電壓器輸送過來的交流電，再通過單相橋式整流電路整流，得到單方 向全波脈動的直流電壓。由于單方向全波脈動的直流電壓中含有交流成分，為了獲得 平滑的直流電壓，在整流電路的后面加一個(gè)濾波電路，以濾去交流成分，電容C就起 到這個(gè)作用；對于要求不高的電路，經(jīng)過濾波后的直流電壓可以直接應(yīng)用，對于一些 要求比較高的電路。我們在濾波電路的后面再接一個(gè)穩(wěn)壓電路，使輸出的直流電壓更 加平滑。一般來說，濾波電容C的容量比較大，本身就存在著較大的等效電感，因此對于 引入的各種高頻干擾的抑制能力很差。為了解決這個(gè)問題，在電容C旁并聯(lián)一只小 容量電容器q、C2,就可有效地抑制高頻干擾。另外，穩(wěn)壓器在開環(huán)增益較高、

6、負(fù) 載較重的狀態(tài)下時(shí)，由于分布參數(shù)的影響，有可能產(chǎn)生自激，q、C2則兼有抑制高頻 振蕩的作用。輸出端接入電容器c3、c4、c5、c6，是為了改善瞬態(tài)負(fù)載響應(yīng)特性和減 小高頻輸出阻抗。2.2電路框圖圖2-1-1直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)電路框圖圖2-1-2直流穩(wěn)壓電源的方框圖第3章 單元電路設(shè)計(jì)及主要元器件參數(shù)計(jì)算3.1入電壓的確定U2太低則穩(wěn)壓器性能將受影響，甚至不能正常工作；U2太高則穩(wěn)壓器功耗增大， 會導(dǎo)致電源效率下降，使最大輸出電流有所降低。所以U2的選擇原則是：在滿足穩(wěn) 壓器正常工作的前提下，U2越小越好，但U2最低必須保證輸入、輸出的電壓之差大 于23V。由任務(wù)書技術(shù)指標(biāo)要求可確定U2的值，

7、取變壓器輸出的U2=2X17V=34V.3.2電源變壓器變壓器T的作用是將電網(wǎng)220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電 壓U2。變壓器副邊與原邊的功率比為p2/ Pi=n，式中n是變壓器的效率。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，最終要輸出15V的直流電壓。若從變壓器輸出的送給整流濾波 電路的電壓V2為30V，則電容濾波電路的負(fù)載電壓VC與V2的關(guān)系為： n =匕=竺=6.5V234于是可以用變比n為20的功率為8W變壓器。3.3整流電路采用流橋，設(shè)計(jì)要求中要求最大輸出IL為500mA于是：最大允許流經(jīng)每個(gè)二 極管的 ID = 0.5 IL = 0.5 * 500 = 250 mA而每個(gè)二極管所承受的最

8、大反向電壓為：Vrm=JT V2 = 15.56 v，于是整流橋 部分采用的是四個(gè)型號為MDA2502的二極管構(gòu)成。3.4濾波部分濾波電容C可由下式估算:RLC= (35) T/2式中T為電網(wǎng)交流電壓的周期(T=0.02s), RL為負(fù)載電阻。根據(jù)給定條件RL二Uo/Io=18QC= (16672778) uf3.5穩(wěn)壓部分經(jīng)過整流和濾波后得直流電壓，會由于電網(wǎng)電壓的波動以及負(fù)載電阻的變動而發(fā) 生變化。在絕大多數(shù)情況下，這種輸出電壓的變化波動顯得太大，仍需進(jìn)一步對其穩(wěn) 定，這就需要采用穩(wěn)壓電路。目前常用的穩(wěn)壓電路有并聯(lián)式穩(wěn)壓電路、串聯(lián)穩(wěn)壓電路 以及集成式穩(wěn)壓電路。由于集成式穩(wěn)壓芯片具有較完善的

9、短路和限流保護(hù)、過熱保護(hù) 和調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)電路，因而工作是比較穩(wěn)定的，電路也相對比較簡單。為了 使電路正常工作，要求輸入電壓應(yīng)比輸出電壓自少高出2.5V3V。電路如圖2-4、圖 2-5所示。電容C1可防止自擊振蕩，還可抑制電源的高頻脈沖干擾，一般取0.11uF。 輸出端電容C2可以改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)，消除電路的高頻噪聲，同時(shí)也具有消除自 擊振蕩的作用。L78、79系列穩(wěn)壓器一種有廣泛用途的三端集成穩(wěn)壓器。W78系列三端集成穩(wěn)壓 電路具有固定輸出正電壓，L79系列三端集成穩(wěn)壓電路具有固定輸出負(fù)電壓。這兩個(gè) 系列穩(wěn)壓器都具有較完善的短路和限流保護(hù)、過熱保護(hù)和調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)電 路，因而他

10、的工作是比較可靠的。字母后面的數(shù)字表示輸出電壓，電壓等級：5V、6V、 8V、12V、15V、18V、24V。如設(shè)計(jì)一個(gè)輸出+15V和-15V的線性直流穩(wěn)壓電源，選擇 L7815、 L7915。圖3-1 +15V穩(wěn)壓電路圖3-2 -15V穩(wěn)壓電路第4章仿真與調(diào)試MM,-圖4-1仿真電路圖圖4-2仿真結(jié)果第5章心得與體會設(shè)計(jì)完成了。從來沒有做過課程設(shè)計(jì)，剛開始雖然課程設(shè)計(jì)的題目確定了，可是 由于對所選的課程設(shè)計(jì)所用到的原理不了解，對于集成直流穩(wěn)壓電源電路圖改了又 改，花了很多時(shí)間去確定電路圖。通過查閱資料，師兄、老師的指點(diǎn)，同學(xué)的幫助（彳艮 感謝他們?。┰谶@次模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)中，我明白到

11、書本知識的重要性，學(xué) 會了用集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)穩(wěn)壓直流電源。我在收獲知識的同時(shí)，還收獲了閱歷，收獲了 成熟，在此過程中，我通過查找大量資料，請教老師，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了 獨(dú)立思考、設(shè)計(jì)的能力，在各種其它能力上也都有了提高。我將所學(xué)模電知識運(yùn)用到 設(shè)計(jì)中，按照設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)電路的參數(shù)，在按對應(yīng)的參數(shù)選取元器件，通過查找資料 了解元器件的主要特性與相關(guān)使用注意事項(xiàng)。在電路設(shè)計(jì)中選取最優(yōu)元件來滿足設(shè)計(jì) 的要求。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這次的課程設(shè)計(jì)從題目的選定到最后硬件的完成、性能測試都讓我受益匪淺，不 但懂得了一些電路元件的性能、作用，硬件的制作，也提高了實(shí)踐動手能力，為以后 的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定