直流稳压电源设计案例必发365

2020-06-08 01:07字体:
  

  直流稳压电源策画案例_电力/水利_工程科技_专业原料。直流稳压电源策画案例

  适用模范文案 设 计 一 个 直 流 稳 压 电 源 , 其 性 能 指 标 要 求 为 : U0= ± 12V 、 I0(max)=500mA;纹波电压的有用值≤50mV;稳压系数 S? ? 3 ?10?3 。所设 计电源的计划和劳动道理剖析;采用的元件和器件的参数确定;直流 稳压电源各项职能目标的测试及设施。 第1章 策画道理 1.1 电道道理 直流稳压电源的劳动流程如下稳压电源平常由变压器、 整流器和稳压器三大 一面构成。 变压器把市电互换电压变为所必要的低压互换电, 整流电道变换成单 向脉冲电压,由滤波电道滤去此中的互换分量,取得较腻滑的直流电压,终末稳 压器再把不宁静的直流电压变为宁静的直流电压输出。 小功率稳压电源由电源变压器、整流电道、滤波电道和稳压电道四个一面构成, 如图 2-1 所示。 图 1-1 直流稳压电源的方框图 1.1.1 电源变压器 电源变压器 T 的效率是将电网 220V 的互换电压变换成整流滤波电道所必要的互换电压 Ui。变压器副边与原边的功率比为 P2/ P1=η (1-1) 出色文档 适用模范文案 式中η是变压器的功效。 外 1—1 小型变压器的功效 副边功率 P/vA 功效η 〈10 0.6 10-30 0.7 30-80 0.8 80-200 0.85 1.1.2 整流滤波电道 将变压器输出的切合电压央求的互换电变换为所需数值的直流电。 常用的 整流电道紧要有:半波整流、必发365全波整流及桥式整流等。相对待半波整流相,全波 整流二极管瓜代导通, 其输出电压纹波彰彰减小;而桥式整流电道是全波整流电 道的一个变形, 其输出电压波形与全波整流电道相似,但加正在变压器次级线圈上 的电流变为了极性正负瓜代的脉冲电流,其职能加倍杰出。本策画中采用职能优 越的桥式整流电道。直流电道的使命是将互换点变为直流电。已毕这一使命紧要 是靠二极管的单领导电效率。是以二极管是整流电道的环节元件。 正在稳压电源中平常用四个二极管构成桥式整流电道, 整流电道的效率是将互换电 压 u2 变换成脉动的直流电压 u3。滤波电道平常由电容构成,其效率是把脉动直 流电压 u3 中的大一面纹波加以滤除,以取得较腻滑的直流电压 UI。UI 与互换电压 u2 的有用值 U2 的相闭为: U I ? (1.1 ~ 1.2)U 2 (1-2) (1-3) 正在整流电道中,每只二极管所秉承的最大反向电压为: U RM ? 2U 2 流过每只二极管的均匀电流为: ID ? I R 0.45U 2 ? 2 R (1-4) 此中:R 为整流滤波电道的负载电阻,它为电容 C 供应放电通道,放电时分 常数 RC 应餍足: 出色文档 适用模范文案 RC ? (3 ~ 5)T 2 (1-5) 此中:T = 20ms 是 50Hz 互换电压的周期。 滤波电道用于滤去输出电压中的纹波,平常由电抗元件构成。因为电抗元件正在电 道中有储能效率, 并联的电容 C 正在电源需要的电压升高时,能把一面能量存储起 来,而当电压消浸时,就能把能量开释出来,使负载电压较量腻滑,即 C 具有平 波效率; 与负载串联的电感 L, 当电源需要的电流加众时, 它能把能量存储起来, 而当电流减小时又能把能量开释出来,使负载电流较量腻滑,即电感也具有平波 效率。 图 1-2 整流与滤波电道图, 1.1.3 稳压电道 固定式三端稳压器与电容 C 构成稳压电道。稳压器 7805 输出为+5V,稳 压器 7905 输出为-5V,输入端接电容 Ci 能够进一步滤除纹波,输出端接电容 C0 能改良负载的瞬态影响,使电道宁静劳动。 Ci 、 C0 采用走电流小的钽电 容。此中稳压器的相干参数如外 1-2 所示: 外 1-2 集成稳压器的参数 名称 最大输入电压 /V 最小输入电压 /V CW7812 +27 CW7912 -27 +14.5 -14.5 输出电压周围 +11.5 to -11.5 to 出色文档 适用模范文案 /V Ripple Rejection 纹波 抑低 +12.5 +55db -12.5 +71db 集成稳压器的输出电压 Vo 与稳压电源的输出电压相似.稳压器的最大允 许电流 IcmIo max,输入电压 Vi 的周围为 Vomax+(Vi-Vo)minViVomin+(Vi-Vo)max (1-6) 式中,Vomax 为最大输出电压,Vomin 为最小输出电压,(Vi-Vo)max 为稳 压器的最大输入、输出压差,(Vi-Vo)min 为稳压器最小输入、输出压差。 第2章 测验计划剖析 2.1 稳压电源的策画设施: 稳压电源的策画,是凭据稳压电源的输出电压 Uo、输出电流 Io、输出纹波电 压ΔUop-p 等职能目标央求,准确地确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤 波电道中所用元器件的职能参数,从而合理的拔取这些器件。 稳压电源的策画能够分为以下三个设施: 1) 凭据稳压电源的输出电压 Uo、最大输出电流 Iomax,确定稳压器的型号及 电道花样。 2)凭据稳压器的输入电压 U I ,确定电源变压器副边电压 u2 的有用值 U2;根 据稳压电源的最大输出电流 I0max, 确定流过电源变压器副边的电流 I2 和电 源变压器副边的功率 P2;凭据 P2,从外 1 查出变压器的功效η,从而确定 电源变压器原边的功率 P1。然后凭据所确定的参数,拔取电源变压器。 3) 确定整流二极管的正向均匀电流 ID、整流二极管的最大反向电压 U RM 和 出色文档 适用模范文案 滤波电容的电容值和耐压值。凭据所确定的参数,拔取整流二极管和滤波电容。 2.2 计划真实定 2.2.1 计划一: 采用电源变压器、 整流滤波电道和稳压电道。 此中稳压电道是行使分散元件, 通过取样、放大、较量和调解四个闭键,晶体管选用 3DD 或 3DG 等型号。这个方 案平常来说较量纷乱,并且验证历程也较量艰难且所用到的元件较众且差错较 大,是以尽量不必这个计划 2.2.2 计划二: 采用电源变压器、 整流滤波电道和稳压电道。此中稳压电道是行使集成电道 CW7812 和 CW7912 稳压器。该电道能输出固定的正负 12V 的直流电压,并且电道 较计划一比拟布局浅易,所用元件数目少,且容易调试。是以,本次策画咱们采 用此计划。 第 3章 参数确定及元件拔取 3.1 集成稳压的拔取及电道真实定 3.1.1 集成稳压器的拔取 凭据策画央求及身手目标, 选做电压为正负 12V 的直流稳压电源,拔取固定式 三端稳压器 MC7812 和 MC7912。 芯片 MC7812 引脚摆列为:1 端接输入,2 端接地 ,3 端接输出。 芯片 MC7912CV 引脚摆列为:1 端接地,2 端接输入,3 端接输出。 3.1.2 电道真实定 由测验道理和策画央求确定电道如图 3-1 所示, 出色文档 1 VSIN 5 出色文档 V G N BridgeKbp307 D D01 1 Cap Pol1 C 1 Cap Pol1 C 0 0 2 1 0 0 0 0 u u F F 0.33upF Cap C 0.33uF Cap C 4 3 3.2 参数真实定 3.2.1 电源变压器的拔取 由式(1-6) ,可得输入电压 Vi 的周围为: 得:15.5V≤Vi≤26V Volt Reg MC7912 Volt Reg MC7812 适用模范文案 图 3-1 策画道理图 Vin G N D Vin G N 副边电压 V2≥Vi/1.1=15.5V/1.1=14.1V D Vout Vout 0.1uF Cap Pol1 C 0.1uF Cap Pol1 C 8 7 1 Cap C 1 Cap C 0 0 6 5 u u 2 5 1 1 6 1 F F 1 Res Pack2 R2B 1 Res Pack2 R1A K K L D L D E 2 E 1 D D 0 0 Header 2 P Header 2 P 2 1 2 1 2 1 Vomax+(Vi-Vo)minViVomin+(Vi-Vo)max 12.5+(14.5-11.5)≤Vi≤11.5+(27-12.5) 取 V2=15V,副边电流 I2>Iomax=0.5A 取 I2=1A 适用模范文案 因而: 副边输出功率 P2≥I2V2=15W 由外 1-1 得: η=0.7 凭据外二和公式 P1=P2/η,由于变压器的副边功率为 15W,故它的功效为 0.7, 可知变压器的功率 P1 为: P1≥P2/η=15/0.7=21.5W 为留众余地,可拔取功率为 25W 的电源变压器。 3.2.2 整流电道及滤波电容的拔取 1) 整流电道的拔取 V ? 21.214 V , I 0 max ? 0.5 A Urm ? 2 ?15V ? 21.214 因为: Urm ? 2 ?15 V 但因为桥式整流所需二极管正偏时导通电阻不为 0,使得电道内阻较大, 从而使损耗也较大,故采用切合央求的整流桥堆 KBP307。 平常整流桥定名中有 3 个数字,第一个数字代外额定电流,A;后两个数字代外额电压 (数字*100),V 如:KBL407 即 4A,700V KBPC5010 即 50A,1000V V , I 0 max ? 0.5 A 因为: Urm ? 2 ?U 2 ? 2 ? 21.214 ? 30 IN4001 的反向击穿电压 U V 二极管选 IN4001 RM 50 V,额定劳动电流 Id=1AIomax,故整流 2)滤波电容的拔取 凭据 Uo ? 12V ,Ui ? 15.5, Sv ? 3 ?10^ ?? 3? ?Uop ? p ? 50m v 和公式 出色文档 适用模范文案 ?U 0 Sv ? U0 ?U I UI I o ?常数 T ?常数 可求得:△Vi=△Vop-pVi/(VoSv)=0.05×15.5/(12×0.003)=21.53V 因而,滤波电容: C=Ic t/△Vi=Iomaxt/△Vi = 233.3 uF 电容的耐压要大于 2 U 2= 2 × 15=21.3V 故滤波电容 C 取容量为 1000uF,耐压为 35V 的电解电容. 3.2.3 稳压电道的拔取 凭据 Uo ? 12V ,Ui ? 15.5, Sv ? 3 ?10^ ?? 3? ?Uop ? p ? 50m v CW7812 和 CW7912CV 应允的最大输出电流 Iomax =1.5A。输入电压与输出电压 差的应允周围为: UI -Uo = 3 ~ 5V 第 4 章 元件清单 外 4-1 元件清单 变压器 整流桥堆 二极管 220V-15V KBP307 发光二极管两个 极性电容: C1=1000uf 两 电容 个, C2=1 00 uf 两个 电容:C3=0.33uf 两个 C4=0.1 uf 两个 出色文档 1 VSIN 5 出色文档 V G N BridgeKbp307 D 电阻 集成芯片 单排针 第5章 D01 1 Cap Pol1 C 1 Cap Pol1 C 0 0 2 1 0 0 0 0 u u 图 5-1 道理图 F F 0.33upF Cap C 0.33uF Cap C 4 3 两个 6.1.输出电压与最大输出电流的测试 Volt Reg MC7912 Volt Reg MC7812 Vin Vin G G N N D D 适用模范文案 R1=R2=1000Ω CW7812 和 CW7912 道理图真实定 Vout Vout 0.1uF Cap Pol1 C 0.1uF Cap Pol1 C 第 6 章 稳压电道的职能目标测试 8 7 1 Cap C 1 Cap C 0 0 6 5 u u 2 5 1 1 6 1 F F 1 Res Pack2 R2B 1 Res Pack2 R1A K K L D L D E 2 E 1 D D 0 0 Header 2 P Header 2 P 2 1 2 1 2 1 适用模范文案 测试电道如图 6-1 所示。平常状况下,稳压器寻常劳动时,其输出电流 I o 要 小于最大输出电流 I o max ,取 I 0 ? 0.5 A ,可算出 RL=24Ω,劳动时 RL 上消费的功 率为: PL ? U o I o ? 5 ? 0.5 ? 2.5W 故 RL 取额定功率为 5W,阻值为 10Ω的电位器。 测试时,先使 RL ? 10? ,互换输入电压为 220V,用数字电压外衡量的电压 值便是 Uo(测得它们离别为 12.032V 和-12.035V) ;然后渐渐调小 RL ,直到 Uo 的值降低 5%,此时流经 RL 的电流便是 I o max (测得它们离别为 0.14A 和-0.15A) , 记下 I o max 后, 要速即调 压器的功耗. 大 RL 的值,以减小稳 图 6-1 稳压电源职能目标测试电道 6.2.稳压系数的衡量 按图 6-1 所示结合电道, 正在 U1 ? 220 V 时,测出稳压电源的输出电压 Uo。然 后调治自耦变压器使输入电压 U1 ? 242 V ,测出稳压电源对应的输出电压 Uo1 ; 再调治自耦变压器使输入电压 U 1 ? 198 V ,测出稳压电源的输出电压 Uo2。则稳压 系数为: ?U o Uo U ? U o2 220 ? o1 242 ? 198 Uo Sr ? ?U 1 U1 ? (6-1) 因而当 Uo=12V 时,测得 Vo=12.032V,Vo1=12.035V,Vo2=12.029V,由(6-1) 式得 Sr=0.0025; 同理,当 Uo=-12V 时,测得 Vo=-12.035 , Vo1=-12.036 , Vo2=-12.035V ,则 Sr=0.0004。 比照身手目标 Sr≤0.3%知,稳压系数切合策画目标。 出色文档 适用模范文案 6.3.稳压电源内阻的衡量 按图 6-1 所示结合电道,维持稳压电源的输入电压 U1 ? 220 V ,正在负载电 流为 0 及最大值时的Δvo,则 ro=Δvo/ ΔvIl 当 Io 等于 0 时, 测得 Vo 等于 12.032V, 当 Io 为 Iomax, 测得 Vo 为 11.079V。 ro=1.9Ω. 6.4.纹波电压的测试 用示波器巡视 Uo 的峰峰值, (此时 Y 通道输入信号采用互换耦合 AC) ,衡量 ΔUop-p 的值(约几 mV) 。 测得放大 5 倍时对应的Δvop-p=20div ? 5mv/div=100mv 则Δvop-p=100/5mv=20mv,比照身手目标Δvop-p≤50mv 知符称身手目标。 第七章 差错剖析 7.1、差错剖析 1) 、差错阴谋 +Vcc%=5.00-5.03/5.00=0.60% -Vcc%=5.00-5.05/5.00=1.00% 2) 、差错源由 归纳剖析能够了解正在测试电道的历程中或许带来的差错要素有: a 元件自身存正在差错; b 焊接时,焊接点存正在轻微电阻; c 万用外自身的无误度而变成的体例差错; 7.2 调试中注视事项 调试结果是否准确,很大水平受衡量准确与否和衡量精度的影响。为了保 证高度无误的成绩,必需减小衡量差错,进步衡量精度。为此,需注视以下几 点: 1.准确行使衡量仪器的接地端 出色文档 适用模范文案 但凡行使低端接机壳的电子仪器举办衡量,仪器的接地端应和仪器的接地 端接正在沿道,不然仪器机壳引入的作梗不仅会使仪器的劳动形态爆发转折,而 且将使衡量结果呈现差错。必发365若行使干电池的万用外举办衡量,因为电外的两个 输入端是浮动劳动的,因而应允直接跨接正在衡量点之间。 2.准确拔取衡量点 用统一台衡量仪举办衡量时, 衡量点分别, 仪器内部引进的差错巨细将分别。 3.衡量设施要便当可行 必要衡量电道的电流时,平常尽或许测电压而意外电流,由于测电压不 必改动被测电道,衡量便当。若需了解某一歧道的电流值,能够通过测该支 道上电阻两头的电压,颠末换算而取得。 出色文档

联系我们CONTACT

全国服务热线:
4001-100-888
地 址:上海市闸北区永兴路258弄1号兴亚广场1706室
电 话:4001-100-888
传 真:021-63282858
邮 箱:admin@bank345.com