电子电工课程设计95614855

——直流稳压电源设计二、整流电路三、滤波器四、直流稳压电源一、变压电路电工电子技术课程设计滤波整流稳压变压交流电源负载下图是半导体直流电源的原理方框图,它表示把交流电变换为直流电的过程。OtuOtuOtuOtuOtu3.滤波器：减小整流电压的脉动程度。4.稳压环节：在交流电源电压波动或负载变动时，使直流输出电压稳定。为符合整流需要的电压。图中各环节的功能如下：1.整流变压器将交流电源电压变换为符合整流需要的电压。2.整流电路将交流电压变换为单向脉动电压。滤波整流稳压变压交流电源负载一、整流电变压器路变压器交流电源OtuOtu将交流电源电压变换为符合整流需要的电压。整流电路中最常用的是单相桥式整流电路它由四个二极管D1D4接成电桥的形式构成。二、整流电路RLioD4D3D2D1~+u+uo+uoRLio~+uRLio工作原理：在u的正半周，D1和D3导通，D2和D4截止(相当于开路)电流的通路如图中红色箭头所示。D4D3D2D1~+u+uo+–RLD4D3D2ioD1在u的负半周，D2和D4导通，D1和D3截止(相当于开路)，电流的通路如图中绿色箭头所示。~+u+uo+–在一个周期内，通过电阻的电流方向相同，在负载上得到的是全波整流电压uo。由于二极管的正向压降很小，因此可认为uO的波形和u的正半波是相同的。iO为输出电流。tototo2323Im23uOuiOU2U2三、滤波器电容充电电容放电二极管导通时给电容充电，二极管截止时电容向负载放电；1、电容滤波器(C滤波器)电容滤波器的组成和工作原理，如下图所示。RLD1D4D3D2ioC滤波后输出电压uo的波形变得平缓，平均值提高。~+uo=uc+u经C滤波后uO的波形tuOtt'ttOU22可见放电时间常数t=RLC越大，脉动越小，输出电压平均值越高，一般要求2)5~3(LTCR式中T是uO的周期。RLLC~+u2、电感电容滤波器(LC滤波器)当通过电感线圈的电流发生变化时，线圈中要产生自感电动势阻碍电流的变化，因而使负载电流和负载电压的脉动大为减小。频率越高，电感越大，滤波效果越好，而后又经过电容滤波，使输出电压更为平直。四、直流稳压电源1、稳压管稳压电路RLCRIRIZDZIo+Uo+UI~+引起电压不稳定的原因是交流电源电压的波动和负载电流的变化，下面分析在这两种情况下的稳压作用。(1)当交流电源电压增加而使整流输出电压UI随着增加时，负载电压Uo也要增加。Uo即为稳压管两端的反向电压。当负载电压Uo稍有增加时，稳压管的电流IZ就显著增加，因此限流电阻R上的压降增加，以抵偿UI的增加，从而使Uo保持近似不变。(2)当电源电压保持不变，而负载电流增大时，电阻R上的压降增大，负载电压Uo因而下降。只要Uo下降一点，稳压管电流IZ就显著减小，使通过电阻R的电流和电阻上的压降保持近似不变，因此负载电压Uo也就近似稳定不变。选择稳压管时一般取UZ=Uo，UI=(2~3)Uo2、集成稳压电源本节主要介绍W7800系列(输出正电压)和W7900系列(输出负电压)，它们的电路符号如下图所示:W7800++231W790013_2_这种稳压器只有输入端、输出端和公共端三个引出端，故也称为三端集成稳压器。W7800系列1为输入端，2为输出端，3为公共端；W7900系列3为输入端，2为输出端，1为公共端。W7800系列输出固定的正电压有5V，8V，12V，15V，18V，24V多种。例如W7812的输出电压为12V。W7900系列输出固定负电压，其参数与W7800基本相同。下图给出了三端集成稳压器的接线方法，Ci用以抵消输入端较长接线的电感效应，防止产生自激振荡。Ci一般在0.1~1F之间Co是为了瞬时增减负载电流时不致引起输出电压有较大的波动。Co可取1F。Uo=12VW7812123Co++UiCi~24V~24V~220VW7815W7915132321++CC1000F1000FCi0.33FCi0.33FCO1FCO1F+15V15V(1)同时输出正、负电压的电路三端集成稳压器的几种应用电路：(2)提高输出电压的电路输出电压UO=U+UZW78132CiCODZ+UO+UI+U+UZ(3)扩大输出电流的电路可采用外接功率管T的方法来扩大输出电流。TICW78123CiCOI2RI3I1+UO+UIIRIBIO(4)集成运算放大器运算放大器的符号反相输入端uo+–+u–u+同相输入端信号传输方向输出端+–+Auo相当于两输入端之间短路，但又未真正短路，故称“虚短路”。相当于两输入端之间断路，但又未真正断路，故称“虚断路”。2).i+i_01).u+u–i_i+(5)输出电压可调的电路OOURRRUUU2121XXOOUUU1XXOURRRU)1(212则:XXOURRU)1(12(6)输出电压可调的电路W78CiCO+UI+U+++UOR1R2R3R4UUO211433URRRURRRURRRRRU43312O)1(可见移动电位器滑动端，改变电阻R2和R1的比值，便可调节输出电压UO的大小。面包板简介面包板（也称万用线路板或集成电路实验板）由于板子上有很多小插孔，很像面包中的小孔，因此得名。图1某面包板的外观图图2某面包板的局部图图3某面包板的接线电子电工类课程设计一、课程设计任务1.在学习掌握电工仪表基本知识的基础上，掌握稳压电源的设计和计算方法，并分别用分立元件和集成元件设计单路6~12V直流可调稳压电源。2.在设计电路的基础上，进行电路调试，并观察可调直流稳压电源的各点波形。二、直流稳压电源的技术指标1.输入：AC220V±10%V，50HZ2.输出：DC（6V~12V）±2%3.稳定度（△U/U）：小于0.014.波形电压：UP-P5mV三、电路调试1.学习掌握电路调试的知识及操作方法。2.可调直流稳压电源调试具体内容为：连接可调直流稳压电源的完整电路；对每个点的电压及波形进行测量；分析误差，调节元件参数，查找故障点。四、课程设计报告要求1.设计任务及主要技术指标；2.各单元电路设计计算过程；3.整体电路设计过程（至少设计2个电路），打印整体电路图；4.元器件明细表；5.总结验收和体会（实验设计只做1个设计电路）。五、课程设计阶段安排1.布置课程设计任务、指导设计阶段讲授有关直流稳压电源的电路原理及设计方法以及元器件的有关知识，使学生明确设计任务、要求、技术指标等有关设计的内容，掌握直流稳压电源的有关知识，学会直流稳压电源电路的设计计算和电路综合的方法，能单独进行电路的设计，绘制出单元电路及整体电路图，列出元器件明细表，送老师审核。2.电路调试阶段这一阶段在在实验中心完成，首先由指导教师介绍各仪器设备基本知识及操作方法，提出调试要求，使学生学会电路调试，进行电路连接、调整元器件、排除电路故障等技术。然后学生独立进行调试，使电路达到设计要求，经指导老师检查考核合格后，方可完成设计任务。3.总结报告阶段根据设计、调试过程进行总结、整理、写出符合要求的课程设计报告。测量数据：Ui0Ω10kΩ5kΩ15V18V1）输入电压Ui=15~18V，调节可调电阻R，测量输出电压UO，见表一。表一2）输出电压在UO=15~18V间的一个数值，保持可调电阻R值不变，测量输出电压UO，见表二。Ui15V18V16VUo(R为定值)表二时间安排教学内容学时地点备注任务布置2012.1.27N—415教室讲课资料查阅及准备工作2010.1.27图书馆完成具体设计和验证2012.1.28~30实验楼422教师进行设计指导和答疑书写设计报告2012.1.31自行安排班级材控093材控095机电093机制094指导老师肖辉(郭辉61729)缪楠61705唐玲61645郭辉61729