文档介绍：直流稳压电压源设计报告
周季峰
2012级电子二班
第一部分设计要求
第二部分设计原理
第三部分单元电路设计
第四部分参数设计及各元件的选择
第五部分故障分析及其处理
设计要求
输入电压在220v时输出电压在2v—15v之间连续可调
最大输出电流为2A,过流保护点也为2A;
纹波系数小于1% ,电流电压的调整率均小于1% ;
设计原理
电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的电压值,它由整流,滤波,稳压几部分组成。
(一)变压器
变压器的作用是把电网提供的交流电压转变成符合整流电路需要的交流电压。选用的时候,应该考虑就是功率和次级的交流电压。要根据电压U0和最大输出电流来确定电源变压器的功率。按照设计要求,变压器的输出电压应为24V,最大电流应不小于2A,本实验选用输出电压为24V、220/45W的变压器
(二)桥式整流桥
桥式整流电路是利用二极管的单向导电性将交流电变换成单向脉动的直流电压,电路由四个完全一样的二极管连接而成。它是全波整流电路的变形,但在一定程度上克服了全波整流电路的缺点。右图即为桥式整流电路原理图。图中U1为电源变压器,它的作用是将交流电网电压U1变成整流电路要求的交流电压U2,Rl是要求供电的负载电阻四只整流二极管D1~ D2接成电桥的形式,故有桥式整流电路之称。
(三)滤波电路
滤波电路用于滤去输出电压中的纹波,一般由电抗元件组成。由于电抗元件在电路中有储能作用,并联的电容C在电源供给的电压升高时,能把部分能量存储起来,而当电压降低时,就能把能量释放出来,使负载电压比较平滑,即C具有平波作用;与负载串联的电感L,当电源供给的电流增加时,它能把能量存储起来,而当电流减小时又能把能量释放出来,使负载电流比较平滑,即电感也具有平波作用。在桥式整流电路和负载电阻之间并入一个电容C即得到电容滤波电路如右图
(四)稳压部分
在这里我们采用串联反馈式稳压电路。右图是其结构图,图中V4是整流滤波电路的输出电压,Q2为调整管,Q5为比较放大电路,D6提供基准电压,它由稳压管D5与限流电阻R4串联所构成的简单稳压电路而得,R1和R2组成反馈网络。这种稳压电路的主回路是起调整作用的复合管(T1、T2)与负载串联,故为串联式稳压电路。
完整电路图如下所示
变压器的选择
调整管T1的管压降(UT1)CE应维持在3V以上,才能保证调整管T1工作在放大区。整流输出电压最大值为15V。保护电路上的压降约2V。。
(UB1)OMIN=(2+(UT1)CE+(UO)MAX)÷
(UB1)OMIN=(2+3V+15V)÷=17V÷=
当电网电压下降10%时,变压器次级输出的电压应能保证后续电路正常工作,那么变压器B1次级输出电压(UB1)OMIN应该是:
则变压器B1次级额定电压为:
(UB1)O=(UB1)OMIN÷
(UB1)O=÷=
当电网电压上升+10%时,变压器B1的输出功率最大。这时稳压电源输出的最大电流(IO)MAX为800mA。此时变压器次级电压(UB1)OMAX为:
(UB1)OMAX=(UB1)O×
(UB1)OMAX=×=
变压器B1的设计功率为(考滤过载20%):
PB1=(UB1)OMAX×(IO)MAX
PB1=××2A=
为保证变压器留有一定的功率余量,确定变压器B1的额定输出电压为24V,额定功率为45W。