過壓過流保護(hù)直流電源課程設(shè)計(jì)

1、 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院EDA課程訓(xùn)練設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué) 院 ： 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 姓 名 ： 張 紫 鰲 班 級 ： 10電子一班 學(xué) 號 ： 201010330119 設(shè)計(jì)題目 ： 過流過壓保護(hù)直接電源 指導(dǎo)老師 ： 曹良足老師 2013年11月1日一、題目 ： 過流過壓保護(hù)直流電源二、任務(wù) ：設(shè)計(jì)一直流電源，重點(diǎn)是過流保護(hù)。三、要求 ：電源輸出直流電壓15-17V，額定輸出電流300mA，設(shè)計(jì)保護(hù)電流300mA，即當(dāng)電源輸出電流超過300mA時(shí)，保護(hù)電路動(dòng)作，斷開電源與負(fù)載的連接。四、設(shè)計(jì)摘要及整個(gè)方框圖 設(shè)計(jì)摘要：過壓過流保護(hù)的方法主要是要這些措施：A、熔斷器保護(hù)，即通常用的保險(xiǎn)絲，保險(xiǎn)管，它是一種過流

2、保護(hù)器件，將它串聯(lián)在電源電路中，一旦當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)故障而使電源供電電流突然增大時(shí)，保險(xiǎn)絲熔斷，截?cái)嚯娫磁c負(fù)載的通路，達(dá)到保護(hù)電源和負(fù)載本身的目的。B、自恢復(fù)保險(xiǎn)保護(hù)，實(shí)際就是一種熱敏電阻保護(hù)，它也是串接在電源電路中，是一種過流保護(hù)方法。C、以繼電器為主要器件的電子保護(hù)電路，繼電器主開關(guān)接在電源主電路中，讓控制電路控制繼電器線圈而控制及電氣主開關(guān)的通斷。D、以電源調(diào)整管為主要的電子保護(hù)電路，本項(xiàng)目所要介紹和實(shí)踐的電路就是一個(gè)這樣的保護(hù)電路，主要方法是讓一個(gè)控制電路控制電源調(diào)整管的通斷。E、這種電路反應(yīng)快，動(dòng)作值界限確定，具有自恢復(fù)功能，是一種較理想的電源保護(hù)電路，缺點(diǎn)是電路相對復(fù)雜，成本高。整個(gè)方框

3、圖：電容過濾二極管整流變壓器降壓調(diào)整三極管保護(hù)電路五、單元單路設(shè)計(jì)及原理分析整流濾波輸出電壓為16V左右，降壓變壓器次級電壓的選擇，因?yàn)檎鳛V波輸出電壓的最大值等于變壓器次級電壓的1.414倍，所以可考慮選擇變壓器次級電壓為12V，這樣，整流濾波輸出電壓的最大值等于17V。變壓器的功率選擇，因?yàn)殡娐份敵鲱~定電流300mA，所以電路輸出額定功率為17V*300mA=5W，所以變壓器功率為67W就可以了。整流二極管的耐壓要求：高于17V。整流二極管的平均整流電流要求：大于300mA。這樣，整流二極管采用常用的整流二極管IN4001（耐壓而100V，電流1A）就足夠達(dá)到要求了。濾波電容的耐壓要求：高

4、于17V。濾波電容的容量要求：C（35）T/2/R,其中T為220V交流電周期為0.02秒，R為整流濾波電路負(fù)載電阻（可這樣確定最小輸出電壓閉上最大輸出電流15V/300mA=50），C（600uF1000uF），取C為1000uF/25V。保護(hù)電路 上圖所示為555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，“2”“6”接一起通過電阻接電源VCC，通過電容器接地GND，電路剛接上電源時(shí)，電容C4無充電電荷，“2”“6”為低電平，比較器C1輸出高電平，比較器C2輸出低電平，與非門G1輸出低電平，G2輸出高電平，泄流管T截止，因此調(diào)整管Q1無偏置電流而截止，這時(shí)電源通過R6對電容C4充電，“2”“6”電位升高，當(dāng)電位升高

5、到（2/3）VCC時(shí)，比較器C1輸出低電平，與非門G1輸出高電平，泄流管T導(dǎo)通，調(diào)整管Q1導(dǎo)通。電源向負(fù)載供電。這就是電路其實(shí)工作過程，時(shí)間有電阻R6和電容C4決定。大約為R6*C4。 電路在正常工作條件下（無過流），檢測電阻R5上電壓較小，三極管Q2截止，555維持工作狀態(tài)不變，泄流管T導(dǎo)通，調(diào)整管Q1導(dǎo)通。電源向負(fù)載供電。 如果電路輸出電流過大，這個(gè)電流通過R5，在R5上產(chǎn)生較大的電壓，使Q2導(dǎo)通，電容C4通過Q2快速放電，使“2”“6”電位快速下降低于（1/3）VCC時(shí)，比較器C1輸出高電平，比較器C2輸出低電平，與非門G1輸出低電平，G2輸出高電平，泄流管T截止，因此調(diào)整管Q1無偏置電

6、流而截止，斷開電源與負(fù)載的連接，起到保護(hù)電路和負(fù)載的目的。電路保護(hù)后，輸出電流為0，Q2又截止，C4再次充電，當(dāng)充電使得“2”“6”電位升高到（2/3）VCC時(shí)，比較器C1輸出低電平，與非門G1輸出高電平，泄流管T導(dǎo)通，調(diào)整管Q1導(dǎo)通，電源向負(fù)載供電。但只要故障沒有排除，電源又立即進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。當(dāng)電路出于保護(hù)狀態(tài)時(shí)，與非門G1輸出低電平，非門G3輸出高電平，發(fā)光二極管D1亮，表示電路處于保狀態(tài)。六、整個(gè)電路原理圖 圖1、過流過壓保護(hù)電路 正常工作時(shí)，Trl和Tr2均截止，555復(fù)位，555中的放電品體管導(dǎo)通，它從Tr3基極吸取電流，使Tr3處開飽和，電視污5-12V便直接送主負(fù)載。當(dāng)負(fù)載吸取電

7、流超過規(guī)定值時(shí)，Rsc壓降增加，使Trl導(dǎo)通，555被觸發(fā)，于是內(nèi)部放電晶體管截止，跟著Tr3也截止，將電源與負(fù)載隔離，這時(shí)555處于單穩(wěn)狀夯，單穩(wěn)時(shí)間一到，只要負(fù)載過流現(xiàn)象不排除，555又重新觸發(fā)，Tr3繼續(xù)將負(fù)載隔離。若負(fù)載出現(xiàn)過壓，別經(jīng)R4. RS. D1后Tr2導(dǎo)通，也使555觸發(fā)，Tr3這時(shí)也將負(fù)載隔離。對于過流或過壓，555腳均將輸出高電位，仲LED發(fā)光，表示負(fù)載處于隔離狀態(tài)。由于Tr3或者處于飽和，或者處于截止，因止口只用一只功率晶體管便可工作。七、布線圖仔細(xì)研究電路原理圖，其重點(diǎn)是過流保護(hù)過程的分析與理解。當(dāng)電路工作原理問題弄清以后，計(jì)算確定電路中各電阻的阻值。將其討論過程以及設(shè)計(jì)計(jì)算過程寫入報(bào)告中。若將保護(hù)電流改為500mA,請重新確定R5。仔細(xì)研究印刷電路板，在本印刷電路板上將要裝配的期間有：普通1/4W電阻器，瓷片電容器，整流二極管，發(fā)光二極管，三極管，集成塊555。輸入和輸出接口等等。 如圖2、布線圖八、體會(huì) 在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處