交流變換為直流的穩(wěn)定電源

/設(shè)計(jì)并制作交流變換為直流的穩(wěn)定電源１、設(shè)計(jì)思路交流變換為直流的穩(wěn)定電源的整體思路直流集成穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)思路：⑴電網(wǎng)供電電壓交流220V（有效值)5０Hｚ,要獲得低壓直流輸出,首先必須采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓；（2）降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向直流，但其幅度變化大(即脈動(dòng)大）;(3)脈動(dòng)大的直流電壓須經(jīng)過濾波電路變成平滑，脈動(dòng)小的直流電,即將交流成分濾掉，保留其直流成分;(４）濾波后的直流電壓,再通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出。穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四個(gè)部分組成,如圖1所示+電源+整流+濾波＋穩(wěn)壓+-變壓器—電路—電路—電路－(a)穩(wěn)壓電源的組成框圖（b)整流與穩(wěn)壓過程圖１穩(wěn)壓電源的組成框圖及整流與穩(wěn)壓過程2、方案設(shè)計(jì)２.1、部分電路電路設(shè)計(jì)A、整流電路：選擇單相橋式整流電路:單項(xiàng)橋式整流器件較全波整流時(shí)多一倍,整流電壓脈動(dòng)與全波整流相同,每個(gè)器件所承受的反向電壓為電源電壓峰值,變壓器利用率較全波整流電路高。下圖所示為原理電路電路及波形圖：圖2。1(a）單相橋式整流電路及波形B、濾波電路：電容濾波電路:電容濾波電路工作原理是整流電壓高于電容電壓時(shí)電容充電，整流電壓低于電容電壓時(shí)電容放電，在充放電過程中，是輸出電壓基本穩(wěn)定。但是電容濾波電路的輸出電壓在負(fù)載變化時(shí)波動(dòng)較大,它的負(fù)載能力比較差，只是用于負(fù)載較輕且變化不大的場合.下圖為電容濾波電路的原理電路及波形圖：圖２。1（b)電容濾波電路及其波形2。２、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算選擇集成三端穩(wěn)壓器可采用LＭ３1７三端集成穩(wěn)壓芯片設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓源,因?yàn)樗氖褂梅浅：唵?僅需兩個(gè)外接電阻來設(shè)置輸出電壓.此外它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。LM1１7/ＬＭ３１７內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。通常LＭ１１7/LM31７不需要外接電容，除非輸入濾波電容到LM1１7/ＬM31７輸入端的連線超過6英寸（約１5厘米）。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應(yīng)。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。LM31７其特性參數(shù)：輸出電壓可調(diào)范圍：１.2V~37V輸出負(fù)載電流:1．5A輸入與輸出工作壓差ΔＵ=Uｉ-Uｏ:３～4０V能滿足設(shè)計(jì)要求，故選用ＬM3１7組成穩(wěn)壓電路。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于LM３17芯片會(huì)發(fā)熱，所以要加散熱片。經(jīng)查詢,一般價(jià)2０ｃm2的鋁散熱片既能達(dá)到散熱效果。B、主要參數(shù)的選擇與計(jì)算 (公式1）(公式2）（公式３）（公式4)選二極管（公式5）電流平均值：（公式6)承受最高反壓:（公式7）選二極管應(yīng)滿足:IF3（2—3）ID（公式8)可選：２ＣＺ５5C(IF=1A，URM=100V）或1A、100V整流橋，此電路中選擇２Ａ、100V整流橋,滿足要求。選濾波電容(公式９)(公式10）可選:1０00ｍF，耐壓５0Ｖ的電解電容根據(jù)輸出直流電壓U0=1５（V）的要求，由式（7—８)穩(wěn)定電壓（公式11)由輸出電壓VO=１5（ｖ）及最小負(fù)載電阻RＬ=3ＫΩ的要求，負(fù)載電流最大值(公式1２)由式(7-8)計(jì)算ｍA查半導(dǎo)體器件手冊(cè)，選擇穩(wěn)壓管２CW20，其穩(wěn)定電壓ＵＺ=（１３．5~17）（V），穩(wěn)定電流mＡ，mA。３、單元電路設(shè)計(jì)1.交流轉(zhuǎn)直流穩(wěn)壓電源電路圖：圖3。１交流轉(zhuǎn)直流穩(wěn)壓電源電路圖2.穩(wěn)流源電路圖:圖３。２穩(wěn)流源電路圖用LＭ3１7制作這一電路簡單易行，在性能上又能達(dá)到設(shè)計(jì)要求指標(biāo)，是最合理和最理想的方案。3．DC-ＡＣ－DC轉(zhuǎn)換升壓電路:圖3。3DＣ－ＡＣ—DC轉(zhuǎn)換升壓電路整體電路圖:圖3。４整體電路圖４、小結(jié)在這次的課程設(shè)計(jì)中,常會(huì)遇到一些問題,經(jīng)過查閱資料,請(qǐng)教指導(dǎo)尤老師，都一一解決，在此過程中我學(xué)會(huì)了許多新知識(shí)，鍛煉了我的整體思維和全局把握能力。對(duì)穩(wěn)定電源的認(rèn)識(shí)，有了進(jìn)一步的加深。同時(shí),此次課程設(shè)計(jì)也讓我發(fā)現(xiàn)了自身存在的一些知識(shí)漏洞和解決實(shí)際工程問題能力的缺乏。在以后的學(xué)習(xí)中，要注重鍛煉這方面的能力，做一個(gè)合格的工程技術(shù)人員。?〉8＠（rＰｓ
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