一、直流穩壓電源設計目的
1.學習基本理論在實踐中綜合運用的初步經驗,掌握模擬電路設計的基本方法、設計步驟,培養綜合設計與調試能力。
2.學會直流穩壓電源的設計方法和性能指標測試方法。
3.培養實踐技能,提高分析和解決實際問題的能力。
二、設計任務及要求
1.設計并制作一個連續可調直流穩壓電源,主要技術指標要求:
①
輸出電壓可調:Uo=+3V~+9V
②
最大輸出電流:Iomax=800mA
③
輸出電壓變化量:ΔUo≤15mV
④
穩壓系數:SV≤0.003
2.設計電路結構,選擇電路元件,計算確定元件參數,畫出實用原理電路圖。
3.自擬實驗方法、步驟及數據表格,提出測試所需儀器及元器件的規格、數量,交指導教師審核。
4.批準后,進實驗室進行組裝、調試,并測試其主要性能參數。
三、設計步驟
1.電路圖設計
(1)確定目標:設計整個系統是由那些模塊組成,各個模塊之間的信號傳輸,并畫出直流穩壓電源方框圖。
(2)系統分析:根據系統功能,選擇各模塊所用電路形式。
(3)參數選擇:根據系統指標的要求,確定各模塊電路中元件的參數。
(4)總電路圖:連接各模塊電路。
2.電路安裝、調試
(1)為提高學生的動手能力,學生自行設計印刷電路板,并焊接。
(2)在每個模塊電路的輸入端加一信號,測試輸出端信號,以驗證每個模塊能否達到所規定的指標。
(3)重點測試穩壓電路的穩壓系數。
(4)將各模塊電路連起來,整機調試,并測量該系統的各項指標。
四、總體設計思路
1.直流穩壓電源設計思路
(1)電網供電電壓交流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電,但其幅度變化大(即脈動大)。
(3)脈動大的直流電壓須經過濾波電路變成平滑,脈動小的直流電,即將交流成份濾掉,保留其直流成份。
(4)濾波后的直流電壓,再通過穩壓電路穩壓,便可得到基本不受外界影響的穩定直流電壓輸出,供給負載RL。
2.直流穩壓電源原理
直流穩壓電源是一種將220V工頻交流電轉換成穩壓輸出的直流電壓的裝置,它需要變壓、整流、濾波、穩壓四個環節才能完成。
其中:
(1)電源變壓器:是降壓變壓器,它將電網220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓,并送給整流電路,變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。
(2)整流電路:利用單向導電元件,把50Hz的正弦交流電變換成脈動的直流電
(3)濾波電路:可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除,從而得到比較平滑的直流電壓。
(4)穩壓電路:穩壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩定,不隨交流電網電壓和負載的變化而變化。
整流電路常采用二極管單相全波整流電路,電路如圖2所示。在u2的正半周內,二極管D1、D2導通,D3、D4截止;u2的負半周內,D3、D4導通,D1、D2截止。正負半周內部都有電流流過的負載電阻RL,且方向是一致的。
技術FAQ