直流穩(wěn)壓電源課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、山東交通學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì)（論 文） 報(bào) 告 書(shū)題 目：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 院(系)別 交通與物流工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 物聯(lián)網(wǎng)工程 班 級(jí) 物聯(lián)132 學(xué) 號(hào) 姓 名 龐尊濤 指導(dǎo)教師 劉 茜 時(shí) 間 2014.12 15-2014.12.21 目錄一、目錄.1二、摘要.2三、課題闡述.24、 設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)指標(biāo).3五、設(shè)計(jì)方案的論證和電路工作原理.3六、各單元電路的設(shè)計(jì)和文件參數(shù)的計(jì)算.47、 輔助器件.5八、安裝和調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題、分析和解決辦法.5九、總結(jié)和體會(huì).5十、參考文獻(xiàn).6十一、圖紙.6摘要本論文主要闡述了穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)流程。有電器的地方就有電源。所有的電子設(shè)備都離不開(kāi)可靠的

2、電源為其供電?，F(xiàn)代電子設(shè)備中的電路使用了大量的半導(dǎo)體器件，這些半導(dǎo)體需要幾伏到幾十伏的直流供電，以便得到正常工作所必需的能源。這些直流電源有的屬于化學(xué)電源，如采用干電池和蓄電池，但這些不能持久性的供電。大多數(shù)電子設(shè)備的直流供電方法都是將交流電源經(jīng)過(guò)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓等變換為所需的直流電壓。完成這種變換任務(wù)的電源成為直流穩(wěn)壓電源。該方案是通過(guò)變壓器變壓，再經(jīng)過(guò)整流電路、濾波電路進(jìn)而將交流電變?yōu)橹绷麟?，在通過(guò)穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓得到較穩(wěn)定的電壓，由于穩(wěn)壓器當(dāng)輸入電壓固定時(shí)只能在它的電壓差范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸出電壓，、所以要在調(diào)出電壓差的范圍時(shí)自動(dòng)調(diào)檔，這是通過(guò)兩個(gè)比較器將輸出電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，再通過(guò)計(jì)數(shù)

3、器的計(jì)數(shù)功能控制繼電器控制器的輸入情況來(lái)判斷輸出電壓的大小在哪個(gè)范圍，然后進(jìn)行自動(dòng)調(diào)檔。最后將穩(wěn)壓器的輸出電壓流經(jīng)保護(hù)電路，最后輸出。關(guān)鍵詞： 變壓 整流 濾波 穩(wěn)壓三、課題闡述直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟?。整流器把交流電變?yōu)橹绷麟姟＝?jīng)濾波后(并能夠?qū)崿F(xiàn)全波和半波的切換)，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。本設(shè)計(jì)主要采用直流穩(wěn)壓構(gòu)成集成穩(wěn)壓電路，通過(guò)變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓過(guò)程將220V交流電，變?yōu)榉€(wěn)定的直流電，并實(shí)現(xiàn)電壓等于5V。四、設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，要求：（1）輸出直流電壓：Uo=

4、5V（2）最大輸出電流：Iomax=20mA (3) 可實(shí)現(xiàn)半波整流與全波整流的切換（4）輸入電壓為交流220V，變壓器副邊電壓為6V、9V、12V可選五、設(shè)計(jì)方案的論證和電路工作原理直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成，見(jiàn)圖1。圖1直流穩(wěn)壓電源方框圖 其中：（1）電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)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?qū)щ娫?0Hz的正弦交流電變換成脈動(dòng)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

5、部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。（4）穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)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(nèi)，二極管D1、D2導(dǎo)通，D3、D4截止；u2的負(fù)半周內(nèi)，D3、D4導(dǎo)通，D1、D2截止。正負(fù)半周內(nèi)部都有電流流過(guò)的負(fù)載電阻RL，且方向是一致的。電路的輸出波形如圖3所示。圖2整流電路圖3輸出波形圖在橋式整流電路中，每個(gè)二極管都只在半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)電，所以流過(guò)每個(gè)二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半，即 。電路中的每只二極管承受的最大反向電壓為(U2是變壓器副邊電壓有效值)。在設(shè)計(jì)中，常利用電容

6、器兩端的電壓不能突變和流過(guò)電感器的電流不能突變的特點(diǎn)，將電容器和負(fù)載電容并聯(lián)或電容器與負(fù)載電阻并聯(lián)，以達(dá)到使輸出波形基本平滑的目的。選擇電容濾波電路后，直流輸出電壓：Uo1=(1.11.2)U2，直流輸出電流 ，穩(wěn)壓電路可選穩(wěn)壓二極管。圖4 穩(wěn)壓電路原理圖六、各單元電路的設(shè)計(jì)和文件參數(shù)的計(jì)算1. 變壓電路：用一個(gè)交流變壓器將220V的交流電變?yōu)?-12V的交流電。2. 整流電路：用四個(gè)2CZ52A二極管組成橋式整流電路，將小電壓交流電進(jìn)行全波整流變?yōu)橹绷鳌?. 濾波電路：采用220UF的電容進(jìn)行濾波。4. 穩(wěn)壓電路：采用2CZW53穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定輸出電壓。 5.表1 元器件明細(xì)表元件型號(hào)/參數(shù)

7、數(shù)量標(biāo)識(shí)備注交流電源220V/ 50Hz1Vs變壓器220V19V1T1降壓二極管型號(hào)2CZ52A4D1、D2、D3、D4、四個(gè)做電橋開(kāi)關(guān)1S電容220nF1C1電阻2501RL2401R1限流電阻，防止負(fù)載短路穩(wěn)壓二極管2CZW531U1穩(wěn)壓7、 輔助器件變壓器，電線(xiàn)，萬(wàn)用表，橡膠板，電路。八、安裝和調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題、分析和解決辦法1.變壓器沒(méi)有符合要求的型號(hào)。原因是變壓器原邊和副邊線(xiàn)圈匝數(shù)比不合適，修改線(xiàn)圈電感系數(shù)的比值就可以達(dá)到要求的變壓系數(shù)。2.連好電路后輸出電壓不符合要求。調(diào)整電阻R1的阻值，可以使輸出電阻達(dá)到5V。九、總結(jié)和體會(huì)我們這次的實(shí)驗(yàn)是設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用的直流穩(wěn)壓電源，電

8、源用220V交流輸入。通過(guò)變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓四步，將輸出電壓穩(wěn)定在5V左右，方便實(shí)用。優(yōu)點(diǎn)：具有輸出紋波小，輸出電壓穩(wěn)定，電流小等特點(diǎn)。電路中多處設(shè)計(jì)有保護(hù)二極管和電阻，可以在非正常情況下保護(hù)電路的安全。缺點(diǎn)：輸出電流不穩(wěn)定，可以根據(jù)需要再加上一部分穩(wěn)流模塊，穩(wěn)定輸出電流，會(huì)有更廣闊的應(yīng)用前景。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，讓我對(duì)于模擬電路的設(shè)計(jì)有了更深的了解，更進(jìn)一步的了解到直流穩(wěn)壓電源的工作原理以及它的要求和性能指標(biāo)，也讓我認(rèn)識(shí)到在此次設(shè)計(jì)電路中所存在的問(wèn)題；而通過(guò)不斷的努力去解決這些問(wèn)題，在解決設(shè)計(jì)問(wèn)題的同時(shí)自己也在其中有所收獲。士不可以不弘毅，任重而道遠(yuǎn)。電工的學(xué)習(xí)之路還很長(zhǎng)，我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中再接再厲。10、 參考文獻(xiàn)1電工學(xué)