不間斷直流穩(wěn)壓電源教學(xué)教材

1、不間斷直流穩(wěn)壓電源精品文檔?模擬電子技術(shù)課程設(shè)計?題目：不間斷直流穩(wěn)壓電源班級專業(yè)名稱 電氣工程及其自動化指導(dǎo)教師學(xué)生姓名年 月摘要電子設(shè)備中都需要穩(wěn)定的直流電源,大多數(shù)是通過將交流電通過整流,濾波和穩(wěn)壓 后獲得.整流電路用來將交流電壓換為單向脈動的直流電壓；濾波電路用來濾除其中 的交流成分；穩(wěn)壓電路是用來維持輸出直流電源的穩(wěn)定.電子設(shè)備都離不開直流電源 許多電子設(shè)備要由電力網(wǎng)上的交流電所變化的電流來提供,設(shè)備不同,對電源的要求 也不同.前言2第1章總體電路設(shè)計21.1 設(shè)計原理21.2 總體框圖2收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品文檔第2章單元電路設(shè)計32.1 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計32.

2、11 變壓電路設(shè)計32.12 整流電路設(shè)計32.13 濾波電路設(shè)計42.14 穩(wěn)壓電路設(shè)計42.15 換電路的設(shè)計62.16 壓指示電路的設(shè)計 6第3章總原理圖設(shè)計73.1 原理圖73.2 元器件清單 7第4章仿真電路設(shè)計84.1 仿真軟件介紹84.2 仿真電路圖84.3 仿真結(jié)果8第5章課程設(shè)計總結(jié)8致謝8參考文獻(xiàn)9前言當(dāng)今社會人們極大的享受著電子設(shè)備帶來的便利,但是任何電子設(shè)備都有一個共同的電路-電源電路.大到超級計算機(jī)、小到袖珍計算器,所有的電子設(shè)備都必須在電源電路的支持下才能正常工作.當(dāng)然這些電源電路的樣式、復(fù)雜程度千差萬別.超級計收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品文檔算機(jī)的電源

3、電路本身就是一套復(fù)雜的電源系統(tǒng).通過這套電源系統(tǒng),超級計算機(jī)各部分都能夠得到持續(xù)穩(wěn)定、符合各種復(fù)雜標(biāo)準(zhǔn)的電源供給.袖珍計算器那么是簡單多的電池電源電路.不過你可不要小看了這個電池電源電路,比擬新型的電路完全具備電池 能量提醒、掉電保護(hù)等高級功能.可以說電源電路是一切電子設(shè)備的根底,沒有電源 電路就不會有如此種類繁多的電子設(shè)備能為負(fù)載提供穩(wěn)定直流電源的電子裝置.直流穩(wěn)壓電源的供電電源大都是交流電源,當(dāng)交流供電電源的電壓或負(fù)載電阻變化時,穩(wěn)壓器的直流輸出電壓都會保持穩(wěn)定.直流穩(wěn)壓電源隨著電子設(shè)備向高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性的方向開展,對電子設(shè)備的 供電電源提出了高的要求.穩(wěn)壓電源的分類,按輸出電源

4、的類型分有直流穩(wěn)壓電源和 交流穩(wěn)壓電源.1、設(shè)計任務(wù)不間斷直流穩(wěn)壓電源2、設(shè)計要求1 .不間斷輸出直流電壓+12V.2 .當(dāng)電網(wǎng)供電時,由電網(wǎng)提供電源,當(dāng)電網(wǎng)停電時,自動切換為電平供電.3 .要求有電網(wǎng)供電指示,電平電壓低于 10.5V時有欠壓指示.用一個DC12V勺繼電 器.第1章總體電路設(shè)計1.1 設(shè)計原理根據(jù)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計,通過降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓可設(shè)計出12伏的穩(wěn)壓電源.設(shè)計一個切換電路可實現(xiàn)：當(dāng)電網(wǎng)供電時,由電網(wǎng)提供電源,當(dāng)電網(wǎng)停電時,自動切換為電平供電.通過一 個電壓比擬器限制繼電器,從而實現(xiàn)欠壓指示.1.2 總體框圖收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品文檔降壓穩(wěn)流濾波穩(wěn)

5、壓切換電 12V輸出2指夠I壓電璃而繼電器 指示燈2.11 變壓電路設(shè)計：通常直流穩(wěn)壓電源使用電源變壓器來改變輸入到后級電路的電壓.電源變壓器由初級 繞組、次級繞組和鐵芯組成.初級繞組用來輸入電源交流電壓,次級繞組組輸出所需 要的交流電壓.通俗的說,電源變壓器是一種電一磁一電轉(zhuǎn)換器件,即初級的交流電 轉(zhuǎn)化成鐵芯的閉合交變磁場,磁場的磁力線切割次級線圈產(chǎn)生交變電動勢.次級接上 負(fù)載時,電路閉合,次級電路有交變電流通過.如下列圖所示：2.12 整流電路設(shè)計：整流電路的主要作用是由整流電路、直流中間電路和逆變電路三局部以及有關(guān)的輔助 電路組成.在電流型變頻器中整流電路的作用相當(dāng)于一個直流電流源,而在

6、電壓型變 頻器中整流電路的作用那么相當(dāng)于一個直流電壓源.經(jīng)過變壓器變壓后的仍然是交流 電,需要轉(zhuǎn)換為直流電才能提供給后級電路,這個轉(zhuǎn)換電路就是整流電路.在直流穩(wěn) 壓電源中利用二極管的單項導(dǎo)電特性,將方向變化的交流電整流為直流電.整流電路 的種類如下：1 、半波整流半波整流電路只利用電源的正半周,電源的利用效率非常低,所以半波整流電路僅在 高電壓、小電流等少數(shù)情況下使用,一般電源電路中很少使用.2 、全波整流收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品文檔全波整流電路每個整流二極管上流過的電流只是負(fù)載電流的一半,比半波整流小一倍.由于全波整流電路需要特制的變壓器,制作起來比擬麻煩,所以在實際運用中很

7、 少使用.3 、橋式整流 橋式整流電路使用普通的變壓器,每個整流二極管上流過的電流是負(fù)載電流的一半,與全波整流相同.橋式整流比全波整流多用了兩個整流二極管,由于四個整流二極管 連接成電橋形式,所以稱這種整流電路為橋式整流電路.電路圖如下圖:Key = A3D111J4B42浪涌電流國3橋式整流亙路電容濾波電路電三.當(dāng)我工=5時,4=同?當(dāng)用為有限值時通常取&二L2£?旺越大也越大為藐得良好濾波效果,一噴取士&(7之(35)丁,2(T為輸入交流電后的周期)電流浪用圖為了克服半波整流和全波整流的缺點在本設(shè)計中整流電路采用最常用的橋式整流電2.13 濾波電路設(shè)計濾波電路利用

8、電抗性元件對交、直流阻抗的不同,實現(xiàn)濾波.電容器對直流開路,對交流陰抗小,所以電容器應(yīng)該并聯(lián)在負(fù)載兩端.電感對直流阻抗小,對交流阻抗大,收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品文檔因此電感應(yīng)與負(fù)載串聯(lián).經(jīng)過渺小濾波電路后,既可保存直流分量,又可濾掉一局部 交流分量,改變了交直流成分的比例,減小了電路的脈動系數(shù),改善了直流電壓的質(zhì) 量.濾波電路的種類如下：1、電容濾波電路電容濾波電路是利用電容的充放電原理到達(dá)濾波的作用.在脈動直流波形的上升段, 電容充電,由于充電時間常數(shù)很小,所以充電速度很快；在脈動直流波形的下降段, 電容放電,由于放電時間常數(shù)很大,所以放電速度很慢.在電容還沒有完全放電時再

9、次開始進(jìn)行充電.這樣通過電容的反復(fù)充放電實現(xiàn)了濾波作用.2電感濾波電路電感濾波電路是利用儲能元件電感器的電磁感應(yīng)使電流不能突變的性質(zhì),把電感與整 流電路的負(fù)載串聯(lián),也可以起到濾波的作用.3、復(fù)式濾波電路當(dāng)單獨使用電容或電感進(jìn)行濾波,效果仍不理想時,可采用復(fù)式濾波電路.復(fù)式濾波 電路常用的有三種類型,它們的電路組成原那么是,把對交流阻抗大的元件與負(fù)載申 聯(lián),以降落較大的紋波電壓,而把對交流阻抗小的元件與負(fù)載并聯(lián)以旁路較大的紋波 電流.本設(shè)計為簡易直流穩(wěn)壓電源,綜上所述,采用結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的電容濾波電路.2.14 穩(wěn)壓電路設(shè)計由于輸入電壓發(fā)生波動、負(fù)載和溫度發(fā)生變化時,濾波電路輸出的直流電壓會

10、隨著變 化.因此,為了維持輸出電壓穩(wěn)定不變,還需加一級穩(wěn)壓電路.穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng) 外界因素電網(wǎng)電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度發(fā)生變化時,能使輸出直流電壓不受影響,收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品文檔而維持穩(wěn)定的輸出.穩(wěn)壓電路一般采用集成穩(wěn)壓器和一些外圍元件所組成.采用集成穩(wěn)壓器設(shè)計的穩(wěn)壓電源具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點.將串聯(lián)穩(wěn)壓電源和保護(hù)電路集成在一個器件上,這個器件就是集成穩(wěn)壓器.早期的 集成穩(wěn)壓器外引線較多,現(xiàn)在的集成穩(wěn)壓器只有三個：輸入端、輸出端和公共端,稱 為三端集成穩(wěn)壓器.如圖U1LM7812CTLINE VREG VOLTAGECOMMON三端集成穩(wěn)壓器的工作原理如圖:收集于網(wǎng)絡(luò)

11、,如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品文檔ffi o OV7SOO集成穩(wěn)玉電路原理圖得整言器封施保護(hù)安2區(qū)強(qiáng)滬V19 YL5動路容1213扇電VVVV3V&V?過熟保護(hù)V-S VH圖7 CYT80U集成穩(wěn)壓電路事理椎圖三端集成穩(wěn)壓器的根本應(yīng)DU0GND根據(jù)題目12伏電源的要求,本設(shè)計用cw7812更為適合收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品文檔2.2 切換電路的設(shè)計切換電路實現(xiàn)的功能是：當(dāng)交流市電斷開時,自動轉(zhuǎn)換到蓄電池供電；當(dāng)交流市電恢復(fù)時,自動轉(zhuǎn)換到交流市電供電,并且同時給蓄電池充電.我們設(shè)計的切換電路圖如 下所示:圖中的V38,R70,R71,V33和V32實際上構(gòu)成了一個電源低電壓

12、檢測和限制電路.主電源12V正常供電時V38穩(wěn)壓二極管正常導(dǎo)通,這樣在R70上產(chǎn)生1V多的電壓,此電壓通過R71使V32的B-E結(jié) 導(dǎo)通,所以V32處在全導(dǎo)通狀態(tài),其集電極 C上的電壓近似為0,這樣V33的B-E結(jié)也導(dǎo)通, V33也處于全導(dǎo)通狀態(tài),此時VO =VCC后面的負(fù)載由主電源供電,同時VCC通過R87和V43對“電池進(jìn)行充電.現(xiàn)在分析關(guān)閉主電源的瞬間.外12V電源剛被關(guān)閉的時候,電源電壓從 12V開始下降,當(dāng)電壓降到約11V時,V38截止,R70上的電壓失去,V32失去B-E結(jié)導(dǎo)通電壓,因而也進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài),同 樣道理,V33也立即截止,VCC就無法通過V33,此時改由“電池通過 R74

13、供電.2.3 欠壓指示電路的設(shè)計收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除22Q3精品文檔VCC12V1kQD9 D827 R9VCCX1V412 VR11 oaHW61kQ2N2222A1N4730A4730AU22174120R11kQ18 R100AAAr I1kQV3,I卜10.5 V K1DR201A1217-25| V512 V當(dāng)電源電壓小于10.5伏時,紅燈亮第3章總原理圖設(shè)計J5Key 二 A11Q2D5 2SA1015 1N4741AR41kQR51.3kD6A 1N4001GP247R24Q922Q33 QR4 ): O14 R61 Q1521_I_V412 V TR11rAAA

14、61kQ2N2222AJ20Key 二 AVCCvcC2VX117K174127 R9“,%1kQ183D9 D8 pi1N4730內(nèi)4730A4 U2R1V3R1. 12 I 1kQDR201A123.1原理圖3.2元器件清單符號元器件 名稱型號數(shù)量參數(shù)T電源變1220V收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品文檔壓器C1電解電 容2C2電容2CW7812穩(wěn)壓器1D二極管1N40019R電阻91KRELY繼電器EDR201A121E電源412V三極管2N2222A3運放741U電壓表1第4章仿真電路設(shè)計4.1 仿真軟件介紹Multisim7以SPICE為核心為用戶提供了良好的操作平臺,強(qiáng)大的

15、元器件庫,精度很高的儀表庫,電路圖編輯器和波形產(chǎn)生和分析器,并提供了較為全面的分析功能,如交流分析,直流掃描分析,瞬態(tài)分析等19種功能,此外還提供了原理圖輸入接口,數(shù)字電路和模擬電路的仿真,VHDL/Verilog設(shè)計接口與仿真,FPGA/CPLGI合與設(shè)計,RF設(shè)計和后處理等功能.4.2 仿真電路圖收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除X2精品文檔U1 LM7812CTLINEVREGVOLTAGECOMMON19680uF ± - 100nF114.3仿真結(jié)R51.3kU3DC 10M WC6 1mFR11 rA/VW1kQ0第五章課程設(shè)計總結(jié)收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精

16、品文檔此次課程設(shè)計讓我熟悉到了實踐與理論的脫節(jié),實踐要有理論作為根底,實踐也能促進(jìn)我們對理論的理解,止匕外,同學(xué)之間勤于合作,各司其職才能快速有效的完成任務(wù),與同學(xué)的交流也讓我發(fā)現(xiàn)了自己更多的缺乏.此次實踐讓我更好地熟悉并提升了 自己的水平.致謝感謝趙玉菊老師的耐心指導(dǎo),感謝朱熾,李東升,田亞軍,馮賞全體六組同學(xué)的通力合作.此次設(shè)計是老師和我們六組同學(xué)共同的勞動成果.參考文獻(xiàn)?模擬電子技術(shù)根底簡明教程?第三版,楊素行主編,高等教育出版社,2006.參考文獻(xiàn)：?模擬電子技術(shù)根底?第四版,華成英,童詩白主編,高等教育出版社,2006.?電子技術(shù)根底?模擬局部,第五版,康華光主編,高等教育出版社,2

17、006.?電子技術(shù)綜合應(yīng)用創(chuàng)新實訓(xùn)教程?第一版,孔凡才,周良權(quán)主編,高等教育出版社,2006.?電子技術(shù)實驗根底?,陳先容主編,國防工業(yè)出版社,2004.?電子線路課程設(shè)計?,陳曉文主編,電子工業(yè)出版社,2004.?電子線路設(shè)計實驗測試?第二版,謝自美主編,華中理工大學(xué)出版社,2000.?電子電路實驗及應(yīng)用課程設(shè)計?,盧結(jié)成主編,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2002?電子技術(shù)常用器件應(yīng)用手冊?,陳汝全主編,北京工業(yè)出版社,2002.?電子技術(shù)根底實驗一電子電路實驗設(shè)計仿真?,陳大欽主編,高等教育出版社,2002.?電子電路設(shè)計與實踐?,姚福安主編,山東科學(xué)技術(shù)出版社,2001.收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品文檔?模擬電子技術(shù)根底實驗與課程設(shè)計?,李萬臣主編,哈爾濱工業(yè)出版社,2001.?電子技術(shù)根底實驗與課程設(shè)計?,高桔祥主編,電子工業(yè)出版社,2002.?模擬電子技術(shù)?精品資源共享課網(wǎng)站本教學(xué)大綱自2021年9月開始執(zhí)行.課程設(shè)計評分標(biāo)準(zhǔn)姓名朱熾學(xué)