直流稳压电源电路设计与实现
更新时间:2023-06-01 04:45:01 阅读量: 实用文档 文档下载
关于直流稳压电源电路的较好论文及实现方法
青 岛 农 业 大 学 理学与信息科学学院
电子工艺实习课程设计报告
设 计 题 目 直流稳压电源电路设计与实现
学生专业班级 *
学生姓名(学号) ***
指 导 教 师 **
完 成 时 间 *
实 习(设计)地点 *
* 年 * 月 * 日
关于直流稳压电源电路的较好论文及实现方法
电子工艺实习任务书
一、 实习目的
1. 了解直流稳压电源电路的工作原理;
2. 熟悉电路中主要电器元件三端稳压器的作用及结构; 3. 掌握电子电路焊接工艺中的基本技能; 4. 掌握基本测量工具的使用; 二、 实习要求
1. 掌握元器件的基础知识; 2. 理解串联稳压电路的工作原理; 3. 掌握电路绘制与仿真分析相关知识;
4. 培养学生自学能力,能利用信息媒体获取新知识、新技术; 5. 培养学生电路安装与焊接能力;
6. 培养学生电路分析能力和故障排除的基本技能; 三、 实习内容
1. 直流稳压电源原理的讲解,整流,全桥整流,半波整流原理,三端稳压器的原理的分析; 2. 电烙铁焊接工艺的实习,练习,要求能做到美观,无虚焊。注意电烙铁的安全使用; 3. 万用板上元器件的摆放,连接,焊接。在保证焊接方便的前提下,尽量做到有序美观; 4. 直流稳压电源电路的焊接调试; 四、 实习日程及内容
周一:练习焊接工艺技术,在万用板上练习焊接;
周二:下发元器件清单,根据元器件清单,翻阅相关理论,自己设计电路原理图,了解各部分原理; 周三:根据设计的原理图,在万用板上焊接实际电路并调试电路,使电路性能指标符合课程设计的要求; 周四:指导教师给出参考原理图,和自己设计的原理图比较优缺点,没有实现电路指标性能的可以根据参考原理图,重新焊接调试;指导教师验收课程设计,根据同学所做的,讲解原理图关键的部分; 周五:编写电子工艺实习报告。
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直流稳压电源电路设计与实现
一 课程设计的内容及要求:
1 理解直流稳压电源电路的工作原理,主要是半波整流,桥式整流,三端稳压器的原理; 2 电烙铁的安全使用及焊接工艺的练习,要求安全使用,实用美观; 3 电路的组装及焊接,做到及时发现故障并自我排除故障; 4 直流稳压电源电路的最终焊接及调试;
二 提出方案:
在华成英,童诗白主编的 <<模拟电子技术基础>>第四版中介绍到直流稳压电源电路的设计目的实际上就是把220v交流电转化成直流电的输出如图一所示。
图一 直流稳压电源电路的工作过程
之前我们了解到半波整流的工作原理及原理图 如图二所示:
U2>0时;二极管导通,UL=U2 U2<0时;二极管截止,UL=0
220V
u1
图二 半波整流
图三 半波整流波形
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由此我们得到桥式整流电路,实现全波整流,其工作原理及原理图如图四:
U2正半周期时:D1,D3导通
D2,D4截止
220V
u1
U2负半周期时:D2,D4导通
D1,D3截止
图四 桥式整流电路 t
t
图五 全波整流波形
由此可见,我们利用整流原理可以把正弦交流电转化成脉动直流电压,为了获得直流电压,我们必须经过滤波获得有波纹的直流电压,最后得到直流电压。符合设计思路的电路图有以下几种:
方案一:
唐竞新主编的<<数字电子电路>>中有利用多个三极管以及电容如图六所示,主要利用三极管的单向导电性以及负反馈原理实现交流电的转化。
图六 使用调整管的串联负反馈稳压电源电路图
方案二:
采用变压器、二极管、集成运放,电阻、稳压管、三极管等分立元器件如图七所示。将 220v得交流电经过变压器得到电压幅值较小的交流电,再经桥式整流电路和滤波电,再经桥式整流电路和滤波电路形成直流,稳压部分采用串联型稳压电路。保持射极输出形式,构成具有放大环节的串联型稳压电路。其稳压电路图如图七所示:
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o
图七 分立元件稳压图示
方案三:
变压、整流和滤波电路与方案二(图七)相同,稳压部分采用集成稳压器--7805调式稳压器,内部具有过热和过流保护电路,而且性能稳定,输出电压5v,也可以达到设计目的。 方案一(图六)采用多个三极管利用负反馈原理实现交流变直流,存在输入交流不稳定对三极管的危害比较大,且在不稳定情况下容易造成危险事故,不可以作为实际生活中的安全使用。方案二(图七)所需器件为分立元件,且要求多个元件的整装组合,组装过程中存在些许麻烦,显然不如集成芯片(三端稳压器)的可靠性高,性能稳定。综合比较,方案三(图八)比较简单,而且容易实现,在实际中可以安全使用。
三 原理说明
李万臣主编的《模拟电子技术基础实验与课程设计》中介绍采用集成芯片(7805三端稳压器)的直流稳压电源电路的工作原理:
电路原理图如图八:
一 二 三
图八 7805直流稳压电源电路
部分一 为桥式整流电路,实现全波整流,将交流电转化成脉动直流电压;其实桥式整流电路相当于理想二极管,即正偏时导通,电压降为零,相当于理想开关闭合;反偏时截止,电流为零,相当于理想开关断开。整流电路包括单向半波整流电路和桥式整流电路。半波整流电路(图二)结构简单,使用元件少,但整流效率低,输出电压脉动大。因此,它只适用于要求不
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高的场合。为了克服半波整流的缺点,常采用桥式整流电路(图四)实现全波整流得到脉动直流电压。(华成英 童诗白主编, <<模拟电子技术基础>>)
部分二 LCπ式滤波器,实现滤波功能,将脉动直流电压变成有波纹的直流电压;
部分三 7805三端稳压器,获得平稳的直流电压;稳压器采用7805系列即输出电压值+5伏,属于三段固定输出集成稳压,两边输入输出中间接地。为了防止电流或电压过大用二极管并联稳压器,当电流、电压过大时二极管起到开关作用对其进行保护。
四 实习所需器件:
1 三端稳压器7805 一只 78系列为正输出,输出+5v
2 电解电容 1000μF/16V 一只 470μF/16V 一只 实现滤波功能 3 瓷介电容 0.1μF 二只 通高频阻低频 实现滤波功能
4整流二极管IN4007 四只 组成桥式整流电路,实现整流功能 5电阻 470Ω 一个 6 发光二极管LED 一个 7 接线柱 8 万用板
五 设计测试结果
1.焊接
工具:电烙铁
在已做好的电路板上涂一层助焊剂,对照原理图(图八)将元件安装在电路板上,检查 元件位置是否正确。检查无误后,用电烙铁将每个元件用焊锡焊牢,保证每个元件不虚焊。在焊元件时根据不同元件耐热性能尽量减少焊接时间。焊接完毕后用万用表检查是否断路和短路。
2.调试
工具:万用表或交流毫伏表
接入220V交流电压,检查电路是否有异常现象,如果没有,然后用万用表检查输出端电 压是否正常,接上交流毫伏表观察其交流纹波电压,纹波电压较小也为正常。
3 测试:
用万用表测得:输出电压+5v(实际测得电压略低于5v,原因在于电路损耗部分电压) 4 分析:
用交流毫伏表测量其有效值,但因纹波不是正弦波,所以存在一定的误差;
由于在电路板的导线会导致一定的误差;读数也存在一定的误差,在误差范围内的所有测量结果为正常。
六 心得体会:
这次实习是巩固和运用《模拟电子技术基础》中所学的理论知识和实验技能,基本掌握常用模拟电路的一般设计方法,提高设计能力和动手能力,并在实践中求得理论知识的巩固。 在设计过程中,虽然对于理论知识有所了解,但是对于元器件的连接,以及焊接往往不能得心应手,尤其在焊接过程中,常出现虚焊,焊焦问题,自己的焊接技术也有待提高。在组装电路以及焊接过程中应注意以下几点:
1.了解电路工作原理的情况下,熟知元器件功能,按照电路图组装电路,注意正负极,以及
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元器件的安装顺序;
2. 焊接时不能忽视浸润这一方面,先浸润再焊接,避免虚焊;
3. 测试电路时,必须要保证焊接正确,才能打开电源,以防元器件烧坏。 4. 注意7805管脚和桥式整流电路中二极管的极性,不应反接。 5. 按照原理图焊接时必须注意安全。
七 参考文献
[1] 华成英 童诗白主编, <<模拟电子技术基础>>,第四版,清华大学电子学教研组。 [2] 康华光主编,<<电子技术基础>>,高等教育出版社。
[3] 谢自美主编,<<电子线路设计>> ,第二版,华中科技大学出版社。 [4] 张万奎主编,<<模拟电子技术>>,湖南大学出版社。 [5] 李万臣主编,《模拟电子技术基础实验与课程设计》
[6] 康华光主编,<<电子技术基础(模拟部分)>>,高等教育出版社。 [7] 唐竞新主编,<<数字电子电路>>,清华大学出版社。
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课程设计成绩评定表
注:此表装订在课程设计之后。
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