电力电子技术课程设计–—可调直流稳压电源的设计

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1、电力电子技术课程设计可调直流稳压电源的设计 I 目 录 1 设计目的及任务要求 1 1.1 设计目的设计目的 . 1 1.2 设计任务要求设计任务要求 1 2 总体方案设计 . 2 2.1 总体方案框图总体方案框图 . 2 2.2 电源变压器电源变压器 . 2 2.3 整流电路整流电路 3 2.4 滤波电路滤波电路 . 3 2.5 稳压电路稳压电路 . 4 2.6 其他元件的选择其他元件的选择 5 2.7 可调直流稳压源电路原理图可调直流稳压源电路原理图 . 6 3 可调直流稳压源仿真 7 4 总结 . 8 参考文献. 9 电力电子技术课程设计可调直流稳压电源的设计 1 1 设计目的设计目的及

2、任务要求及任务要求 1.1 设计目的设计目的 通过可调直流稳压电源的设计、安装和调试，要求学会： （1）选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压源； （2）掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。 1.2 设计任务要求设计任务要求 1、主要技术指标 （1）输出电压在 1.26V-15V 范围内连续可调，输出电流最大可达 1A; （2）输出纹波电压小于 5mV，稳压系数小于 3%，输出电阻小于 0.1。 2、设计要求 （1）合理选择变压器、集成稳压器、整流桥及二极管型号； （2）完成电路理论设计、绘制电路图及电路图典型波形、自制印刷板并进行安装调试； 电力电子技术课程设

3、计可调直流稳压电源的设计 2 2 2 总体方案总体方案设计设计 2.1 总体方案框图总体方案框图 可调直流稳压电源的原理框图如下图 2-1 所示， 图 2-1 可调直流稳压电源原理框图 2.2 电源变压器电源变压器 城市电网提供的一般为 220V（或 380V）/50HZ 的正弦交流电，电源变压器的作用是 将电网交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压。然后再将其次级输出电压去整 流、滤波和稳压，最后得到所需要的直流电压幅值。 （1）电源电压变压器参数介绍 a）电压比 初、次级电压和线圈圈数具有以下关系，即: b）效率 在额定功率时，变压器的输出功率和输入功率的比值称为变压器的效率，即: 变

4、压器的效率与变压器的功率等级有密切关系，通常功率越大，损耗就越小，效率也 就越高；反之，功率越小，效率也就越低。 c）额定电压 指在变压器的初级线圈上所允许施加的电压，正常工作时，变压器初级绕组上施加的 电压不得大于规定值。 d）额定功率 额定功率是指变压器在规定的频率和电压下能长期工作，而不超过规定温升时次级输 出的功率。 e）调整率 变压器的调整率=（空载电压-满载电压）/满载电压。一般 10W 以下变压器的调整率 在 20%以上，要想在使用中降低变压器的调整率，只有选大一些的功率变压器，如 3W 的 变压器的调整率为 28%，使用功率为 1.5W，调整率为 12%。 电 源 变 压 器

5、整 流 电 路 滤 波 电 路 稳 压 电 路 22 11 UN K UN 2 1 100% P P 电力电子技术课程设计可调直流稳压电源的设计 3 （2）电源变压器的选择 由设计要求可知输出最大电压为 12V，又考虑到电阻等元件上的压降，故在选择电源 变压器时，变压器次级电压应在 15V 左右为宜。 2.3 整流电路整流电路 桥式整流电路的作用是利用单向导电性的整流元件二极管，将正负交替的正弦交流电 压整流成为单向脉动电压。但是，这种单向电压往往包含着很大的脉动成分，距离理想的 直流电压还差得很远。下图即为整流电路部分的原理图和经整流后输出的波形。 图 2-2 整流电路原理图 图 2-3 整

6、流电路波形 整流桥的选择:我们采用把四个二极管封装在一起接成全桥的形式，选用的型号为平 均电流为 2A（2W10，2W06 等） 。 2.4 滤波电滤波电路路 滤波电路由电容、电感等储能元件组成。它的作用是尽可能地将单向脉动电压中交流 成分滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流电压。滤波电路即是将电容并联在整流电路上 或者串联上电感。其波形图如图 2-4 示。 电力电子技术课程设计可调直流稳压电源的设计 4 图 2-4 滤波电路波形 电容的选择：在整个电路中，有多处必须用到电容以使得输出电压更平滑更稳定。 其中， C1：滤波，C1=1200 F； C2：抑制自激振荡，C2=(0.10.3) F/63V； C3：滤波，用以减小输出电压的波纹电压(即输出电压中的交变电压分量)。 C3=10uF/16V； C4：滤波作用，使 Uo 中的波动减小;C4=100 F/16V 2.5 稳压电路稳压电路 稳压电路的作用是采取某些措施，使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化 时保持稳定。 随着集成技术的发展，稳压电路也迅速实现集成化。目前