过压过流保护直流电源课程设计

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1、 1 EDA 课程训练设计报告课程训练设计报告 学学 院院 ： 姓姓 名名 ： 班班 级级 ： 10 电子一班 学学 号号 ： 设计题目设计题目 ： 过流过压保护直接电源 指导老师指导老师 ： 2013 年年 11 月月 1 日日 2 一、题目一、题目 ： 过流过压保护直流电源 二、任务二、任务 ：设计一直流电源，重点是过流保护。 三、要求三、要求 ：电源输出直流电压 15-17V，额定输出电流 300mA，设计 保护电流 300mA， 即当电源输出电流超过 300mA 时， 保护电路动作， 断开电源与负载的连接。 四、设计摘要及整个方框图四、设计摘要及整个方框图 设计摘要： 过压过流保护的

2、方法主要是要这些措施： A、熔断器保护，即通常用的保险丝，保险管，它是一种过流保护器 件，将它串联在电源电路中， 一旦当负载出现故障而使电源供电电流 突然增大时，保险丝熔断，截断电源与负载的通路，达到保护电源和 负载本身的目的。 B、自恢复保险保护，实际就是一种热敏电阻保护，它也是串接在电 源电路中，是一种过流保护方法。 C、以继电器为主要器件的电子保护电路，继电器主开关接在电源主 电路中，让控制电路控制继电器线圈而控制及电气主开关的通断。 D、以电源调整管为主要的电子保护电路，本项目所要介绍和实践的 电路就是一个这样的保护电路， 主要方法是让一个控制电路控制电源 调整管的通断。 E、这种电路

3、反应快，动作值界限确定，具有自恢复功能，是一种较 理想的电源保护电路，缺点是电路相对复杂，成本高。 整个方框图：整个方框图： 3 五、单元单路设计及原理分析五、单元单路设计及原理分析 整流滤波输出电压为 16V 左右，降压变压器次级电压的选择，因为 整流滤波输出电压的最大值等于变压器次级电压的 1.414 倍，所以可 考虑选择变压器次级电压为 12V，这样，整流滤波输出电压的最大值 等于 17V。变压器的功率选择，因为电路输出额定电流 300mA，所 以电路输出额定功率为 17V*300mA=5W，所以变压器功率为 67W 就可以了。 整流二极管的耐压要求：高于 17V。 整流二极管的平均整

4、流电流要求：大于 300mA。 这样，整流二极管采用常用的整流二极管 IN4001（耐压而 100V，电 变压器降 保护电路 电容过滤 二极管整 调整三极 4 流 1A）就足够达到要求了。 滤波电容的耐压要求：高于 17V。 滤波电容的容量要求：C（35）T/2/R,其中 T 为 220V 交流电周期 为 0.02 秒，R 为整流滤波电路负载电阻（可这样确定最小输出电压 闭上最大输出电流 15V/300mA=50） ，C（600uF1000uF） ，取 C 为 1000uF/25V。 保护电路保护电路 上图所示为 555 定时器内部结构图， “2” “6”接一起通过电阻接电源 VCC，通过电

5、容器接地 GND，电路刚接上电源时， 电容 C4 无充电电 5 荷， “2” “6”为低电平，比较器 C1 输出高电平，比较器 C2 输出低 电平，与非门 G1 输出低电平，G2 输出高电平，泄流管 T 截止，因 此调整管 Q1 无偏置电流而截止，这时电源通过 R6 对电容 C4 充电， “2” “6”电位升高，当电位升高到（2/3）VCC 时，比较器 C1输出 低电平，与非门 G1 输出高电平，泄流管 T 导通，调整管 Q1 导通。 电源向负载供电。这就是电路其实工作过程，时间有电阻 R6 和电容 C4 决定。大约为 R6*C4。 电路在正常工作条件下（无过流） ，检测电阻 R5 上电压较

6、小， 三极管 Q2 截止，555 维持工作状态不变，泄流管 T 导通，调整管 Q1 导通。电源向负载供电。 如果电路输出电流过大， 这个电流通过 R5， 在 R5 上产生较大的 电压，使 Q2 导通，电容 C4 通过 Q2 快速放电，使“2” “6”电位快 速下降低于（1/3）VCC 时，比较器 C1输出高电平，比较器 C2输出 低电平，与非门 G1 输出低电平，G2 输出高电平，泄流管 T 截止， 因此调整管 Q1无偏置电流而截止，断开电源与负载的连接，起到保 护电路和负载的目的。电路保护后，输出电流为 0，Q2 又截止，C4 再次充电，当充电使得“2” “6”电位升高到（2/3）VCC 时，比较器 C1 输出低电平，与非门 G1 输出高电平，泄流管 T 导通，调整管 Q1 导通，电源