毕业设计（论文）-串联型直流稳压电源.课程设计.doc

毕业设计(论文)
串联型直流稳压电源
设计课题:串联型直流稳压电源
设计任务和要求:
1、输入交流电压为工频电压
2、输出直流电压为3—6V、6—9V、9—12V三档。
3、输出电流
4、具有过流电流及短路保护。
原理电路设计
1、整体框架图

直流稳压电源由变压器、整流、滤波、和稳压电路四部份组成,其原理框图如上图所示。电网供给的电压经电源变压器降压后,得到符合电路需要的交流电压,然后由整流电路转换成方向不变,大小随时间变化的脉动电压,再用滤波器滤其分量,得到比较平直的直流电压。但这样的直流输出电压,还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场合,还需要使用稳压电路,以保证输出直流电压更加稳定。
电源变压器:将交流电网电压u1 变为合适的交流电压u2
整流电路:将交流电压u2变为脉动的直流电压u3
滤波电路:将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4
稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压u0的稳定
方案比较及单元电路设计
本设计电路分为降压电路、整流电路、滤波电路和调压稳压电路四大部分,稳压电路部分又由基准电压源、输出电压采样电路、电压比较放大电路、过流保护电路和输出电压调整电路组成。方案一和方案二的差别在于整流电路和滤波电路的选择。整流电路主要有单相半波整流电路,和单相桥式整流电路;滤波电路主要有电容滤波电路、电感滤波电路。方案一的整流和滤波电路由单相半波整流电路和电感滤波电路组成。方案二的整流和滤波电路由单相桥式整流电路和电容滤波电路组成。本次设计选择方案二操作。
电源变压器的选择:根据设计要求,需要输出三档电压,并且正负极输出,并且输出最大电流为1A,则变压器的最低功率为P=UI=12w,所以选择正负15v输出,额定功率为25w的电源变压器。
单相半波整流电路:直接在交流电路中串接一个合适的二极管,如图1所示,利用二极管的单相导电性,把交流电转换为直流电,产生图2所示的电压波形。
u1
u2
a
T
b
D
RL
uo
u
图1 单相半波整流电路图2 半波整流电路输出电压波形
单相桥式整流电路:采用的是全波整流,它有四只二极管组成。其构成原则就是保证在变压器副边电压的整个周期内,负载上电压和电流的方向始终不变,利用四只二极管桥式连接,可满足这一要求,如图3所示。其输出电压波形如图5.
u1
u2
T
AA4
D2
D1
D3
RL
uo
图3单相桥式整流电路图4桥式整流电路输出电压波形图
uo
单相半波整流电路的优点是使用元器件少,电路简单:缺点是效率低,输出电压脉动系数大。这种电路仅适用于电流较小,对电流脉动程度要求不高的场合。而桥式整流电路,对二极管的参数要求与半波整流一样,但有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点,因此得到了广泛的应用;但它所需要二极管的数量多,由于实际二极管的正向电阻不为零,必然会使整流电路的内阻增大,从而使损耗较大。故本设计选择单相桥式整流电路。电容滤波电路:是最常见也是最简单的滤波电路,在整流电路的输出端并联一个电容(区分正负极)即构成电容滤波电路,电容在电路中也有储能的作用,并联的电容器在电源供给的电压升高时,能把部分能量存储起来,而当电源电压降低时,就把能量释