不间断直流稳压电源教学教材

1、不间断直流稳压电源精品文档?模拟电子技术课程设计?题目：不间断直流稳压电源班级专业名称 电气工程及其自动化指导教师学生姓名年 月摘要电子设备中都需要稳定的直流电源,大多数是通过将交流电通过整流,滤波和稳压 后获得.整流电路用来将交流电压换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除其中 的交流成分；稳压电路是用来维持输出直流电源的稳定.电子设备都离不开直流电源 许多电子设备要由电力网上的交流电所变化的电流来提供,设备不同,对电源的要求 也不同.前言2第1章总体电路设计21.1 设计原理21.2 总体框图2收集于网络,如有侵权请联系治理员删除精品文档第2章单元电路设计32.1 直流稳压电源的设计32.

2、11 变压电路设计32.12 整流电路设计32.13 滤波电路设计42.14 稳压电路设计42.15 换电路的设计62.16 压指示电路的设计 6第3章总原理图设计73.1 原理图73.2 元器件清单 7第4章仿真电路设计84.1 仿真软件介绍84.2 仿真电路图84.3 仿真结果8第5章课程设计总结8致谢8参考文献9前言当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利,但是任何电子设备都有一个共同的电路-电源电路.大到超级计算机、小到袖珍计算器,所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作.当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别.超级计收集于网络,如有侵权请联系治理员删除精品文档算机的电源

3、电路本身就是一套复杂的电源系统.通过这套电源系统,超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂标准的电源供给.袖珍计算器那么是简单多的电池电源电路.不过你可不要小看了这个电池电源电路,比拟新型的电路完全具备电池 能量提醒、掉电保护等高级功能.可以说电源电路是一切电子设备的根底,没有电源 电路就不会有如此种类繁多的电子设备能为负载提供稳定直流电源的电子装置.直流稳压电源的供电电源大都是交流电源,当交流供电电源的电压或负载电阻变化时,稳压器的直流输出电压都会保持稳定.直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向开展,对电子设备的 供电电源提出了高的要求.稳压电源的分类,按输出电源

4、的类型分有直流稳压电源和 交流稳压电源.1、设计任务不间断直流稳压电源2、设计要求1 .不间断输出直流电压+12V.2 .当电网供电时,由电网提供电源,当电网停电时,自动切换为电平供电.3 .要求有电网供电指示,电平电压低于 10.5V时有欠压指示.用一个DC12V勺继电 器.第1章总体电路设计1.1 设计原理根据直流稳压电源的设计,通过降压、整流、滤波、稳压可设计出12伏的稳压电源.设计一个切换电路可实现：当电网供电时,由电网提供电源,当电网停电时,自动切换为电平供电.通过一 个电压比拟器限制继电器,从而实现欠压指示.1.2 总体框图收集于网络,如有侵权请联系治理员删除精品文档降压稳流滤波稳

5、压切换电 12V输出2指够I压电璃而继电器 指示灯2.11 变压电路设计：通常直流稳压电源使用电源变压器来改变输入到后级电路的电压.电源变压器由初级 绕组、次级绕组和铁芯组成.初级绕组用来输入电源交流电压,次级绕组组输出所需 要的交流电压.通俗的说,电源变压器是一种电一磁一电转换器件,即初级的交流电 转化成铁芯的闭合交变磁场,磁场的磁力线切割次级线圈产生交变电动势.次级接上 负载时,电路闭合,次级电路有交变电流通过.如下列图所示：2.12 整流电路设计：整流电路的主要作用是由整流电路、直流中间电路和逆变电路三局部以及有关的辅助 电路组成.在电流型变频器中整流电路的作用相当于一个直流电流源,而在

6、电压型变 频器中整流电路的作用那么相当于一个直流电压源.经过变压器变压后的仍然是交流 电,需要转换为直流电才能提供给后级电路,这个转换电路就是整流电路.在直流稳 压电源中利用二极管的单项导电特性,将方向变化的交流电整流为直流电.整流电路 的种类如下：1 、半波整流半波整流电路只利用电源的正半周,电源的利用效率非常低,所以半波整流电路仅在 高电压、小电流等少数情况下使用,一般电源电路中很少使用.2 、全波整流收集于网络,如有侵权请联系治理员删除精品文档全波整流电路每个整流二极管上流过的电流只是负载电流的一半,比半波整流小一倍.由于全波整流电路需要特制的变压器,制作起来比拟麻烦,所以在实际运用中很

7、 少使用.3 、桥式整流 桥式整流电路使用普通的变压器,每个整流二极管上流过的电流是负载电流的一半,与全波整流相同.桥式整流比全波整流多用了两个整流二极管,由于四个整流二极管 连接成电桥形式,所以称这种整流电路为桥式整流电路.电路图如下图:Key = A3D111J4B42浪涌电流国3桥式整流亘路电容滤波电路电三.当我工=5时,4=同?当用为有限值时通常取&二L2£?旺越大也越大为藐得良好滤波效果,一喷取士&(7之(35)丁,2(T为输入交流电后的周期)电流浪用图为了克服半波整流和全波整流的缺点在本设计中整流电路采用最常用的桥式整流电2.13 滤波电路设计滤波电路利用

8、电抗性元件对交、直流阻抗的不同,实现滤波.电容器对直流开路,对交流阴抗小,所以电容器应该并联在负载两端.电感对直流阻抗小,对交流阻抗大,收集于网络,如有侵权请联系治理员删除精品文档因此电感应与负载串联.经过渺小滤波电路后,既可保存直流分量,又可滤掉一局部 交流分量,改变了交直流成分的比例,减小了电路的脉动系数,改善了直流电压的质 量.滤波电路的种类如下：1、电容滤波电路电容滤波电路是利用电容的充放电原理到达滤波的作用.在脉动直流波形的上升段, 电容充电,由于充电时间常数很小,所以充电速度很快；在脉动直流波形的下降段, 电容放电,由于放电时间常数很大,所以放电速度很慢.在电容还没有完全放电时再

9、次开始进行充电.这样通过电容的反复充放电实现了滤波作用.2电感滤波电路电感滤波电路是利用储能元件电感器的电磁感应使电流不能突变的性质,把电感与整 流电路的负载串联,也可以起到滤波的作用.3、复式滤波电路当单独使用电容或电感进行滤波,效果仍不理想时,可采用复式滤波电路.复式滤波 电路常用的有三种类型,它们的电路组成原那么是,把对交流阻抗大的元件与负载申 联,以降落较大的纹波电压,而把对交流阻抗小的元件与负载并联以旁路较大的纹波 电流.本设计为简易直流稳压电源,综上所述,采用结构简单、价格低廉的电容滤波电路.2.14 稳压电路设计由于输入电压发生波动、负载和温度发生变化时,滤波电路输出的直流电压会

10、随着变 化.因此,为了维持输出电压稳定不变,还需加一级稳压电路.稳压电路的作用是当 外界因素电网电压、负载、环境温度发生变化时,能使输出直流电压不受影响,收集于网络,如有侵权请联系治理员删除精品文档而维持稳定的输出.稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成.采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点.将串联稳压电源和保护电路集成在一个器件上,这个器件就是集成稳压器.早期的 集成稳压器外引线较多,现在的集成稳压器只有三个：输入端、输出端和公共端,称 为三端集成稳压器.如图U1LM7812CTLINE VREG VOLTAGECOMMON三端集成稳压器的工作原理如图:收集于网络

11、,如有侵权请联系治理员删除精品文档ffi o OV7SOO集成稳玉电路原理图得整言器封施保护安2区强沪V19 YL5动路容1213扇电VVVV3V&V?过熟保护V-S VH图7 CYT80U集成稳压电路事理椎图三端集成稳压器的根本应DU0GND根据题目12伏电源的要求,本设计用cw7812更为适合收集于网络,如有侵权请联系治理员删除精品文档2.2 切换电路的设计切换电路实现的功能是：当交流市电断开时,自动转换到蓄电池供电；当交流市电恢复时,自动转换到交流市电供电,并且同时给蓄电池充电.我们设计的切换电路图如 下所示:图中的V38,R70,R71,V33和V32实际上构成了一个电源低电压

12、检测和限制电路.主电源12V正常供电时V38稳压二极管正常导通,这样在R70上产生1V多的电压,此电压通过R71使V32的B-E结 导通,所以V32处在全导通状态,其集电极 C上的电压近似为0,这样V33的B-E结也导通, V33也处于全导通状态,此时VO =VCC后面的负载由主电源供电,同时VCC通过R87和V43对“电池进行充电.现在分析关闭主电源的瞬间.外12V电源刚被关闭的时候,电源电压从 12V开始下降,当电压降到约11V时,V38截止,R70上的电压失去,V32失去B-E结导通电压,因而也进入截止状态,同 样道理,V33也立即截止,VCC就无法通过V33,此时改由“电池通过 R74

13、供电.2.3 欠压指示电路的设计收集于网络,如有侵权请联系治理员删除22Q3精品文档VCC12V1kQD9 D827 R9VCCX1V412 VR11 oaHW61kQ2N2222A1N4730A4730AU22174120R11kQ18 R100AAAr I1kQV3,I卜10.5 V K1DR201A1217-25| V512 V当电源电压小于10.5伏时,红灯亮第3章总原理图设计J5Key 二 A11Q2D5 2SA1015 1N4741AR41kQR51.3kD6A 1N4001GP247R24Q922Q33 QR4 ): O14 R61 Q1521_I_V412 V TR11rAAA

14、61kQ2N2222AJ20Key 二 AVCCvcC2VX117K174127 R9“,%1kQ183D9 D8 pi1N4730内4730A4 U2R1V3R1. 12 I 1kQDR201A123.1原理图3.2元器件清单符号元器件 名称型号数量参数T电源变1220V收集于网络,如有侵权请联系治理员删除精品文档压器C1电解电 容2C2电容2CW7812稳压器1D二极管1N40019R电阻91KRELY继电器EDR201A121E电源412V三极管2N2222A3运放741U电压表1第4章仿真电路设计4.1 仿真软件介绍Multisim7以SPICE为核心为用户提供了良好的操作平台,强大的

15、元器件库,精度很高的仪表库,电路图编辑器和波形产生和分析器,并提供了较为全面的分析功能,如交流分析,直流扫描分析,瞬态分析等19种功能,此外还提供了原理图输入接口,数字电路和模拟电路的仿真,VHDL/Verilog设计接口与仿真,FPGA/CPLGI合与设计,RF设计和后处理等功能.4.2 仿真电路图收集于网络,如有侵权请联系治理员删除X2精品文档U1 LM7812CTLINEVREGVOLTAGECOMMON19680uF ± - 100nF114.3仿真结R51.3kU3DC 10M WC6 1mFR11 rA/VW1kQ0第五章课程设计总结收集于网络,如有侵权请联系治理员删除精

16、品文档此次课程设计让我熟悉到了实践与理论的脱节,实践要有理论作为根底,实践也能促进我们对理论的理解,止匕外,同学之间勤于合作,各司其职才能快速有效的完成任务,与同学的交流也让我发现了自己更多的缺乏.此次实践让我更好地熟悉并提升了 自己的水平.致谢感谢赵玉菊老师的耐心指导,感谢朱炽,李东升,田亚军,冯赏全体六组同学的通力合作.此次设计是老师和我们六组同学共同的劳动成果.参考文献?模拟电子技术根底简明教程?第三版,杨素行主编,高等教育出版社,2006.参考文献：?模拟电子技术根底?第四版,华成英,童诗白主编,高等教育出版社,2006.?电子技术根底?模拟局部,第五版,康华光主编,高等教育出版社,2

17、006.?电子技术综合应用创新实训教程?第一版,孔凡才,周良权主编,高等教育出版社,2006.?电子技术实验根底?,陈先容主编,国防工业出版社,2004.?电子线路课程设计?,陈晓文主编,电子工业出版社,2004.?电子线路设计实验测试?第二版,谢自美主编,华中理工大学出版社,2000.?电子电路实验及应用课程设计?,卢结成主编,中国科学技术大学出版社,2002?电子技术常用器件应用手册?,陈汝全主编,北京工业出版社,2002.?电子技术根底实验一电子电路实验设计仿真?,陈大钦主编,高等教育出版社,2002.?电子电路设计与实践?,姚福安主编,山东科学技术出版社,2001.收集于网络,如有侵权请联系治理员删除精品文档?模拟电子技术根底实验与课程设计?,李万臣主编,哈尔滨工业出版社,2001.?电子技术根底实验与课程设计?,高桔祥主编,电子工业出版社,2002.?模拟电子技术?精品资源共享课网站本教学大纲自2021年9月开始执行.课程设计评分标准姓名朱炽学