课程课题直流稳压源。
方案二:一、 设计目的。
已经学过的数电和模电的知识,根据元器件的特性设计出题目要求的直流稳压源电路,分析每个元器件的作用,了解每个模块的功能,能够很熟练地操作proteus**软件,并用proteus软件**出电路原理图的要求,得到结果,计算电路中的电压、电流、功率等性能指标,将**结果附在报告上。
二、总体电路的原理图及说明。
1)电路原理图如下图所示。
2)电路功能的说明。
电路设计的思想是将家用交流(220v)电通过变压器降压得到低电压,然后经过桥式整流电路得到单向电流,通过滤波电路得到直流电,用稳压器得到稳定的直流电,通过滑动变阻器的阻值变化调节输出端的电压值,从而实现了可调稳定电压源的功能。
三、电路原理图的具体分析。
1)在电路的开始端口处用220v交流电提供电压,用变压器将交流电降压处理得到17v的交流电,然后将得到的交流电用整流桥整流程单相电压,在c1、c2组成的滤波电路情况下,其中c1电容很大,能够有效地滤掉50hz交流电,得到直流电,c2是一个小电容,它与大电容并联为的是滤掉高频电压,因为大电容的高频特性很差,只能够滤掉低频信号,小电容与之并联则能够滤掉高频电压,使得进入稳压器的电压为直流电,稳压器的型号是lm317t,又叫三端电压可调器,用于电压变换,此电路中lm317t的作用就是将从滤波电路处得到的电压转换成我们需要的电压,通过三极管,滑动变阻器的组合得到可调的直流电压,然后由c6、c3组成的电容组再次滤波,使得输出的直流电更加稳定,在最后加上了一个直流电压表和一个交流电压表目的比较示数变化得出结论,用电压表可测得输出电压是稳定电压。
2)电路中的相关计算。
变压器的降压,根据变压器的变压特点,变压器的输入端电压与输出端电压的比值的平方等于原线圈与副线圈点电感比,假设原线圈的输入电压是u1,线圈电感是h1,副线圈的输出电压是u2,线圈电感是h2,那么满足这样的关系即是说原线圈与副线圈的电感之比满足167:1就可以将220v电压转换成17v的交流电。然后是整流桥的作用,它的作用是得到单向电压,如图。
就这样我们得到了单向电压,我们假设副线圈处的输出电压为v,整流之后得到的电压为v1,那么v1与v之间的关系式可写为,表达式中间恒定分量即为整流桥整流出来的直流量,因此有,而其他的正弦信号则被c1、c2组成的滤波电容给滤掉了,剩下来的就是通过滤波电路的直流电,大小是15.3v,滤波之后的电压经过稳压器稳压以及可调电阻,三极管的共同作用可以使得输出端电压值在1.26v与20.
5v之间稳定,其中三极管的作用是保护电路,因为在用lm317t制作可调稳压源的时候,常因为可调电阻的接触不良使得输出电压升高而烧毁负载,但是这个电路里面接了一只三极管,正常情况下三极管的基极电位是0v,三极管截止,但是当接触点接触不良的时候三极管的基极电位上升,当上升至0.7v的时候,三极管导通这时将lm317t的调整端电压拉低,输出端电压的电压也降低,从而对负载起到保护作用。如图所示,可调电阻的可调端口没有接触好的时候输出端的电压值**结果是。
它的输出端电压降到2.32v很低,有效地保护了负载电路。倘若我们将三极管断开,那么输出端电压会上升很高,会烧坏电路中的负载,如图所示,断开三极管得到输出的电压值**为。
它的输出端将会得到高电压,会很容易烧毁负载电路。因此,电路中的三极管的作用就是起到了保护电路中负载的作用。
四、**结果。
为了说明输出电压是稳定电压,我们在2.0v-20v之间观察四组数据,输出端分别是2.0v,6.0v,10.0v,14.0v
1)输出端电压为2.00v的**结果。
2)输出端电压为6.0v的**结果。
3)输出端电压为10.0v的**结果。
4)输出端为14.0v的**结果。
由于划线变阻器的调节在这个电路里面是粗调,所以要调到需要的电压还应该加一个细调的划线变阻器。
5)实际输出电压与需要电压之间的差值比较。
当需要2.00v地时候,**的输出电压是2.00v,误差是0.00v
当需要6.00v的时候,**的输出电压是5.96v,误差是0.04v
当需要10.0v的时候,**的输出电压是10.2v,误差是0.2v
当需要14.0v的时候,**的输出电压是13.9v,误差是0.1v
五、本人在设计中负责的工作。
我在设计中主要负责的是电路原理图的搜索、绘制、分析、**出结果。
小组长签名:
6、电子课程设计结论。
此次电子课程设计过程中为了从交流电得到直流电,并且保持稳定的直流电,需要的是变压器与滤波电容,在**的时候这些元器件不好找到,即使找到他们的参数也不好设定,尤其是变压器的参数设定,需要找到原副线圈的电感之比和线圈匝数之比,还有就是稳压器的参数也不好确定,除此之外,得到的输出电压不能够细调,这样使得输出值不能得到我们预想的电压。但是最终还是将电路**出来了。
附则:参考文献。
模拟电子技术基础(第五版) 作者康华光出版社高等教育出版社。
数字电子技术基础(第五版) 作者阎石出版社高等教育出版社。
稳压器)7、方案的对比与选择。
1)原理图的复杂性。
显然第二种方案比第一种方案电路图复杂一些,但是这是必然的,因为第二种方案是从交流电得到直流电,中间有一些电压的转换过程。
2)电路中元器件的比较。
在第一种方案中,我们用到了+9v的电源,1nf的电容,10k,4.7k,750r,100r的固定电阻,10k,1k的划线变阻器,led显示灯,1n4773的稳压二极管,lm258的运算放大器还有几个电压表,第二种方案里面用到了220v交流电源,桥式整流电路2200uf35v的极性电容,10uf25v的极性电容,100uf35v极性电容,1n4007二极管,lm317t稳压器,电阻,三极管等等。显然第二种方案的元器件比第一种方案的元器件多,但是实现的功能更加强大。
两种方案的元器件**比较如下:
方案一:1uf电容 10k 4.7k 250电阻 1n4733稳压二极管均为0.01元。
10k可调电阻 0.4元 1k可调电阻 0.5元 lm258 0.01元总价为0.98元。
方案二:变压器 3.00元桥式整流电路 0.
24元 2200uf25v电解质电容,10uf25v电解质电容,100uf25v电解质电容,104电容 9014三极管,10k电阻,均为0.01元 lm317t 0.08元总价为 3.
28元。
3)方案一实现的功能是用直流电得到稳定的可调的直流源,其中依靠的是两个可调电阻来精确地调节输出端电压,在0~5v范围内可调。
4)方案二实现的是将交流电转化成直流电来得到可调稳定电压,其调节是通过一个可调电阻实现,实现的稳压源范围是1.2v~20.5v,但是它的电压调节只是一个粗调,不能细调,不能得到我们希望的准确点电压。
5)综上比较得到若是能够将两种方案综合在一起就能够解决上述问题,尤其是在既有直流又有交流的两种电压的情况下,选择性的用交流或者直流,这样可以让电路功能更加优越。
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