當(dāng)前位置:首頁 > 物聯(lián)網(wǎng) > 智能應(yīng)用
[導(dǎo)讀]直流穩(wěn)壓電源能為負(fù)載提供穩(wěn)定直流電源的電子裝置。直流穩(wěn)壓電源的供電電源大都是交流電源,當(dāng)交流供電電源的電壓或負(fù)載電阻變化時(shí),穩(wěn)壓器的直流輸出電壓都會(huì)保持穩(wěn)定。

直流穩(wěn)壓電源能為負(fù)載提供穩(wěn)定直流電源的電子裝置。直流穩(wěn)壓電源的供電電源大都是交流電源,當(dāng)交流供電電源的電壓或負(fù)載電阻變化時(shí),穩(wěn)壓器的直流輸出電壓都會(huì)保持穩(wěn)定。 直流穩(wěn)壓電源隨著電子設(shè)備向高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性的方向發(fā)展,對(duì)電子設(shè)備的供電電源提出了高的要求。

線性穩(wěn)定電源有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是它的功率器件調(diào)整管工作在線性區(qū),靠調(diào)整管之間的電壓降來穩(wěn)定輸出。由于調(diào)整管靜態(tài)損耗大,需要安裝一個(gè)很大的散熱器給它散熱。而且由于變壓器工作在工頻(50Hz)上,所以重量較大?!≡擃愲娫磧?yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高,紋波小,可靠性高,易做成多路,輸出連續(xù)可調(diào)的成品。缺點(diǎn)是體積大、較笨重、效率相對(duì)較低。這類穩(wěn)定電源又有很多種,從輸出性質(zhì)可分為穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源及集穩(wěn)壓、穩(wěn)流于一身的穩(wěn)壓穩(wěn)流(雙穩(wěn))電源。從輸出值來看可分定點(diǎn)輸出電源、波段開關(guān)調(diào)整式和電位器連續(xù)可調(diào)式幾種。從輸出指示上可分指針指示型和數(shù)字顯示式型等等。

一、 設(shè)計(jì)任務(wù)

1、課題名稱:線性可調(diào)直流穩(wěn)壓電源

2、設(shè)計(jì)要求

①輸出電壓:Vo=4.5~12.0V;

②最大輸出電流:Iomax≥1A;

③輸出紋波:VP-P≤10mV;

④電壓調(diào)整率:Ku≤5%(最大輸出電流時(shí));

⑤電流調(diào)整率:Ki≤3%。(輸出為12V時(shí))。

二、 硬件設(shè)計(jì)

1、 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)思路

(1)電網(wǎng)供電電壓交流220V(有效值)50Hz,要獲得低壓直流輸出,首先必須采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓。

(2)降壓后的交流電壓,通過整流電路變成單向脈動(dòng)直流電,但其幅度變化大(即脈動(dòng)大)。

(3)脈動(dòng)大的直流電壓須經(jīng)過濾波電路變成平滑,脈動(dòng)小的直流電,即將交流成份濾掉,保留其直流成份。

(4)濾波后的直流電壓,再通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓,便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出,供給電壓表。

2、 直流穩(wěn)壓電源原理

(1)直流穩(wěn)壓電源

直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置,它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成。

①電源變壓器:是降壓變壓器,它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓,并送給整流電路,變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。

②整流電路:利用單向?qū)щ娫?,?0Hz的正弦交流電變換成脈動(dòng)的直流電

③濾波電路:可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除,從而得到比較平滑的直流電壓。

④穩(wěn)壓電路:穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定,不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。

(2)整流電路

①直流電路常采用二極管單相全波整流電路

②工作原理

設(shè)變壓器副邊電壓u2=錯(cuò)誤!未找到引用源。U2sinωt,U2為有效值。 在u2的正半周內(nèi),二極管D1、D2導(dǎo)通,D3、D4截止;u2的負(fù)半周內(nèi),D3、D4導(dǎo)通,D1、D2截止。正負(fù)半周內(nèi)部都有電流流過的負(fù)載電阻RL,且方向是一致的。

在橋式整流電路中,每個(gè)二極管都只在半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)電,所以流過每個(gè)二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半,即 電路中的每只二極管承受的最大反向電壓為 (U2是變壓器副邊電壓有效值)。

(3)濾波電路——電容濾波電路原理圖

采用濾波電路可濾除整流電路輸出電壓中的交流成分,使電壓波形變得平滑。常見的濾波電路有電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波等。

在整流電路的輸出端,即負(fù)載電阻RL兩端并聯(lián)一個(gè)電容量較大的電解電容C,則構(gòu)成了電容濾波電路,如圖4所示電路,由于濾波電容與負(fù)載并聯(lián),也稱為并聯(lián)濾波電路。

從圖3可以看出,當(dāng)u2為正半周時(shí), 電源錯(cuò)誤!未找到引用源。通過導(dǎo)通的二極管VD1、VD3向負(fù)載RL供電,并同時(shí)向電容C充電(將電能存儲(chǔ)在電容里,如t1~t2),輸出電壓

u0=uc≈u2;錯(cuò)誤!未找到引用源。達(dá)峰值后u2減小,當(dāng)u0≥u2時(shí),VD1、VD3提前截止,電容C通過RL放電,輸出電壓緩慢下降(如t2~t3),由于放電時(shí)間常數(shù)較大,電容放電速度很慢,當(dāng)uc下降不多時(shí)u2已開始下一個(gè)上升周期,當(dāng)u2>u0時(shí),電源u2又通過導(dǎo)通的VD2、VD4向負(fù)載RL供電,同時(shí)再給電容C充電(如t3~t4),如此周而復(fù)始。電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)工作后,負(fù)載上得到如圖中實(shí)線所示的近似鋸齒的電壓波形,與整流輸出的脈動(dòng)直流(虛線)相比,濾波后輸出的電壓平滑多了。

線性穩(wěn)壓電源是一種常見的電源,其設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單,應(yīng)用范圍廣泛。本文將介紹如何實(shí)現(xiàn)線性穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì),并提供一些應(yīng)用方案。

線性穩(wěn)壓電源的作用是將輸入的交流電轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的直流電,以滿足各種電子設(shè)備的需要。線性穩(wěn)壓電源的優(yōu)點(diǎn)包括效率高、噪聲低、穩(wěn)定性好等,適用于各種需要直流電源的場(chǎng)合。但是,線性穩(wěn)壓電源也有一些缺點(diǎn),如體積較大、成本較高、紋波較大等,需要在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行權(quán)衡和選擇。

在進(jìn)行線性穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)時(shí),需要確定設(shè)計(jì)目標(biāo)。具體來說,需要考慮輸出電壓精度、輸出紋波大小、效率等指標(biāo)。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和需求,選擇合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和元器件參數(shù)。下面介紹線性穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)步驟:

步驟1:確定設(shè)計(jì)目標(biāo)

首先需要明確設(shè)計(jì)目標(biāo),例如輸出電壓精度為±5%,紋波小于5mV等。這些目標(biāo)需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景來確定。

步驟2:選擇合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo),選擇合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。線性穩(wěn)壓電源通常分為串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。串聯(lián)型穩(wěn)壓電源具有較高的輸出電壓精度和紋波抑制能力,但效率較低;而并聯(lián)型穩(wěn)壓電源則具有較高的效率和良好的負(fù)載響應(yīng),但輸出電壓精度和紋波抑制能力相對(duì)較差。根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

步驟3:確定元器件參數(shù)

根據(jù)所選拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),確定電阻、電容、二極管等元器件的參數(shù)。例如,選用精密電阻來提高輸出電壓精度,選用低噪聲電容來減小紋波等。這些元器件的參數(shù)需要根據(jù)電路的實(shí)際情況來確定。

步驟4:編寫電路圖

利用電路設(shè)計(jì)軟件,如Altium Designer、Eagle等,繪制線性穩(wěn)壓電源的電路圖。在電路圖中,需要將各個(gè)元器件按照其實(shí)際數(shù)值和規(guī)格進(jìn)行標(biāo)注,并按照一定的連接方式進(jìn)行連接。

步驟5:測(cè)試和優(yōu)化

根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化,例如減小電路板空間、提高電壓精度等。測(cè)試時(shí)需要用到各種測(cè)試儀器和設(shè)備,例如萬用表、示波器、電子負(fù)載等。通過測(cè)試來驗(yàn)證電路的性能是否達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo),并對(duì)不滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)的電路進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

聲明:該篇文章為本站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)不予轉(zhuǎn)載,侵權(quán)必究。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國(guó)汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營(yíng)商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉