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直流稳压电源的设计

  • 简介:一.实验目的 1.学习小功率直流稳压电源的设计与调试方法。 2.掌握小功率直流稳压电源有关参数的测试方法。 二.预习要求 1.根据直流稳压电源的技术指标要求,按照教材中介绍的方法,设计出满足技术指标要求的稳压电源。根据设计与计算...
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一.实验目的
1.学习小功率直流稳压电源的设计与调试方法。
2.掌握小功率直流稳压电源有关参数的测试方法。
二.预习要求
1.根据直流稳压电源的技术指标要求,按照教材中介绍的方法,设计出满足技术指标要求的稳压电源。根据设计与计算的结果,写出设计报告。
2.制定出实验方案,选择实验用的仪器设备,
三.实验原理
小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成,如图1所示。
电 源 整 流 滤 波 稳 压
u1 u2 u3 uI U0
_ 变压器 _ 电 路 _ 电 路 _ 电 路 _
(a)稳压电源的组成框图
u1 u2 u3 uI U0
0 t 0 t 0 t 0 t 0 t
(b)整流与稳压过程
图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程
1.电源变压器
电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。电源变压器的效率为:
其中: 是变压器副边的功率, 是变压器原边的功率。一般小型变压器的效率如表1所示:
表1 小型变压器的效率
副边功率
效率
0.60.70.80.85
因此,当算出了副边功率 后,就可以根据上表算出原边功率 。
2.整流和滤波电路
在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路,整流电路的作用是将交流电压u2变换成脉动的直流电压u3。滤波电路一般由电容组成,其作用是把脉动直流电压u3中的大部分纹波加以滤除,以得到较平滑的直流电压UI。UI与交流电压u2的有效值U2的关系为:
在整流电路中,每只二极管所承受的最大反向电压为:
流过每只二极管的平均电流为:
其中:R为整流滤波电路的负载电阻,它为电容C提供放电通路,放电时间常数RC应满足:
其中:T = 20ms是50Hz交流电压的周期。
3.稳压电路
由于输入电压u1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UI会随着变化。因此,为了维持输出电压UI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,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......
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