0-±15V跟蹤式穩(wěn)壓電源
0-±15V跟蹤式穩(wěn)壓電源,15,跟蹤,穩(wěn)壓電源
江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
0-±15V跟蹤式穩(wěn)壓電源
系 電子信息工程系
專業(yè) 應(yīng)用電子技術(shù)
姓名 XXX 班級(jí) XXX
指導(dǎo)教師 王琦華 職稱高級(jí)工程師
設(shè)計(jì)時(shí)間 2009.11.16-2010.1.24
目錄
1 原理分析…………………………………...…………….……………….…..…...3
1.1 電路介紹 ……………………………………………………….……3
1.2 電路框架圖……………………………………………….….……….4
1.3 電路原理圖……………………………………………………….…..4
1.4 應(yīng)用領(lǐng)域………………………………………………………….…..4
2 電路原理………………………………………………………………………..…5
2.1 組成結(jié)構(gòu)……………………………………………………………...5
2.2 整流濾波穩(wěn)壓電路…….…………………………………………………...5
2.3 穩(wěn)壓電路……..………………………………………………………6
2.4 調(diào)壓電路...……………………………………………………………..7
2.5 差分放大器 ,+6.8V輔助電源……………………………………..8
2.6 總電路的作用分析……………………………………………………………..8
3 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………10
4 總結(jié)………………………………………………………………………………11
附 電路原理圖……………………………………………………………..……12
各元器件功能…………………………………………………………..…….13
1 原理分析
1.1 電路介紹
跟蹤式穩(wěn)壓電路是從0起調(diào)至±15V的直流穩(wěn)壓電源。用LM317和LM337三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器,故內(nèi)部有限流、短路和熱保護(hù)等完善功能。其獨(dú)特之處:僅用一個(gè)單連電位器即能實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電壓“跟蹤”調(diào)節(jié),具有線路簡單、調(diào)節(jié)方便、性能優(yōu)良等特點(diǎn)。
1.2 電路框架圖
跟蹤式穩(wěn)壓電源的電路框架圖如圖1—1所示。
圖1—1
1.3 電路原理圖
跟蹤式穩(wěn)壓電源的電路原理圖見最后一頁附圖。
1.4 應(yīng)用領(lǐng)域
信息時(shí)代里,手機(jī)已成為常用的通信工具。目前,我國手機(jī)總臺(tái)的發(fā)射設(shè)備都采用進(jìn)口設(shè)備,其輸出電壓為13.8V,電流為15-20V。進(jìn)口電源不帶可控硅部分,而我國電網(wǎng)波動(dòng)較大,為此設(shè)計(jì)了這種穩(wěn)壓電源。
2 電路原理
2.1 組成結(jié)構(gòu)
本電路由降壓整流濾波電路、穩(wěn)壓器、調(diào)壓電路、差分放大器、±6.8V輔助電源組成。由于正負(fù)電路結(jié)構(gòu)與原理相同所以在次不做重復(fù)。
2.2 整流濾波穩(wěn)壓電路
整流的任務(wù)是將正弦波變換成直流電壓;濾波的任務(wù)是將全濾波性通過RC濾波網(wǎng)絡(luò)以后變成更平坦的直流電壓,減小脈動(dòng),提高整流的效果;穩(wěn)壓的任務(wù)是要求輸出恒定的直流電壓,且要達(dá)到課題所提出的要求。整流濾波穩(wěn)壓電路如圖2-1所示。
圖2—1
T是一個(gè)交直流轉(zhuǎn)換器,它實(shí)現(xiàn)的動(dòng)能是將220V交流電壓轉(zhuǎn)換成為15.5V,1.5A的直流變壓器,這樣就確保了電路的正常使用,由于交流電壓過大,會(huì)使得在小功率電路中電路中的元器件損壞。
VD1~VD4是由四個(gè)二極管組成的橋式整流電路,在擺放四個(gè)二極管的時(shí)候要保持方向一致,不然任何其中一只因極性不正確會(huì)使得電路短路或者燒壞電路元件。
C1是一只2200uF/25V的電解電容,它在電路里起的作用是將整流之后的電壓進(jìn)行濾波,使得輸入電路的電壓更接近于直流電壓,獲得上下對(duì)稱的±22V直流電壓。
2.3 穩(wěn)壓電路
穩(wěn)壓的作用是通過通常穩(wěn)壓二極管都是與串聯(lián)電阻組合使用的,穩(wěn)壓二極管是并聯(lián)在輸出兩端。當(dāng)輸入電壓高于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定(擊穿)電壓時(shí),穩(wěn)壓二極管有電流通過,加大了在串聯(lián)電阻上的電壓降,使輸出電壓不高于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定(擊穿)電壓。穩(wěn)壓器如圖2—2所示。
圖2—2
VD7 是二極管,作用是當(dāng)有反向電壓時(shí),可以直接從VD7流過,防止電壓過大損壞穩(wěn)壓管IC1,防止外接負(fù)載加大有電容放電,致使IC1與IC3輸出端損壞。
R3、R6、R7、RP1構(gòu)成穩(wěn)壓輸出值調(diào)整電路;
R1、R2:決定VD5、VD6穩(wěn)壓管的偏置電流;
LM317是可調(diào)節(jié)3-端正電壓穩(wěn)壓器,在輸出電壓范圍為1.2V到37V時(shí)能夠提供超過1.5A的電流。此穩(wěn)壓器非常易于使用,只需要兩個(gè)外部電阻來設(shè)置輸出電壓。此外還使用內(nèi)部限流、熱關(guān)斷和安全工作區(qū)補(bǔ)償使之基本能防止燒斷保險(xiǎn)絲。
外形圖如圖2-3所示。
管腳:1.調(diào)節(jié)端 2.Vout 3.Vin
圖2—3
2.4 調(diào)壓電路
調(diào)壓電路時(shí)通過調(diào)節(jié)電路中的電阻來改變。
圖2—4
RP1: 改變輸出電壓
2.5 差分放大器 ,+6.8V輔助電源
分別接在運(yùn)放 IC4和運(yùn)放 IC3的 V+與 V-端,以保證IC3、IC4的工作電壓不超過極限范圍。電路如圖所示如圖2-4。輔助電源如圖2—5所示
。
圖2—5
2.6 總電路的作用分析
1.正輸出電路由穩(wěn)壓器IC1及相關(guān)元器件組成,通常接在穩(wěn)壓器IC1的調(diào)節(jié)上電位器另一端是接地的。假如RP1電阻調(diào)至0值,那么輸出電壓Vout=1.2V,即電路內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為1.2V,同時(shí)在電阻R3上產(chǎn)生10mA恒流,只要改變RP1的阻值即可改變輸出電壓。這里,將RP1接地端改接在運(yùn)放IC3的輸出端,并設(shè)法使IC3的輸出電壓為-1.2V,以抵消IC1的基準(zhǔn)電壓+1.2V,這樣便可實(shí)現(xiàn)從0起調(diào),要實(shí)現(xiàn)上述目的也很簡單,只要將運(yùn)放IC3連成差分放大器,進(jìn)行減法運(yùn)算即可。由圖可知,同相輸入端電壓為V1,而反相輸入端電壓為V2,因R4=R5=R6=R7,故IC3的輸出端電壓 VO=R5/R4 ×(V1-V2=-1.2V,也可得出穩(wěn)壓器IC1的輸出電壓 +Vout=5mA×R3+10mA×PR1-1.2V。
2.負(fù)輸出電路由穩(wěn)壓器IC2及相關(guān)元件組成,這里省去了IC2調(diào)節(jié)端上原設(shè)置的電位器RP3,改接在運(yùn)放IC4的輸出端,由IC4的輸出電壓控制調(diào)節(jié)端,同樣可以達(dá)到調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器的輸出電壓目的。由于運(yùn)放IC4接成增益為1的反相放大器,其反相輸入端連到正輸出電路的穩(wěn)壓器輸出端上,所以負(fù)輸出穩(wěn)壓器便產(chǎn)生極性相反幅度相等的穩(wěn)壓電壓,即-Vout=-R10/R9×(+Vout),因R9=R10,所以-Vout=+Vout,即負(fù)輸出電壓跟蹤正輸出電壓。
3.電路中二極管D7與D8用以防止外接負(fù)載加大有電容放電,致使IC1與IC3輸出端損壞;另外二極管D9與D10為防止因某種原因IC3輸出正飽和和IC4輸出負(fù)飽和而將IC1和IC2調(diào)節(jié)端擊穿,因IC1與IC2的調(diào)節(jié)端不允許流入反相電流。
3.參考文獻(xiàn)
1.謝自美主編。電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測試。武漢:華中理工大學(xué)出版社,1994。
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3.孟貴華主編。電子技術(shù)工藝基礎(chǔ)。北京:電子工業(yè)出版社,1996
4.張璞,李慶常編著。電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)。北京:北京理工大學(xué)出版社,1994。
5.清華大學(xué)電子學(xué)教研組孫梅生等編。電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)。北京:高等教育出版社,1989。
6.張連春編著。收音機(jī)擴(kuò)音機(jī)錄音機(jī)和電視機(jī)用穩(wěn)壓電源的制作。北京:人民郵電出版社,1995。
4 結(jié)語
本次論文通過查閱網(wǎng)絡(luò)與圖書館搜集到的資料,再加上指導(dǎo)老師指點(diǎn),結(jié)合生活中對(duì)遙控器的功能特性要求,設(shè)計(jì)出了這一套以模擬電子技術(shù)為核心技術(shù)的0-±15V跟蹤式穩(wěn)壓電源,基本完成了課題的要求。
從開始接到論文題目到電路圖的確立,再到論文文章的完成,每走一步對(duì)我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)。在這段時(shí)間里,我學(xué)到了很多知識(shí)也有很多感受。當(dāng)然在做的過程中也遇到過很多的麻煩,一些沒有接觸過的元件,它們的封裝需要自己去書籍、網(wǎng)上搜索,在更新的時(shí)候會(huì)有一些錯(cuò)誤,自己很難改正,只得求助老師,最后得以解決。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我開始了自主的學(xué)習(xí)和試驗(yàn),查看相關(guān)的資料和書籍,讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰,使自己非常稚嫩作品一步步完善起來,每一次改進(jìn)都是我學(xué)習(xí)的收獲。各種系統(tǒng)的適用條件,各種程序的選用標(biāo)準(zhǔn),各種元件的安裝方式,我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我對(duì)設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)也對(duì)自己提出了新的要求。課題設(shè)計(jì)過程中我不怕失敗,在失敗中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),為成功積累素材;學(xué)著自我超越,敢于嘗試,在嘗試中進(jìn)步,這對(duì)我能力的提高大有好處。每一次老師交代的任務(wù),每一個(gè)任務(wù)都是一個(gè)鍛煉的機(jī)會(huì)和成長的過程,我在規(guī)定的時(shí)間盡善盡美的完成,把自己的能力發(fā)揮到最大限度。這些本是我工作后才會(huì)意識(shí)到的問題,通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我提前了解了這些知識(shí)。
論文的撰寫過程,讓我對(duì)學(xué)習(xí)、工作的思路有了更為明朗的認(rèn)識(shí):它是站在一定高度上去工作的。曾經(jīng)也做過課程設(shè)計(jì),都是局限在課本中,這次讓我頗收豐富。
論文的撰寫過程,讓我對(duì)學(xué)習(xí)、工作的思路有了更為明朗的認(rèn)識(shí):它是站在一定高度上去工作的。曾經(jīng)也做過課程設(shè)計(jì),都是局限在課本中,這次讓我頗收豐富。
這次做論文的經(jīng)歷使我終身受益,我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情,是真正的自己學(xué)習(xí)的過程,沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力,沒有自己的研究,就不會(huì)有所突破,那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后工作中激勵(lì)我繼續(xù)進(jìn)步。離開學(xué)校完成論文,是一個(gè)終點(diǎn),又是另外一個(gè)起點(diǎn)!通過多次老師的指導(dǎo)才順利的完成了這次的課題設(shè)計(jì)。因此很感謝王琦華老師,老師辛苦了!
附 電路原理圖
各元器件功能:
T:把220V交流電壓轉(zhuǎn)換成15.5V、1.5A交流電壓;
VD1~VD4:組成橋式整流電路;
VD5:穩(wěn)壓二極管;
VD6:穩(wěn)壓二極管;
VD7: 當(dāng)有反向電壓時(shí)可以直接從VD7流過,防止電壓過大損壞穩(wěn)壓器IC1;
VD7、VD8: 防止外接負(fù)載加大有電容放電,致使IC1與IC3輸出端損壞;
VD9、 VD10: 防止因某種原因IC3輸出正飽和和IC4輸出負(fù)飽和而將IC1、IC2
調(diào)節(jié)端擊穿,因IC1與IC2的調(diào)節(jié)端不允許流入反相電流;
C1、C2: 將整流之后的電壓進(jìn)行濾波,使得輸入電路的電壓更接近于直流電壓,
獲得上下對(duì)稱的±22V直流電壓;
C3、C4:用來消除大的瞬變電流相互間的影響;
C5、C6:與C1、C2功能一樣,只是輸出的;
C7、C8:與C3、C4功能一樣,只是輸出的;
R1、R2:決定VD5、VD6穩(wěn)壓管的偏置電流;
R3、R6、R7、RP1構(gòu)成穩(wěn)壓輸出值調(diào)整電路;
R4:反相端輸入電阻;
R5:反饋電阻;
R8:穩(wěn)壓器輸入端電阻;
R9、R10:反相端輸入電阻;
IC1:穩(wěn)壓器;
IC 2:穩(wěn)壓器;
IC3:運(yùn)放,接成差分輸入;
IC4:運(yùn)放,接成反相輸入;
RP1: 改變輸出電壓;;
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跟蹤
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