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 XXX 指導(dǎo)教師 王琦華 職稱高級工程師 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。 2.孫義芳，莊慕華編。電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。北京：高等教育出版社，1992。 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設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)也對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；; 14