毕业设计论文数字显示连续可调直流稳压电源的设计.doc
《毕业设计论文数字显示连续可调直流稳压电源的设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计论文数字显示连续可调直流稳压电源的设计.doc(38页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、黑龙江科技学院机械电子工程系本科毕业设计(论文)题 目 数字显示连续可调直流稳压电源的设计 专业班级 学 号 学生姓名 指导教师 设计所在单位 年 月数字显示连续可调直流稳压电源的设计摘 要:随着科技的发展,电气、电子设备已经广泛的应用于日常、科研、学习等各个方面。电源已经成为电气和电子设备中必不可少的能源供应部件,对电源的研究和开发已经成为新技术、新设备开发的重要环节,在推动科技发展中起着重要作用。本文介绍了一种数字显示连续可调直流稳压电源的设计方案,此方案应用7824及7924芯片组成稳压电源的电源模块,用ICL7107芯片组成了数显模块,最终通过两个模块的连接实现连续可调直流稳压功能。同
2、时,本文还对电源模块和数显模块的基本原理,参数计算和性能指标等进行了分析讲解。这种电源价格便宜,电路简单,并且可通过旋钮在-24V24V范围内调节电压,使用方便、安全、稳定性高。关键词:稳压电源 A/D转换器 电源模块 稳压模块 The design of digital demonstration continuously adjustable DC power supply Abstract: With the development of science and technology, electrical, electronic equipment has been widely us
3、ed in all aspects of day-to-day, scientific research, all aspects of learning and so on. Power has become the essential components of energy supply in electrical and electronic equipment the research and development for power has become important in new technology, new equipment, it plays an importa
4、nt role in promoting the development of science and technology.This article introduces one kind of digital demonstration continuously adjustable DC power supplys design proposal. This plan applies 7824 and 7924 chip composition DC power supplys power source module and has composed the number obvious
5、ly module with the ICL7107 chip, finally realizes continuously the adjustable DC constant voltage function through two modules connections. At the same time, this article also to the power source module and the number obviously modules basic principle, the parameter computation and the performance i
6、ndex and so on has carried on the analysis explanation. This kind of power source price is cheap, the electric circuit is simple, and may adjust the voltage through the knob in the 24V-24V scope, and it is easy to operate, security, the stability are high. Key words: stabilized voltage supply A/D co
7、nverter power module digital display module 黑龙江科技学院机械电子工程专业(论文)目录第一章 绪论11.1直流稳压电源的介绍11.2直流稳压电源的技术指标11.2.1描述输入交流电压变化对输出电压影响的技术指标11.2.2描述负载变化对输出电压影响的技术指标21.3稳压电源的分类3第二章 电源总体方案确定52.1电源模块的选定52.1.1晶体管串联式直流稳压电路52.1.2用单片机制作的可调直流稳压电源52.1.3采用三端集成稳压器电路62.1.4方案的确定72.2显示模块的选定72.2.1采用双积分A/D转换器MC14433的方案72.2.2采用I
8、CL7107的方案72.2.3方案确定7第三章 电源模块的设计83.1 三端稳压器的工作原理83.2稳压器的主要参数83.2.1输出电压V。83.2.2输出电压偏差83.2.3最大输出电压ICM83.2.4最小输入电压Vimin93.2.5最大输人电压Vimax93.2.6最小输入、输出电压差(Vi-Vo)93.2.7电压调整率SV93.2.8电流调整率Si93.2.9输出电压温漂ST93.2.10输出阻抗Z。103.2.11输出噪声电压VN103.3 7824芯片的技术指标103.4 7924芯片的技术指标113.5电源模块的确定123.6电路参数的计算133.6.1输入电压Ui133.6.
9、2变压器副边的输出电压U2133.6.3整流二极管及滤波电容133.7电源电路原理图确定14第四章 数显模块的设计154.1 A/D转换器原理154.2 ICL7107简介184.3 ICL7107的管脚排列184.4 ICL7107功能说明214.4.1模拟部分214.4.2数字部分234.5元器件的选择254.5.1积分电阻254.5.2积分电容254.5.3自动教校零电容264.5.4参考电容264.5.5振荡器元件264.5.6参考电压264.5.7 ICL7107的电源供电264.6数显模块电路原理图确定27第五章 电路功能模块的连接295.1数显模块和电源模块的连接295.2总电路
10、原理图图29结束语30致谢31参考文献32附录33附录1:总电路原理图33第2页西安文理学院本科毕业设计(论文)第一章 绪论 1.1直流稳压电源的介绍直流稳压电源又称直流稳压器。它的供电电源大都是交流电源,当交流供电电源的电压或负载电阻变化时,稳压器的直接输出电压都能保持稳定。直流稳压电源分连续导电式与开关式两类。前者由变压器把单相或三相交流电压变到适当值,然后经整流、滤波,获得不稳定的直流电源,再经稳压电路得到稳定电压(或电流)。这种电源线路简单、纹波小、相互干扰小,但体积大、耗材多,效率低(常低于4060)。后者以改变调整元件(或开关)的通断时间比来调节输出电压,从而达到稳压。这类电源功耗
11、小,效率可达85左右。所以,80年代以来发展迅速。从工作方式上可分为:可控整流型。用改变晶闸管的导通时间来调整输出电压。斩波型。输入是不稳定的直流电压,以改变开关电路的通断比得到单向脉动直流,再经滤波后得到稳定直流电压。变换器型。不稳定直流电压先经逆变器变换成高频交流电,再经变压、整流、滤波后,从所得新的直流输出电压取样,反馈控制逆变器工作频率,达到稳定输出直流电压的目的。 1.2直流稳压电源的技术指标衡量一台稳压电源的好坏,一方面要从功能角度来看,即容量大小(输出电压和输出电流)、调节范围大小、效率高低等,人们称其为使用指标或性能指标;另一方面要从外观、形状、体积、重量等直观形象来看,这些称
12、为电气指标;更重要的是要看它的质量高低,即输出电压的稳定度等,一般称为质量指标。下面重点介绍质量指标。1.2.1描述输入交流电压变化对输出电压影响的技术指标(1)稳压系数 稳压系数有绝对稳压系数和相对稳压系数两种。绝对稳压系数表示负载不变而输入交流电压变化时,稳压电源输出直流电压变化量U0与输入交流电压变化量Ui之比,即 (式1.1) 它表示输入交流电压变化U,引起输出电压变化U0越小输出电压就越稳定。这种表示方法在工程中常常用到。相对稳压系数表示负载不变时,稳压电源输出直流电压U0的相对变化量U0/ U0与输入交流电压U,的相对变化量Ui/ U0之比,即 (式1.2) (2)电压调整率 电压
13、调整率表示负载电流为额定值时输入交流电压在额定值上下变化10%时,稳压电源输出电压的相对变化量(百分数),即 (式1.3) 一般直流稳压电源的电压调整率为1%,0.1%,0.01%等。有的也可以用绝对值表示。1.2.2描述负载变化对输出电压影响的技术指标(1)负载调整率(也称电流调整率) 在交流电源额定电压的条件下,负载电流从零变化到最大时,输出电压的最大相对变化量,用百分数表示。 (式1.4)(2)输出电阻(也称内阻)在额定输出电压的条件下,负载电流变化引起输出电压变化U0,则输出电阻为 (式1.5)(3)纹波电压(现称周期和随机漂移,用PARD表示) 1)最大纹波电压 在额定输出电压和额定
14、输出电流条件下,输出纹波(包括噪声)电压的绝对值大小,通常以峰值或有效值表示。 2)纹波系数 在额定输出电压和额定电流条件下,输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压U0之比,即 (式1.6)(4)温度漂移和温度系数 环境温度的变化会影响元器件参数的变化,从而引起稳压电源输出电压的变化,称为温度漂移。常用温度系数表示温度漂移的大小,温度每变化1C所引起输出电压值的变化称为绝对温度系数,单位是V/C或mV/C。温度每变化1C所引起的输出电压相对变化U0r/ U0T称为相对温度系数,单位是%/C。(5)漂移 稳压电源在输入电压、负载电流和环境温度保持一定的情况下,经过一定的工作时间后元器件参数的
15、不稳定也会造成输出电压的变化,慢变化叫做漂移,快变化叫噪声。在一般使用中只考虑漂移就可以了。表示漂移的方法有两种,一种是用指定时间内输出电压值的变化U0来表示;另一种是用指定时间内输出电压的相对变化Uot/Uo、来表示。考察漂移时间可以定为1分钟、10分钟、1小时、8小时或更长。1.3稳压电源的分类现代应用的稳压电源的种类比较多,分类方式也很多。按稳定对象分有交流稳压电源和直流稳压电源。是交流还是直流要看稳压电源的输出电压是交流还是直流。按稳定方式分,有参数稳压电源和反馈调整稳压电源。参数稳压电源电路简单,利用元件的非线性实现稳压,结构也简单。比如,用一只电阻和一只可控硅稳压管就能构成参数稳压
16、电源。反馈调整型稳压电源是一个负反馈闭环自动调整系统,它根据稳压电源的输出电压的变化量,经过取样、比较放大、再反馈给控制调整元件,使输出电压得到补偿而趋于原值,从而达到稳定。此电路较复杂,但稳定度高。按稳压电源的调整元件与负载的联接方式来分类,可以分为并联稳压电源和串联稳压电源两种。调整元件与负载并联的叫并联稳压电源或分流稳压电源,它通过改变调整管元件流过的电流的多少来适应输入电网电压的变化及负载电流的变化,以保持输出电压的稳定。这种稳压电源效率较低,只有某些专用场合才适用。调整元件与负载串联的稳压电源叫做串联稳压电源。在这种稳压电源中,调整元件串联在输入端和输出端之间,输出电压就依靠调整元件
17、改变自身的等效电阻来维持恒定。按调整元件分,有辉光放电管稳压电源,稳压管稳压电源,电子管稳压电源,晶体管稳压电源,可控硅稳压电源等。按调整元件的工作状态分,有线性稳压电源和开关稳压电源。所谓线性稳压,就是其调整管工作在线性放大区。这种稳压电源的主要优点是调压范围宽、稳定度高,但变换效率低;开关稳压电源的调整管工作在开关状态,主要的优越性就是变换效率高,可达70%一95%。根据需要,还可以有其他分类方法,例如集成电极输出型、发射极输出型;高压、低压;通用、专用等。 第二章 电源总体方案确定 本课题要求电源可靠性高,电压调节方便,并且电压显示正确、稳定。 所研究稳压电源的技术指标如下: 输入电压:
18、 220V交流电压; 输出电压: -24V24V直流电压; 2.1电源模块的选定 电源的设计方法有很多种,比较简单的有三种。2.1.1晶体管串联式直流稳压电路电路框图如图2.1 所示,该电路中,输出电压UO经取样电路取样后得到取样电压,取样电压与基准电压进行比较得到误差电压,该误差电压对调整管的工作状态进行调整,从而使输出电压发生变化,该变化与由于供电电压UI 发生变化引起的输出电压的变化正好相反,从而保证输出电压UO 为一恒定值(稳压值) 。因输出电压要求从0V 起实现连续可调,因此要在基准电压处设计一辅助电源,用以控制输出电压能够从0V开始调节。 图2.1串联式稳压电源电路图单纯的串联式直
19、流稳压电源电路是很简单的,但增加了辅助电源后,电路比较复杂,由于都采用分立元件,电路的可靠性也难以保证。2.1.2用单片机制作的可调直流稳压电源 该电路采用可控硅作为第一级调压元件,用稳压电源芯片LM317、LM337 作为第二级调压元件,通过AT89CS51 单片机控制继电器来改变电阻网络的阻值,从而改变调压元件的外围参数,并加上软启动电路,获得024V电压,驱动能力可达1A ,同时可以显示电源电压值和输出电流值的大小。其硬件电路主要包括变压器、整流滤波电路、压差控制电路、稳压及输出电压控制电路、电压电流采样电路、掉电前重要数据存储电路、单片机、键盘显示等几部分,硬件部分原理图如图2.2所示
20、。图2.2用单片机制作的直流稳压电源电路图 正、负端压差控制电路的作用是减少LM317 和LM337 输入端和输出端的压差以降低LM317 和LM337 的功耗。稳压电路由三端稳压芯片LM317(负压用LM337) 及外围器件组成,输出电压控制电路采用继电器控制的电阻网络。电阻网络的每个电阻都需要精密匹配,电阻的精密程度直接影响输出电压的精度。电压电流采样电路由单片机控制实时对当前电压电流进行采样,以修正输出电压值。掉电前重要数据存储电路用以保存当前设置的电压值,可以方便用户在重新上电后不用设置,而且也不会因为电压值过高损坏用户设备。该电源稳定性好、精度高,并且能够输出24V范围内的可调直流电
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业设计 论文 数字 显示 连续 可调 直流 稳压电源 设计

链接地址:https://www.31ppt.com/p-4858685.html