不间断直流稳压电源

《模拟电子技术课程设计》题目：不间断直流稳压电源班级专业名称电气工程及其自动化指导教师学生姓名年月摘要电子设备中都需要稳定的直流电源，大多数是通过将交流电通过整流，滤波和稳压后获得。整流电路用来将交流电压换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除其中的交流成分；稳压电路是用来维持输出直流电源的稳定。电子设备都离不开直流电源许多电子设备要由电力网上的交流电所变化的电流来提供，设备不同，对电源的要求也不同。目录前言.............................................................................................................................................2第1章总体电路设计..............................................................................................................21.1设计原理...............................................................................................................................21.2总体框图...............................................................................................................................2第2章单元电路设计.............................................................................................................32.1直流稳压电源的设计...........................................................................................................32.11变压电路设计.....................................................................................................................32.12整流电路设计.....................................................................................................................32.13滤波电路设计.....................................................................................................................42.14稳压电路设计.....................................................................................................................42.2切换电路的设计...................................................................................................................62.3欠压指示电路的设计...........................................................................................................6第3章总原理图设计.............................................................................................................73.1原理图...................................................................................................................................73.2元器件清单...........................................................................................................................7第4章仿真电路设计.............................................................................................................84.1仿真软件介绍.......................................................................................................................84.2仿真电路图...........................................................................................................................84.3仿真结果...............................................................................................................................8第5章课程设计总结.............................................................................................................8致谢.............................................................................................................................................8参考文献.....................................................................................................................................9前言当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源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，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。稳压电源的分类，按输出电源的类型分有直流稳压电源和交流稳压电源。1、设计任务不间断直流稳压电源2、设计要求1．不间断输出直流电压+12V。2．当电网供电时，由电网提供电源，当电网停电时，自动切换为电平供电。3．要求有电网供电指示，电平电压低于10.5V时有欠压指示。用一个DC12V的继电器。第1章总体电路设计1.1设计原理根据直流稳压电源的设计，通过降压、整流、滤波、稳压可设计出12伏的稳压电源。设计一个切换电路可实现：当电网供电时，由电网提供电源，当电网停电时，自动切换为电平供电。通过一个电压比较器控制继电器，从而实现欠压指示。1.2总体框图降压稳流滤波稳压切换电路12v输出12v电平电压比较器继电器指示灯2.1直流稳压电源的设计2.11变压电路设计：通常直流稳压电源使用电源变压器来改变输入到后级电路的电压。电源变压器由初级绕组、次级绕组和铁芯组成。初级绕组用来输入电源交流电压，次级绕组组输出所需要的交流电压。通俗的说，电源变压器是一种电→磁→电转换器件，即初级的交流电转化成铁芯的闭合交变磁场，磁场的磁力线切割次级线圈产生交变电动势。次级接上负载时，电路闭合，次级电路有交变电流通过。如下图所示：T12.12整流电路设计：整流电路的主要作用是由整流电路、直流中间电路和逆变电路三部分以及有关的辅助电路组成。在电流型变频器中整流电路的作用相当于一个直流电流源，而在电压型变频器中整流电路的作用则相当于一个直流电压源。经过变压器变压后的仍然是交流电，需要转换为直流电才能提供给后级电路，这个转换电路就是整流电路。在直流稳压电源中利用二极管的单项导电特性，将方向变化的交流电整流为直流电。整流电路的种类如下：1、半波整流半波整流电路只利用电源的正半周，电源的利用效率非常低，所以半波整流电路仅在高电压、小电流等少数情况下使用，一般电源电路中很少使用。2、全波整流全波整流电路每个整流二极管上流过的电流只是负载电流的一半，比半波整流小一倍。由于全波整流电路需要特制的变压器，制作起来比较麻烦，所以在实际运用中很少使用。3、桥式整流桥式整流电路使用普通的变压器，每个整流二极管上流过的电流是负载电流的一半，与全波整流相同。桥式整流比全波整流多用了两个整流二极管，由于四个整流二极管连接成电桥形式，所以称这种整流电路为桥式整流电路。电路图如图所示：V1220Vrms50Hz0°T1J3Key=AD11J4B421243354为了克服半波整流和全波整流的缺点在本设计中整流电路采用最常用的桥式整流电路。2.13滤波电路设计滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。电容器对直流开路，对交流阴抗小，所以电容器应该并联在负载两端。电感对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此电感应与负载串联。经过渺小滤波电路后，既可保留直流分量，又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。滤波电路的种类如下：1、电容滤波电路电容滤波电路是利用电容的充放电原理达到滤波的作用。在脉动直流波形的上升段，电容充电，由于充电时间常数很小，所以充电速度很快；在脉动直流波形的下降段，电容放电，由于放电时间常数很大，所以放电速度很慢。在电容还没有完全放电时再次开始进行充电。这样通过电容的反复充放电实现了滤波作用。2电感滤波电路电感滤波电路是利用储能元件电感器的电磁感应使电流不能突变的性质，把电感与整流电路的负载串联，也可以起到滤波的作用。3、复式滤波电路当单独使用电容或电感进行滤波，效果仍不理想时，可采用复式滤波电路。复式滤波电路常用的有三种类型，它们的电路组成原则是，把对交流阻抗大的元件与负载串联，以降落较大的纹波电压，而把对交流阻抗小的元件与负载并联以旁路较大的纹波电流。本设计