Informe de diseño del curso de circuitos analógicos
Contenido de diseño: Fuente de alimentación estabilizada CC en serie
Diseñe una fuente de alimentación estabilizada CC en serie con un voltaje de salida ajustable de 6~15V La fuente de alimentación de voltaje convierte la alimentación de red (corriente alterna de 220 V/50 HZ) en un voltaje de CC estable de 6 ~ 15 V a través del transformador de potencia, el circuito rectificador, el circuito de filtro y el circuito estabilizador de voltaje.
Contenido
Uno: Requisitos de diseño
Dos: Descripción del principio de la fuente de alimentación regulada por CC
Tres: Pasos de diseño y circuito selección de componentes
Cuatro: diagrama de circuito de cada módulo y sus resultados de simulación
Cinco: diagrama de circuito general y sus resultados de simulación
Seis: resumen
Uno: Requisitos de diseño
Diseñe una fuente de alimentación regulada de CC en serie con una corriente de carga máxima de aproximadamente 100 mA y un voltaje de salida ajustable de 6 ~ 15 V. Pase la alimentación principal (220 V/50 HZ CA). el transformador de potencia y el circuito rectificador después del circuito de filtro y el circuito estabilizador de voltaje, se convierte en un voltaje de CC estable de 6 ~ 15 V.
Dos: Descripción del principio de la fuente de alimentación estabilizada por CC
Los equipos electrónicos generalmente requieren una fuente de alimentación de CC. Excepto por unos pocos que utilizan directamente baterías secas y generadores de CC, la mayoría de estas fuentes de alimentación de CC utilizan fuentes de alimentación estabilizadas de CC que convierten la energía de CA (red eléctrica) en energía de CC.
Figura (1) Diagrama de bloques de la fuente de alimentación CC estabilizada
Figura (4) Circuito estabilizador de voltaje en serie con enlace de amplificación
Figura (5) Fuente de alimentación CC en serie Diagrama del circuito de fuente de alimentación estabilizada
La fuente de alimentación estabilizada de CC consta de cuatro partes: transformador de potencia, rectificador, filtro y circuito estabilizador de voltaje. Su diagrama de bloques principal se muestra en la Figura (1). Después de que el transformador de potencia reduce el voltaje de CA U1 (220 V, 50 Hz) suministrado por la red eléctrica, se obtiene el voltaje de CA U2 que satisface las necesidades del circuito y luego el circuito rectificador lo convierte en un voltaje pulsante U3 que tiene una dirección constante y cambia de tamaño con el tiempo, y luego usa un filtro. Al filtrar su componente de CA, se puede obtener un voltaje de CC relativamente plano UI. Sin embargo, dicho voltaje de salida de CC también cambiará con la fluctuación del voltaje de la red de CA o el cambio de la carga. En situaciones con altos requisitos de suministro de energía CC, también se requiere un circuito estabilizador de voltaje para garantizar que el voltaje CC de salida sea más estable.
Las figuras (2), (3) y (4) están conectadas en serie para formar un diagrama de circuito de fuente de alimentación regulada en serie con un enlace de amplificación, es decir, la figura (5) es la parte del rectificador. Un puente rectificador monofásico, circuito de filtro de condensador. La parte estabilizadora de voltaje es un circuito estabilizador de voltaje en serie con un enlace de amplificación. Consta de un componente de ajuste (un tubo compuesto compuesto por transistores Q1 y Q2); un amplificador de comparación (circuitos de muestreo operacional integrados R2, R4, R3); , voltaje de referencia DZ, R1 y otros componentes. Todo el circuito estabilizador de voltaje es un sistema de circuito cerrado con retroalimentación negativa en serie de voltaje. El proceso de estabilización de voltaje es: cuando el voltaje CC de salida cambia debido a fluctuaciones del voltaje de la red o cambios de carga, el circuito de muestreo extrae una parte del voltaje de salida y. lo envía al amplificador de comparación y lo compara con el voltaje de referencia. Se compara y la señal de error generada es amplificada por el amplificador de comparación y enviada a la base del tubo de ajuste, de modo que el tubo de ajuste cambia su caída de voltaje del tubo a compensar los cambios en el voltaje de salida, logrando así el propósito de estabilizar el voltaje de salida.
Tres: Pasos de diseño y selección de componentes del circuito
El proceso de diseño se lleva a cabo de forma modular. Una vez que los circuitos de cada módulo se diseñan en secuencia y la simulación es correcta, se realizan. luego se conectan en serie para formar el diagrama del circuito general;
Selección de componentes del circuito:
1: Determinación de Ui
Ui=Uo Uce, porque Uomax. =15V, Ucegt; Uces=1~2V, toma Uces=2V, entonces Ui=Uomax Uces=17V;
2: Selección del tubo de ajuste
Ucemax=Ui-Uomin= 17-6=11V, busque la tabla y seleccione D42C3, que Para ampliar el rango de corriente de salida, utilice un tubo compuesto compuesto por D42C8 y D42C3;
3: Selección del diodo regulador de voltaje Dz
Uz es menor o igual a Uomin=6V, donde se selecciona el tubo regulador de voltaje ZPD5.1, los parámetros son Uz=5.18V, Iz=1~10mA;
4: Selección de resistencia R1
UR1=Ui-Uz=17-5=12V, IR1 toma 10mA, R1= UR1 / IR1=1.2k, R1 es 1k
5: Selección de amplificador operacional integrado
Debido a que este circuito no tiene altos requisitos para el amplificador operacional integrado, se selecciona un tipo universal amplificador operacional integrado;
6: Selección del condensador de filtro C1
Para mejorar el efecto de filtrado, C1 utiliza un condensador electrolítico de 470 uf;
7: Resistencia en el enlace de muestreo Determinación de R2, R3, R4
Uomax=(R2 R3 R4)*Uz/R3
Uomin=(R2 R3 R4)*Uz/(R3 R4)
R4 es un reóstato deslizante con una resistencia máxima de 1Ko, Uz=5.18 V, Uomax=15V, Uomin=6V De las ecuaciones simultáneas, se puede obtener R2=264ohm y R3=666ohm;
8: Determinación de U2 y transformador
Para el total. -Circuito rectificador de onda, Ui=1.2U2, entonces U2=Ui/1.2=14V, se selecciona el transformador con una relación de transformación de 10:1 y luego se divide por resistencias. Después del voltaje, se obtiene el voltaje de 14V;
9: Selección de diodo rectificador
URmgt; 1.1*1.414*U2=1.1*1.414*14=22V, consulta la tabla y selecciona 1B4B42
Cuatro: Circuito diagrama de cada parte y sus resultados de simulación
1 Diagrama del circuito del transformador de potencia y sus resultados de simulación
El transformador de potencia cambia el voltaje de red de CA (220 V/50 HZ) u1 a un voltaje de CA adecuado u2
2 Diagrama del circuito del puente rectificador monofásico y resultados de la simulación
La tarea del circuito rectificador es convertir el voltaje de CA en un voltaje pulsante de CC
Diagrama de circuito:
Resultados de la simulación:
Diagrama de circuito del filtro de 3 condensadores y sus resultados de simulación
Diagrama de circuito:
Resultados de la simulación: Filtro capacitor C =22uf
Cuando el capacitor de filtro C=470uf
Diagrama del circuito estabilizador de voltaje en serie 4 con enlace de amplificación y sus resultados de simulación
Cinco: diagrama del circuito general y sus resultados de simulación
Ajustando la resistencia del reóstato deslizante R4, se puede obtener un voltaje CC estable de 6~15 V
Resultados de la simulación:
Voltaje de entrada Forma de onda U2
p>Diagrama de forma de onda U0 del voltaje de salida
Seis: resumen y experiencia del diseño del curso
1 A través del diseño de esta fuente de alimentación regulada, consolidé y profundicé mis conocimientos en electrónica analógica. Los conocimientos teóricos adquiridos en cursos técnicos les han dado un conocimiento más profundo de los circuitos rectificadores, circuitos de filtros, circuitos estabilizadores de voltaje, etc., y han aprendido a consultar manuales y materiales relevantes, mejorando su capacidad para. analizar y resolver problemas;
2 Adoptar el proceso de diseño modular
La programación puede optimizar el proceso de diseño y hacerlo más lógico. Sin embargo, cabe señalar que cada enlace debe realizarse con cuidado, si un determinado circuito de módulo no está bien diseñado o hay errores, el circuito general inevitablemente se verá afectado, por lo que debemos mantener una actitud seria y rigurosa durante el proceso de diseño.
3 El diseño de este curso es un proceso de integración de la teoría con la práctica. Se encontraron muchos problemas prácticos durante el diseño. Los resultados teóricamente correctos pueden causar varios problemas inesperados durante la simulación. realidad en el proceso de diseño y tener en cuenta la situación real tanto como sea posible. Además, cuando encuentre problemas, debe aprender a utilizar métodos teóricos y prácticos para analizar y resolver problemas;
4 A través del diseño de este curso, básicamente dominé el uso del software de diseño Multisim2001, e inicialmente lo dominé. He aprendido el método de diseño de circuitos electrónicos y necesito practicar más en el futuro para dominarlo con habilidad.
5 Mirando hacia atrás en el diseño de este curso, tengo muchas emociones hasta ahora. Desde la selección del tema hasta la finalización, desde la teoría hasta la práctica, entiendo Se enfatiza la importancia de combinar la teoría con la práctica. Solo el conocimiento teórico está lejos de ser suficiente. Solo combinando el conocimiento teórico aprendido con la práctica y sacando conclusiones de la teoría podemos dominar verdaderamente el conocimiento. mejorar así nuestras habilidades prácticas y capacidad de pensamiento independiente;