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1、word辽 宁工 业 大 学模拟电子技术根底 课程设计论文题目：直流电源、恒流充电两用电路 课程设计论文任务与评语院系：电子与信息工程学院 教研室：电子信息教研室学 号学生某某专业班级课程设计题目直流电源、恒流充电两用电路课程设计论文任务设计参数：1.设计并制作一台直流电源、恒流充电两用电路。2输出直流电压连续可调。3对镍镉电池充电。4具有功能显示设计。设计要求：1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标与应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2 .确定合理的总体方案。对各种方案进展比拟，以电路的先进性、结构的繁简、本钱的上下与制作的难易等方面作综合比
2、拟，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成假如干子系统或单元电路，逐个设计。4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。进度计划1布置任务，查阅资料，理解任务设计要求。2天2确定设计方案，并画出总体设计框图。1天3开始设计各个单元电路。2天4. 整理各个局部，汇成整体。2天5对系统进展仿真，分析系统性能。2天6撰写、打印设计说明书1天指导教师评语与成绩平时： 论文质量： 辩论：总成绩： 指导教师签字： 年 月 日注：成绩：平时20% 论文质量60% 辩论20% 以百分制计算摘 要在电子电路
3、中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。直流电源、恒流充电两用电路由直流电源电局部和恒源充电局部组成。直流稳压电源是为各种电子电路或电子设备提供直流供电电压的电子设备。在电网电压或负载变化时，它能使输出电压根本保持不变。可近似看成一个理想电压源，即内阻接近于零。电流维持在恒定值的充电，是一种广泛采用的充电方法。蓄电池的初充电，运行中的蓄电池的容量检查，运行中的牵引蓄电池的充电以与蓄电池极板的化成充电，多采用恒流或分阶段恒流充电。关键词：直流稳压电源、恒流充电目 录第一章 绪论11.1 直流电路原理.11.2 恒流充电原理.1第二章 直流电源 恒流充电两用电路设计方案.22.1直流电源、恒流充电两
4、用电路的应用意义.22.2直流电源、恒流充电两用电路设计的要求与技术指标222.4 总体方案设计框图.4第三章 直流电源各单元电路设计4443.3 滤波电路设计.57第四章 恒充电各单元设计84.1 充电电路结构图.84.2 充电电路原理.8第五章 系统分析和调试95.1 系统总体电路图.995.3 仿真结果.10第六章 课程设计总结和体会.11第七章 参考文献.12第八章 附录.138.1 系统总体电路图.138.2 器件清单.14 / 第一章 绪论1.1 直流电路原理当市电经过输入开关接通变压器将市电电压转换成所设计的电压后,进入了预稳压电路,预稳压电路是对所要的输出电压进展初步稳压,其目
5、的是降低大功率调整管的输入与输出之间的管压降，减少大功率调整管的功耗，提高直流电源的工作效率，预稳压电源一般由可控硅无级移相调整式用继电器切换变压器输出的抽头进展稳压。经过预稳压电源和滤波器后得到的电压根本稳定，纹波相对较小的直流电经过在控制电路控制的大功率调整管进展准确快速的问顶压后，将得到稳压精度和性能符合标准的直流电压，再经过滤波器进展滤波后既得到我的所需要的输出直流电。为了得到我的所需要的输出电压值或稳流电流值，我们还需要对输出的电压值和电流值进展取样检测，并将其传送到控制/保护电路，控制/保护电路将检测到的输出电压值和电流值与电压/电流设定电路所设定的值进展比拟分析后，驱动预稳压电路
6、和大功率调整管使直流稳压电源能输出我们所设定的电压和电流值，同时当控制/保护电路检测到异常的电压或电流值等情况下将启动保护电路使直流电源进入保护状态。1.2 恒流充电原理电流维持在恒定值的充电。是一种广泛采用的充电方法。蓄电池的初充电，运行中的蓄电池的容量检查，运行中的牵引蓄电池的充电以与蓄电池极板的化成充电，多采用恒流或分阶段恒流充电。此法的优点是可以根据蓄电池的容量确定充电电流值，直接计算充电量并确定充电完成的时间。第二章 直流电源 恒流充电两用电路设计方案2.1直流电源、恒流充电两用电路的应用意义 在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。直流稳压电源是为各种电子电路或电子设备提供
7、直流供电电压的电子设备。 在电网电压或负载变化时，它能使输出电压根本保持不变。可近似看成一个理想电压源，即内阻接近于零。镍镉电池是一种可以反复使用、反复充电的直流电源，它的充放电次数一般在500次左右，性价比拟高。镍镉电池在电能根本释放之前，要进展充电，充电的工具就是充电器。简易充电器采用半波整流方式，具有线路简单、实用可靠等优点。2.2直流电源、恒流充电两用电路设计的要求与技术指标2.2.1设计要求：1分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课设要求、性能、指标与其应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2确定合理的总体方案。对各种方案进展比拟，以电路的先进性、结构的繁简、本
8、钱的上下与其制作的难以等方面做综合比拟，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3设计个单元电路。总体方案化整为零，分解成假如干子系统或单元电路，逐个设计。4组成系统。在一定幅面的于纸上合理布局，通常是按信号的流向，采取左进右出的规律摆放个电路，并标出必要的说明。2.2.2技术指标：稳压电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许的输入电压、输出电压、输出电流与输出电压调节X围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度，包括稳压系数、输出电阻、温度系数与纹波电压等。这些质量的含义，可简述如下：由于输出直流电压Vo随输入直流电压VI即整流滤波电路的输出电压，其数值可近似认为与交流电源电压成
9、正比、输出电流IO和环境温度T摄氏度的变动而变动，即输出电压VO=f(VI,IO,T)，因而输出电压变化量的一般式可表示为：或： 电源、恒流充电两用电路由直流电源与恒流充电器连接而成，电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。但这样的电压还随电网电压波动、负载和温度的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后，还需要接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时。维持输出直流电压稳定。提供连续可调直流电源。后接充电器，可对镍镉电池充电，充电
10、电流流过电阻 与晶体管到电池，其中有电流显示功能进展充电。符合设计要求。2.4 总体方案设计框图 直流电源电源变压器稳压电路滤波电路充 电 电 路整流电路第三章 直流电源各单元电路设计电源变压器整流电路滤波电路稳压电路整流电路的任务是将交流电变换成直流电。完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。在小功率整流电路中，常见的几种整流电路有单相半波、全波、桥式和倍压整流电路。1工作原理电路如图，图中为电源变压器，它的作用是将交流电网电压变成整流电路要求的交流电压，是要求直流供电的负载电阻，四只整流二极管接成电桥式整流电路之称。输出端输入端在电源电压的正、负半周设
11、a端为正，b端为负时是正半周内电流通路分别用图中表示负载上的直流电压和直流电流的计算：=式中恒定分量即为负载电压的平均值，因此有：=直流电流为 : 由式3.2.1出,最低次谐波分量的幅值为,角频率为电源频率的两倍,即。其他交流分量的角频率为、等偶次谐波分量。这些谐波分量总称为纹波，它叠加于直流分量之上。常用纹波系数来表示直流输出电压中相对纹波电压的大小，即：=2整流元件参数的计算 在桥式整流电路中，二极管、和、是两两轮流导通的，所以流经每个二极管的平均电流为： 二级管在截止时管子两端承受的最大反向电压可以从图3.2.1看出。在的正半周时，、导通，、截止。此时、所承受的最大反向电压均为的最大值，
12、即： 同理，在的负半周，、也承受到同样大小的反向电压。3.3 滤波电路设计1 用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以与由电容、电感组合而成的各种复式滤波电路。C型滤波电路输出端输入端由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容器C在电源供应的电压升高时，能把局部能量存储起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比拟平滑，即电容C具有平波的作用；与负载串联的电感L，当电源供应的电流增加时，它能把能量存储起来，而当电流减小时，又把能量释放出来，使负载电流比拟平滑，即电感L也有平波作用。2电容滤波电路如下列图：电容滤波电路输入端输出端负载未接入时的情况：设电容器两端初始电压为零，接入交流电源后，当为正半周时，通过、向电容器C充电；为负半周时，经、向电容器C充电，充电时间常数为： 其中包括变压器副绕组的直流电阻和二极管D的正向电阻。由于一般很小，电容器很快就充电到交流电压的最大值，极性如下列图。由于电容器无放电回路，故输出电压保持在，输出为一个恒定的直流。接入负载的情况：设变压器副边电压从0开始上升时接入负载，由于电容器在负载未接入前充了电，故刚接入负载时，二级管受反向电压作用而截止，电容器C经放电，放电的时间常数为 因一般比拟大,故电容两端的电压=。输出端输入端
