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  当今社会人们极大的享受着设备带来的便利,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。
  在很多应用直流电机的场合中,要求为电机驱动电路提供1个其输出能从0 V开始连续可调(0~24 V)的直流电源,并且要求电源有保护功能。实际上就是要求设计一个具有足够调压范围和带负载能力的直流稳压电源电路。该电路的设计关键在于稳压电路的设计,其要求是输出电压从0 V开始连续可调;所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调;输出电压应能够适应所带负载的启动性能。
2 电路的设计
  符合上述要求的电源电路的设计方法有很多种,比较简单的有3种:
  (1)串联式直流稳压电路。电路框图如图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为恒定值(稳压值)。
  单纯的串联式直流稳压电源电路很简单,但增加辅助电源后,电路比较复杂,由于都采用分立元件,电路的可靠性难以保证。
  (2)采用三端集成稳压器电路。如图2所示,他采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器,输出电压调整范围较宽,设计一电压补偿电路可实现输出电压从0 V起连续可调。
  (3)用制作的可调直流稳压电源。该电路采用作为第一级调压元件,用稳压电源芯片,作为第二级调压元件,通过AT89CS51单片机控制继电器改变网络的阻值,从而改变调压元件的外围参数,并加上软启动电路,获得0~24 V,0.1 V步长,驱动能力可达1 A,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3所示。
  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。
  该电源稳定性好、精度高,并且能够输出±24 V范围内的可调直流电压,且其性能优于传统的可调直流稳压电源,但是电路比较复杂,成本较高,使用于要求较高的场合。在实际中,如果对电路的要求不太高(这种情况较多),多采用第二种设计方案。
3 实际电路的设计
  电路采用三端集成稳压器电路方案,电路原理图如图4所示。其中IC为三端集成稳压器。晶体管T,阻R3,和器C组成软启动电路。电阻R4和二极管D组成电压补偿电路。电容C2为输出滤波电容。
  (1)三端集成稳压器LM317及其调压原理。图4中IC采用了LM317系列三端集成稳压器,其输出电压调节范围可达1.25~37 V,输出电流可达1.5 A,内部带有过载保护电路,具有稳压精度高、工作可靠等特点。其输出电压的调节原理如图5所示。由于LM317的2,3脚之间的电压U32为一稳定的基准电压(1.25 V),故有:
  其中,R1为,故调节R2可以调节输出电压UO,并且UO的最小值为1.25 V。
&&& (2)电压补偿电路的设计。因要求输出电压从0 V起调,LM317集成稳压器不能直接满足要求,需设计一个电压补偿电路,抵消LM317的1.25 V最小输出电压。电压补偿电路由电阻R4和二极管D组成。
&& 式中,U3为LM317的3脚电压;UO为输出电压;UD为二极管D的正向压降,即为补偿电压,其值略大于LM317的基准电压(1.25 V)。这里用3只串联的锗材料整流二极管的导通压降来实现。
  (3)软启动电路设计。软启动电路由晶体管T,电阻R3,R和电容器C组成。其作用是使电路输出电压UO有一个缓慢的上升过程,以适应感性负载(如直流电机)的启动特性。当输入电压UI接入时,因C上的电压不能突变,故T因基极电位较高而饱和导通,使U2(LM317的2脚电位)和U3都很低,故UO很小。启动的时间可以通过改变C和R的值进行调整。
  (4)改进方案。由于该电路的输出电压的调整完全依赖电电位器R2的改变,因此R2的改变范围较大,这样在输出电压的调整过程中,容易调过头或调不足,要准确地实现0~24 V宽范围的电压任一电压有些调整比较麻烦,必须反复调整,只依赖R2是比较困难的。电路如图6所示。
  (5)电路主要测试数据。接上电源变压器和整流滤波电路以后对电路进行测试的结果为:电路在负载为1 A时输出电压调整范围如表1所示;在输出电压为额定值(24 V)下的负载特性如表2所示。电网电压波动±10%(负载电流1 A)情况下输出电压如表3所示。
  该稳压电路应用三端集成稳压电器,并加入补偿电压的方法解决LM317系列输出电压不能从0 V开始起调的问题。软启动电路的引入适应负载的启动特性。电路的结构简单、功能完善、可靠性高。
技术资料出处:杨征
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1. 数字地和模拟地应分开;
在高要求电路中,数字地与模拟地必需分开。即使是对于 A/D、D/A转换器同一芯片上两种“地”最好也要分开,仅在系统一点上把两种“地”连接起来。
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名 专业班级 13应电1班 论文名称 可调直流稳压电源 指导教师 XX 摘
要 该设计采用稳压器、LM317与LM337以达到直流稳压电源的正负输出可调性。整个电源回路分为变压器,整流电路,滤波电路和稳压电路四个部分组成。具有可调性,体积小,稳定性高和性价比高的优点。本文主要介绍的其如何实现功能以及其工作原理,并且具体分析其硬件电路和实现方法。通过电流表及相关器件的检测,可以得出该电路能够实现直流稳压电源的功能,并通过反复实验,结果均表明该电路能够进行实时的调控,控制效果果良好,灵活性高。该电源可广泛性的用语电子产品,仪表等实验场所。
2.1功能电路整体分析 7
2.1.2 整流电路 7
2.1.3滤波电路 8
1.1.1. 电路主要测试数据 10
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,我们的生活也就不会这么丰富多彩了。
由于电子技术的特性,电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能,而且通常情况下都要求
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求一个直流稳压电源电路图和原理
来源:互联网 发表时间: 12:28:07 责任编辑:鲁晓倩字体:
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[从零开始DIY]用LM2576 DIY一个输出可调的稳压电源收藏
目的:从零开始,从市场现状分析,从芯片选型、元器件选择开始,到电路设计,PCB设计到制成成品,图片和视频展示。踏实走好每一步,因为自己也是新手,所以用这种方式来自我提高。
现状:目前嵌入式系统的供电怎么解决呢,粗分无非电池和DC两种,电池主要用于便携式设备,可能还需要进行升压降压之类的,在此不做讨论。传统的线性稳压器芯片LM78xx、LM79xx、LM317以及后来开始流行的LDO芯片ASM1117系列,这类芯片相比LM系列压差小,体型小巧,功率低,很适合用于低功耗的嵌入式系统(推荐)。LM2576是国家半导体推出的3A电流输出降压开关型集成稳压电流,以前电子大赛电源题目就使用过这个芯片,加上现在库存还有几个,物尽其用,打算用这个芯片做一个可调电压(主要是3.3v,5v,12v)的供电系统。其实我觉得每个搞电子的人都做过直流稳压电源吧,记得刚开始入门的时候,老师就给你一个正负电源电路板(那时候用的LM78、79系列的)。但是现在再做那种感觉不太合适,主要是用到的芯片太多了,还有大量的电容,做出来的板子太大了。
先看看市场上关于LM2576的产品,图片来自淘宝。产品一:最简单最基本的可调稳压DCDC
这个是淘宝上卖的最多的那种,这里他用的是LM2596-adj,对于的区别LM2576和LM2596的输出电流都是3A的。LM2576的震荡频率是50KHZ,LM2596的震荡频率是150KHZ。也就是说用LM2596制作电源,电感值小一些。电感的体积小一些。我觉得这个产品有个不好的地方在于那个电位器,不好拧不说,而且拧上好几圈电压值也变化不大,为了节约成本嘛。。理解
产品二:按键可调(数字),数码管显示可调稳压DCDC这个产品还是比较牛的,需要用到单片机,因为根据LM2576的典型电路知道,改变2电阻的比例就可以调节输出电压的值,如何改变电阻的比例呢,我所知的有2种方法,一是利用单片机+模拟开关(比如CD4053)+定值电阻方案,用单片机控制接入电路中电阻的数量来改变电阻组比例,二是利用单片机+数字电位器(成本比一高),图中的这个产品应该是用的模拟开关方案,限于成本嘛。。。理解
产品三:数码管显示的稳压DC-DC这个产品我研究了一下,简单来说就是产品一+带电压显示功能的数码管(7元左右)的组合,不过它这里卖的比较贵,其实我比较喜欢这种,只是需要把电位器换成适合人拧的那种就ok了。所以我打算借助第三种产品的思路。
所以大致方向:芯片手册找到典型应用电路 &&& 加上自己想要的功能并在AD中绘制原理图
&&& PCB Layout
&&& 手工制作电路板
直播开始,我会实时补上进度,看最终产品能否做出来
现在手头有的东西(懒得拍照了):1、10W 双12V 10W 电源变压器
2、LM2576T-ADJ一只,2576HV(57V for HVversion)的是高输入电压版本,搭配这个12v输出的变压器用普通的就够了
步骤一:研究LM2576芯片手册
数据手册基本涵盖了使用了这个芯片的所有方法,根据芯片手册设计电路其实基本上就是找出最适合的典型应用电路,根据实际情况加以修改,其中一定要注意元件的选型和参数,队友课编程期间还有时序图要研究,如果是画PCB的话,上面的封装尺寸也是很重要的一个参考。总之芯片手册是最好的教材。
下面是一个可调电压式的典型电路从图中可知,普通的电源变压器整流后可以直接接在输入端上面,输出电压由R2、R1的值共同决定。但是我发现这个电路画的很奇怪,2个电容和二极管的接地端为啥要这么画啊?暂时不知
接着看需要注意的部分,这是数据手册上面给的设计流程,我觉得主要是用来进行元件选型和取值1、先计算R1 R2的取值。我把上面给的例子换下。Vin(max) = 15v(15V是由于变压器的输出12V是有效值,整流后的直流电压会变大)
R1选1K,R2选10K的电位器时,输出电压在1.23V到13.53V之间连续可变(理论上),满足要求附上电位器图片,这个虽然体积大点,但是很好拧
2、电感选择Vin = 15V Vout = 3.3V时,E*T = 49.5Vout = 12V时,E*T = 55.2由这个图可以确定电感选型,以最大输出电流1A(1A其实就足够了),50&E*T&60,电感选择L220,即220uH。
3、输出电容选择老实计算得Cout&403uf 实际的话就选16V 1000uF的铝电解电容
4、二极管选择任一一款都有余量,选择1N5822,我常去的哪家淘宝店就只有这个。。SS34封装的
5、输入电容选择由图知100uf的铝电解电容或钽电容都足够了,就铝电解电容吧,便宜点选择35V 100uF的铝电解电容这里不选16V的是考虑到输入电压峰值的问题,35V应该足够了
元件选型到此结束,芯片手册后面还有一个电路,为了减少纹波最终决定采用这个电路,只需要把一下元件的值换成上面的就行了。元器件已选好放入淘宝购物车 电路图选好了,但是不代表不去再看芯片手册了,芯片手册里面的封装信息和对于PCB布局的建议对将来画板都十分有帮助,到时候再说吧。 接下来该画电路图了。
等着看楼主的电压控制部分。。。。最近刚做了一个LM2596的电路,比想像的容易些,效果还不错。刚开始调试时,炸了一个LM2596。是因为肖特基二极管接反了:(真是不可饶恕啊!被炸掉的LM2596我好好地贡了起来。 其他的都不错,PCB走线,是对着手册琢磨好久才定下来的,最后总算能工作。
话说这个效率转换怎么样?能达到多少?楼主看的英文的芯片手册?我已经忍不住要膜拜了。。。
顶了,现在也在学习这个
单片机控制电源好像很新鲜的样子。不过以开关电源为基础设计出来的会不会好点?转换效率应该能高些,还用不着大块头的变压器。
楼主看我的
2596电路简单,但是效率和纹波要做上去也不太容易。刚开始做开关电源自己搭拓扑,设计闭环方案和环路补偿学到的东西会多一点吧
楼主看我的
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我希望能拥有个明亮的落地窗每天都能够去晒一晒太阳把我的东西都摆在地上再唱起从前的时光那时的眼神是青涩明亮心里有个理想的天堂还有我最心爱的姑娘我希望我和你有孩子般的善良给你纯粹的心给我 纯粹的模样跑回到他们的身旁我希望这首歌 你能和我一起唱带上你的故事和美好幻想回到匆匆那年的时光我希望我和你能够走到最后每天都能够去晒一晒太阳我们爬到楼顶去看夕阳微风吹拂你精致的脸庞美好就是你微笑的模样有好多事要对我讲我多希望时间停在这地方-----《我希望》
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小功率可调直流稳压电源设计分享之主电路
在稳压电源设计的过程中,很多时候往往会要求工程师所设计的直流稳压电源能够为电机驱动电路提供1个能从0V开始连续可调的直流电源,并且要求这一方案中具有保护功能。这种稳压电源设计要求看似困难,实际上只是要求设计人员为稳压电源电路中加入一个具有足够调压范围和带负载能力的直流稳压电源电路。在今明两天的方案分享中,我们将会为大家分享一个小功率可调的直流稳压电源设计方案,下面我们先来看一下这一方案的主电路系统是怎么设计的吧。
主电路系统
在本方案中,这一小功率可调直流稳压电源设计方案,其可调范围是0-24V范围内可调,这一电路的设计关键在于稳压电路的设计,所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调,其输出电压应能够适应所带负载的启动性能。此外,电路还必须简单可靠,能够输出足够大的电流。符合上述要求的电源电路的设计方法有很多种,比较简单的有2种,一种是晶体管串联式直流稳压电路,一种是三端集成稳压器电路。下面我们分别进行分析。
首先我们来看一下晶体管串联式直流稳压电路,这一电路设计的基础框图如下图图1所示,可以看到在该电路中输出电压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U。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U。为稳压值。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辅助电源,用于控制输出电压能够从0V开始调节。
图1 串联式稳压电源电路
然而,在实际的稳压电源设计和应用过程中,尽管这种单纯的串联式直流稳压电源电路很简单,但在增加辅助电源后在进行设计,需要处理的电路系统就比较复杂了,而且由于都采用分立元件,这一电路的可靠性难以保证。
接下来我们来看一下三端集成稳压器电路在稳压电源设计中的应用情况,这一电路的结构框图如图2所示。可以看到,三端集成稳压器电路主要采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器,输出电压调整范围较宽,设计一电压补偿电路可实现输出电压从0V起连续可调,因要求电路具有很强的带负载能力,需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器件较少,成本低且组装方便、可靠性高。因此本方案选用三端集成稳压器电路来进行主电路系统的设计。
图2 三端集成稳压器电路结构框图
在我们这一0-24V可调稳压电源设计方案中,我们所设计的电源主电路系统,采用三端集成稳压器电路方案,其电路原理图如下图图3所示。在图3中,IC为三端集成稳压器。晶体管T,阻R3,和电容器C组成软启动电路。电阻R4和二极管D组成电压补偿电路。电容C2为输出滤波电容。
图3 输出电压可调的直流稳压电源电路原理图
三端集成稳压器LM317及其调压原理
在图3所展示的直流稳压电源的主电路原理图中,我们所选择的IC采用了LM317系列三端集成稳压器,其输出电压调节范围可达1.25~37V,输出电流可达1.5A,内部带有过载保护电路,具有稳压精度高、工作可靠等特点。这一三端集成稳压器的输出电压的调节原理如图5所示。由于LM317的2、3脚之间的电压U32为一稳定的基准电压,其数值为1.25V,故有公式为:
在该公式中,R1为固定电阻,因此调节R2可以调节输出电压Uo,并且Uo的最小值为1.25V。这也就是三端集成稳压器的调压原理所在了。
以上就是本文针对一种0-24V可调稳压电源设计方案的主电路系统,所进行的简要分析和分享,在以后的文章中我们将会继续就该方案的驱动电路情况进行分享,欢迎大家继续关注。
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