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(5)12V直流电转3.3V稳压直流电的电路图及说明

(5)12V直流电转3.3V稳压直流电的电路图及说明
(5)12V直流电转3.3V稳压直流电的电路图及说明

概述:

LM2596系列开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路,能够输出3A的驱动电流,同时具有很好的线性和负载调节特性。固定输出版本有3.3V、5V、12V,还有一个输出可调版本。

添加少量的外部元件就可以使用该电压调节器。该器件内部集成有频率补偿和固定频率发生器。开关频率为150KHz,与低频开关调节器相比较,可以使用更小规格的滤波元件。其封装形式包括标准的5脚TO-220封装和5脚TO-263表贴封装。

由于该器件可以使用通用的标准电感,这更优化了LM2596的使用,极大地简化了开关电源电路的设计。

该器件还有其他一些特点:在特定的输入电压和输出负载的条件下,输出电压的误差可以保证在±4%的范围内,振荡频率误差在±15%的范围内;可以用仅80μA的待机电流,实现外部断电;具有自我保护电路(一个两级降频限流保护和一个在异常情况下断电的过温完全保护电路)。

特征:

※ 3.3V、5V、12V的固定电压输出和可调电压输出

※可调输出电压范围1.2V~37V,±4%

※封装形式:TO-220(T)和TO-263(S)

※保证输出负载电流3A

※输入电压可高达40V

※仅需4个外接元件

※很好的线性和负载调节特性

※150KHz固定频率的内部振荡器

※TTL关断能力

※低功耗待机模式,I Q的典型值为80μA

※高转换效率

※使用容易购买的标准电感

※具有过热保护和限流保护功能

应用:

※简易高效率降压调节器

※在卡上的开关电压调节器

※正到负电压转换器

专利号:5382918

典型电路(固定输出电压版本):

封装和型号:

※弯曲交叉的引脚,通孔封装,5脚TO-220 (T)

订货型号:LM2596T-3.3, LM2596T-5.0,LM2596T-12 or LM2596T-ADJ ※表面贴封装,5脚TO-263 (S)

订货型号:LM2596S-3.3, LM2596S-5.0, LM2596S-12 or LM2596S-ADJ

极限条件:

最大供电电压45V

ON /OFF 管脚输入电压-0.3≤V≤+25V

反馈脚电压-0.3≤V≤+25V

输出电压到地(稳态)-1V

功率消耗内部限定

储存温度-65°C 到+150°C

ESD易感性(人体模式)2KV

焊接温度

T封装(锡焊, 10秒) +260°C

最大结温+150°C

运行条件:

温度范围-40°C≤T J≤+125°C

供电电压 4.5V 到40V

LM2596-3.3电参数

说明:标准字体对应的项目适合于TJ=25℃时,粗体字对应的项目适合于全温度范围

符号意义测试条件典型值

(注3)极限值

(注4)

单位

(极限)

系统参数(注5) 测试电路图 1

V OUT输出电压 4.75V ≤ V IN≤ 40V,

0.2A ≤ I LOAD≤ 3A 3.3

3.168/3.135

3.432/3.465

V

V(min)

V(max)

η效率V IN = 12V,

I LOAD = 3A

73 %

LM2596-5.0电参数

说明:标准字体对应的项目适合于TJ=25℃时,粗体字对应的项目适合于全温度范围

符号意义测试条件典型值

(注3)极限值

(注4)

单位

(极限)

系统参数(注5) 测试电路图 1

V OUT输出电压7V ≤ V IN ≤ 40V,

0.2A ≤ I LOAD≤ 3A 5.0

4.800/4.750

5.200/5.250

V

V(min)

V(max)

η效率V IN = 12V,

I LOAD = 3A

80 %

LM2596-12电参数

说明:标准字体对应的项目适合于TJ=25℃时,粗体字对应的项目适合于全温度范围

符号意义测试条件典型值

(注3)极限值

(注4)

单位

(极限)

系统参数(注5) 测试电路图 1

V OUT输出电压15V ≤ V IN≤ 40V,

0.2A ≤ I LOAD≤ 3A 12.0

11.52/11.40

12.48/12.60

V

V(min)

V(max)

η效率V IN = 25V,

I LOAD = 3A

90 %

LM2596-ADJ电参数

说明:标准字体对应的项目适合于TJ=25℃时,粗体字对应的项目适合于全温度范围

符号意义测试条件典型值

(注3)极限值

(注4)

单位

(极限)

系统参数(注5) 测试电路图 1

V FB反馈电压 4.5V ≤ V IN≤ 40V,

0.2A ≤ I LOAD≤ 3A

V OUT设计为3V,电路

图 1 1.230

1.193/1.180

1.267/1.280

V

V(min)

V(max)

η效率V IN = 12V, V OUT =

3V, I LOAD = 3A

73 %

所有输出电压版本电参数

说明:标准字体对应的项目适合于TJ=25℃时,带下划线的粗斜体字对应的项目适合于整个温度范围。除非特别说明,VIN=12V对应于LM2596—3.3、LM2596—5.0、LM2596—ADJ,VIN=24V对应于LM2596—12。I LOAD=500mA。

符号意义测试条件典型值

(注3)极限值

(注4)

单位

(极限)

系统参数(注5) 测试电路图 1

I b反馈偏置电流只限可调版本

V FB = 1.3V 10

50/100

nA

nA (max)

f O振荡器频率(注6) 150

127/110

173/173 kHz

kHz(min) kHz(max)

V SAT饱和压降I OUT = 3A

(注7, 8) 1.16

1.4/1.5

V

V(max)

DC 最大占空因数(ON)(注8) 100 % 最小占空因数(OFF)(注9) 0 %

I CL电流极限峰值电流

(注7, 8) 4.5

3.6/3.4

6.9/

7.5

A

A(min)

A(max)

I L输出泄漏电流Output = 0V

(注7, 9)

50 μA(max)

Output = -1V (注10) 2

30

mA

mA(max)

I Q静止电流(注9) 5

10 mA

mA(max)

I STBY待机静止电流ON/OFF pin = 5V

(OFF) (注10) 80

200/250

μA

μA(max)

θJC结到壳热阻TO-220或TO-263 2 °C/W

θJA 结到周围环境热阻TO-220封装(注11)

TO-263封装(注12)

TO-263封装(注13)

TO-263封装(注14) 50

50

30

20

°C/W

°C/W

°C/W

°C/W

ON/OFF控制测试电路图1

V IH V IL ON /OFF 脚逻辑

输入极限电压低电平(调整器ON)

高电平(调整器OFF)

1.3

0.6

2.0

V

V(max)

V(min)

I H ON /OFF脚输入电

流V LOGIC = 2.5V

(调整器OFF)

5

15

μA

μA (max)

I L V LOGIC = 0.5V

(调整器ON) 0.02

5

μA

μA(max)

注1:超过“极限条件”装置可能损坏。“运行条件”的目的是功能性的,但并不保证具体的性能极限。为保证规格和测试条件,参见电气特性。

注2:人体放电模式相当于一个100PF的电容通过一个1.5K的电阻向每个管脚放电。

注3:典型值是指在25℃下的数值,代表最常见的情况。

注4:所有的极限参数都必须适合于室温(用正常字体表示)和极限温度(用带下划线的粗斜体字表示),所有室温下的极限参数都是经过测试得出的,所有的极限温度下的极限参数都可以通过使用相关的标准统计质量控制方法(SQC)来加以保证。

注5:二极管、电感、输入和输出端的电容以及调节输出电压的电阻等外接元件可能会影响开关调节器的系统性能。当LM2596用在如图1所示测试电路中时,其系统性能如电气特性中系统参量所示。

注6:当第二级电流极限功能启动时,开关频率会有所下降。

注7:输出管脚不连接电感、电容或二极管。

注8:把反馈管脚和输出管脚断开,把反馈管脚连到0V,以强制输出开关晶体管导通。

注9:把反馈管脚和输出管脚断开,把反馈管脚连到12V(当VOUT=3.3V、5V或ADJ时)或15V(当VOUT=12V时),以强制输出开关晶体管截止。

注10:VIN=40V。

注11:环境热阻(不外加散热片)是指TO-220封装的LM2596垂直焊接在覆盖有面积约为1平方英寸(1盎司)铜箔的PCB上所对应的值。

注12:TO-263封装的LM2596表面焊接在覆盖有面积约为0.5平方英寸(1盎司)铜箔的单面PCB上所对应的环境热阻。

注13:TO-263封装的LM2596垂直焊接在覆盖有面积约为2.5平方英寸(1盎司)铜箔的单面PCB上所对应的环境热阻。

注14:TO-263封装的LM2596垂直焊接在覆盖有面积约为3平方英寸(1盎司)铜箔的双面PCB上所对应的环境热阻,而PCB的另一面覆盖有面积约为16平方英寸铜箔。

典型性能特征:

连续模式开关波形间断模式开关波形

V IN = 20V, V OUT = 5V, I LOAD = 2A V IN = 20V, V OUT = 5V, I LOAD = 500 mA

L = 32 μH, C OUT = 220 μF, C OUT ESR = 50 mΩL = 10 μH, C OUT = 330 μF, C OUT ESR = 45 mΩ

水平轴时标: 2 μs/div. 水平轴时标: 2 μs/div.

A:输出管脚电压,10V/div. A:输出管脚电压,10V/div.

B:电感电流,1A/div. B:电感电流,0.5A/div.

C:输出纹波电压,50 mV/div. C:输出纹波电压,100 mV/div

连续模式下的负载瞬时响应间断模式下的负载瞬时响应

V IN = 20V, V OUT = 5V, I LOAD = 500 mA to 2A V IN = 20V, V OUT = 5V, I LOAD = 500 mA to 2A

L = 32 μH, C OUT = 220 μF, C OUT ESR = 50 mΩL = 10 μH, C OUT = 330 μF, C OUT ESR = 45 mΩ

水平轴时标: 100 μs/div.水平轴时标: 200 μs/div.

A:输出电压,100 mV/div. (AC) A:输出电压,100 mV/div. (AC)

B:500 mA to 2A 负载脉冲B:500 mA to 2A 负载脉冲

测试电路和设计指南:

固定电压输出:

注:反馈线要远离电感通量,电路中的粗线一定要短,最好用地平面设计。

CIN —470 μF/ 50V, 铝电解电容,Nichicon “PL 系列”

COUT —220 μF/ 25V铝电解电容,Nichicon “PL 系列”

D1 —5A, 40V 肖特基整流器,1N5825

L1 —68 μH, L38

可变电压输出:

注:①调节输出电压的电阻R1、R2要靠近LM2596的4脚且引脚要短。

②反馈线要远离电感通量。

③电路中的粗线一定要短,最好用地平面设计。

C IN—470 μF/ 50V, 铝电解电容,Nichicon “PL 系列”

C OUT—220 μF/ 35V铝电解电容,Nichicon “PL 系列”

D1 —5A, 40V 肖特基整流器,1N5825

L1—68 μH, L38

这里V REF = 1.23V

R1—1 kΩ, 1% 选择R1大约为1 kΩ, 使用一个1% 的电阻

C FF—参看应用信息部分。

FIGURE 1 标准测试电路及设计指南

在开关调节器中,PCB版面布局图非常重要。快速的开关电流与布线电感可产生电压瞬变,会造成问题。为减小电感和接地环路,图中所示的粗线部分在PCB板上要印制得宽一点,且要尽可能地短。为了取得最好的效果,外接元器件要尽可能地靠近开关集成电路,最好用地平面设计或单点接地。如果所用电感是磁芯开放式的,对它的位置必须格外小心。如果允许电感通量和敏感的反馈线、开关集成电路的地线以及输出端电容C OUT的连线相交叉,则可能会引起一些问题。在输出可调的方案中,必须特别注意反馈电阻及其相关布线的位置。一方面电阻要靠近开关IC,另一方面相关的连线要远离电感,尤其是磁芯开放式的电感。(参见应用部分获取更多的信息)

设计步骤及实例

固定输出调节器的设计步骤

=3.3V(或5V 、或12V), V I N(max)为最大直流输入电压,

条件:V

OUT

I LOAD(max)为最大负载电流

步骤:

1. 电感的选择(L1)

A.要根据图4、图5和图6所示的数据选择电感的适当值(分别对应输出电压为3.3V、5V和12V),对于所有的其他输出电压的情况,请看输出可调的调节器的设计步骤。

B.在图4、图5和图6上,由最大输入电压线和最大负载电流线的交叉区域确定电感的值,每一个区域都对应一个电感值和一个电感代号(LXX)。

C.从图8中所列的4个厂家所列的产品号中选择一个合适的电感,最好使用磁屏蔽结构的电感器。

2. 输出电容的选择(C OUT)

A. 在大多数的应用中,低等效电阻(Low ESR)的电解电容值在82μF到820μF之间,而低等效电阻(Low ESR)的固体钽电容值在10μF到470μF之间效果最好。电容应该靠近IC,同时,电容的管脚要短,连接的覆铜线也要短,电容值不要大于820μF。(参见应用说明的输出电容部分)

B. 为了简化电容选择步骤,请参阅表2所示的电容快速选择表,这个表包含了最好的设计方案所需的不同的输入电压、输出电压、负载电流、不同的电感和输出电容。

C. 电解电容的耐压至少应是输出电压的1.5倍,为了确保较低的ESR和纹波更低的输出电压,需要更高耐压值的电容器。

3. 吸纳二极管的选择(D1)

A. 吸纳二极管的最大承受电流能力至少要为最大负载电流的1.3倍,如果设计的电源要承受连续的短路输出,则吸纳二极管的最大承受电流能力要等于LM2596的极限输出电流。对二极管来说,最坏的情况是过载或输出短路。

B. 吸纳二极管的反向耐压至少要为最大输入电压的1.25倍。

C. 吸纳二极管必须是快恢复的且必须靠近LM2596,此二极管的管脚要短,连接的铜线也要短。由于所需的二极管开关速度快、正向压降低,所以,肖特基二极管是首选,同时,它的性能和效率都很好,特别是在低输出电压情况下更是如此。使用超快恢复或高效整流二极管效果也很好。超快恢复二极管的典型恢复时间为50ns或更快,而IN5400系列的整流二极管速度很慢,通常不用。

4. 输入电容的选择(C IN)

为了防止在输入端出现大的瞬态电压,在输入端和地之间要加一个低ESR(等效电阻)的铝或钽电容作为旁路电容,这个电容要靠近IC。另外,输入电容的RMS(电流均方根值)至少要为直流负载电流的一半。要确保所选的电容的这个参数不能低于直流负载电流的一半。几个不同的铝电解电容的典型均方根电流值所对应的曲线如图13所示。对铝电解电容,其耐压值要为最大输入电压的1.5倍。必须谨慎使用固体钽电容器(见应用信息的输入电容器)。如果使用了钽电容,则它的耐压要为输入电压的2倍,推荐使用生产厂家测试过浪涌电流的电容。使用陶瓷电容为输入旁路电容时要特别小心,因为这可能会在输入脚处引起非常严重的噪声。

固定输出调节器设计实例

条件:V OUT =5V,V IN(max)=12V,I LOAD(max)=3A

步骤:

1. 电感的选择(L1)

A. 按图5所示的电感选择方法选择输出为5V时的电感。

B. 由图5可见,电压为12V的水平线和电流为3A的垂直线的交叉区域所对应的电感值为33μH,代号为L40。

C. 所需的电感值为33μH,从表8中L40那行所列的4个厂家的电感序列号中选择一个电感(通常,表贴和

直插的电感都有)。

2. 输出电容的选择(C OUT)

A.参阅应用信息的输出电容器部分。

B. 从表2所示的快速设计器件选择中,先选择输出电压为5V的那几行,在负载电流列中,选择一条与你应

用中所需电流最接近的一条电流线,在本例中,选择3A的电流线。在最大输入电压列中,选择一条与你应用

中所需输入电压最接近的一条电压线,在本例中,选择15V所对应的电压线。在这条线上所列的就是使用效

果最好的电感和电容。在这个例子中铝电解电容器从几个不同的厂家:

330 μF 35V Panasonic HFQ 系列

330 μF 35V Nichicon PL 系列

C. 输出电压为5V时,则电容的耐压至少应为7.5V或更高。但是,即使在低等效电阻下和开关级,220μF /10V

的铝电解电容也会产生大约225mΩ的等效阻抗,这么大的等效电阻会在输出端产生相对高的输出纹波电压。

要把纹波电压降到输出电压的1%或更低,就需要选择一个耐压(低等效电阻的)更高或容值更高的电容。一

个16V或25V的电容几乎可以把纹波电压降到原来的一半。

3.吸纳二极管的选择(D1)

参考图9。在这个例子中,5A/20V的肖特基二极管IN5823可以产生很好的效果,而且,在输出短路

的情况下,也不会过载。

4. 输入电容的选择(C I N)

输入耐压和电流均方根是输入电容的重要参数。如果输入电压是12V,那么,铝电解电容的耐压要大于

18V(1.5×V IN),下一个更高的电容耐压值为25V。在调节器中输入电容的电流均方根大约是直流负载电流

的一半,在本例中,负载电流为3A,那么,输入电容的电流均方根至少为1.5A,利用图13所示的曲线图可

以选择合适的电容。在曲线图中,35V的电压线所对应的电流均方根值大于1.50A的电容为680μF,于是,

我们就可以选出一个680μF/35V的电容。对于选择直插元件的设计,680μF/35V的电解电容就足够了,其

他种类或其他厂家的电容可以用来提供足够的均方根纹波电流。对于选择表贴元件的设计,可以选用固态钽

电容,但是,要注意的是,必须测试电容的浪涌电流值。A VX公司的TPS系列及VISHAY公司的593D系列

的器件的浪涌电流值都经过测试了。

FIGURE

FIGURE 2 LM2596固定输出快速设计器件选择表

条件电感

输出电容

直插式电解电容表贴式钽电容

输出电压V 负载

电流

A

最大输

入电压

V

电感值

μH

电感号#

PANASONIC

HFQ系列

(μF/V)

NICHICON

PL系列

(μF/V)

A VX

TPS系列

(μF/V)

VISHAY

595D系列

(μF/V)

3.3 3

5 22 L41470/25 560/1

6 330/6.3 390/6.3

7 22 L41 560/35 560/35 330/6.3 390/6.3

10 22 L41680/35 680/35 330/6.3 390/6.3

40 33 L40 560/35 470/35 330/6.3 390/6.3 2

6 22 L33470/25 470/35 330/6.3 390/6.3

1033 L32 330/35 330/35 330/6.3 390/6.3 4047 L39 330/35 270/50 330/10 330/10

5 3 8 22 L41470/25560/1

6 220/10 330/10 10 22 L41 560/25 560/25 220/10 330/10 15 33 L40 330/35 330/35 220/10 330/10 40 4

7 L39330/35 270/35 220/10 330/10

2

9

22 L33 470/25 560/16 220/10 330/10

20 68 L38 180/35 180/35 100/10 270/10

40 68 L38 180/35 180/35 100/10 270/10 12

3

15

22 L41 470/25 470/25 100/16 180/16 18 33 L40 330/25 330/25 100/16 180/16 30 68 L44 180/25 180/25 100/16 120/20 40 68 L44 180/35 180/35 100/16 120/20 2

15

33 L32 330/25 330/25 100/16 180/16 20 68 L38 180/25 180/25 100/16 120/20 40

150

L42

82/25

82/25

68/20

68/25

可调输出调节器的设计步骤和设计实例(略)

电感值选择指南(连续模式)

以下4图均为:水平轴:最大负载电流(A ), 竖直轴:最大输入电压(V )

FIGURE 4. LM2596-3.3 FIGURE 6. LM2596-12

FIGURE 5. LM2596-5.0 FIGURE 7. LM2596-ADJ

FIGURE 11. 二极管选择表

FIGURE 8. 电感厂商产品编号框图

FIGURE 12.

使用说明:

管脚功能:V IN——正输入端,在这个管脚处必须加一个适当的输入旁路电容来减小暂态电压,同时为LM2596提供所需的开关电流。

GND——接地端。

Output——输出端,这个脚上的电压可在(+V IN-V SA T)和-0.5V(大约)间转换。为了减小耦合,PCB上连接到该脚的铜线区域要尽量小。

Feedback——反馈端,这个管脚把输出端的电压反馈到闭环反馈回路。

ON /OFF——这个管脚可以利用逻辑电平把LM2596切断,使输入电流就降到大约80μA。将这个管脚的电压下拉到低于大约1.3V时,LM2596就被打开;而上拉到高于1.3V(最大到25V)时,LM2596就被关断。如果不需要使用这个功能,就可以把这个管脚接地或开路,使IC处于打开的状态。

外接元件

输入电容

这是一个加在输入端和地之间的低等效电阻(Low ESR)的铝或钽旁路电容。且必须通过短的引脚和覆铜线, 使其靠近LM2596,这个电容可以防止在输入端出现过大的瞬态电压,同时为LM2596 在每次开关时提供瞬态电流。

对输入电容而言,最重要的参数是耐压和均方根电流(纹波电流)。由于在开关调节器(LM2596)的输入电容中流过相对较高的均方根电流,所以,是以均方根电流而不是以电容值或耐压值为标准来选择输入电容,虽然电容值和额定电压是直接关系到均方根电流值。

可以把电容的均方根电流等级看作是电容的功率等级,即均方根电流流过电容内部的等效电阻(ESR)产生的功率而使电容的温度上升。电容的均方根电流是由产生使内部温度高于环境温度(105℃)10℃所需热量的电流值来决定的,电容把热量散发到周围环境中的能力将决定电容可以安全工作的最大电流。表面大的电容的均方根电流范围也较大。对于给定的电容值,在体积上,高电压的电解电容要大于低电压的电解电容,这样就有利于把更多的热量散发到周围的环境中去,同样,它的均方根电流范围也更大。

使电解电容在高于均方根电流的情况下工作会缩短它工作寿命,高温会加速电容电解液的蒸发,最终导致电容的损坏。

在选择电容时,要参照(查阅)生产厂家提供的数据表上的最大均方根纹波电流。在最大环境温度为40℃时,一般要选择一个最大均方根纹波电流为直流负载电流的0.5倍的电容,当环境温度达到70℃时,最好选择最大均方根纹波电流为直流负载的0.75倍的电容,而电容的耐压值至少要高于最大输入电压的1.25倍,有

时为了满足均方根电流的需要,常常选择耐

压值更高的电容。图13示出了电解电容耐

压值、电容值和均方根电流之间的关系。这

些曲线包括了设计有关开关调节器的应用

所需的低等效阻抗、高稳定性的Nichicon

PL系列的电解电容。其他的电容厂家也提供

了类似的电容,但是,使用时一般要检查其

电容数据表。“标准的”电解电容一般等效

阻抗高,均方根电流低,寿命短。

由于其体积小,性能优良,表面贴装固

体钽电容器通常用于输入旁路电容,但是,

有几点必须事先预防。当超过所能承受的突

变电流时,有一小部分固态钽电容会被短路

(击穿)。这可能发生在输入电压突然开

启时。当然,高的输入电压产生较高的

FIGURE 13. RMS 电流等级(典型的低ESR

电解电容器)

浪涌电流。有几个电容厂家对其全部产品做了浪涌电流检查,以使这种潜在的问题达到最少。如果需要高的启动电流时,就要在钽电容前面加一些电阻或电感,或选择耐压值高的电容。对铝电解电容,均方根纹波电流必须达到负载电流那么大。

输出电容(C OUT)

这个电容是用来对输出滤波以及提供调整器环

路的稳定性。在设计开关调节器的应用中,必须使用

小阻抗或低等效电阻(LOW ESR)的电解电容或固态

钽电容。在选择输出电容时,几个重要的参数是:

(1)100KHz时的等效阻抗(ESR);

(2)RMS纹波电流等级;

(3)耐压值;

(4)标称容量。

对输出电容器来说,等效电阻ESR值是最重要的

参数。输出电容的等效电阻值有一个上限和一个下限,

如果需要输出电压的纹波电压小时,则希望输出电容

的等效电阻值小些,这个值由可容许的最大纹波电压

决定,一般是输出电压的1%~2%,但是,如果输出

电容的等效电阻值太小,就有可能使反馈环路不稳定,

最终导致输出端振荡。使用表中所列的电容或

相类似的电容,会解决这个问题。FIGURE 14. 电容器ESR与电容器耐压值关系(典型的低ESR电解电容器)

如要求极低的纹波电压(小于15mV),

参阅后置纹波滤波器部分。

铝电解电容的等效电阻值(ESR)与其电

容值和耐压值有关,在许多情况下,高电压电

解电容器有较低的ESR值见图14),通常,在需

要输出纹波电压小等效阻抗低的情况下,要选

用耐压值高的电解电容。

许多不同的开关电源的设计中,只需要三、四

种电容值或几种不同的耐压值的输出电容就

可以满足设计要求。参见快速设计与组件选择

统计表图2和4的典型电容值、电压等级和制造

厂商电容器的类型。在温度低于-25℃时,建

议不要使用电解电容,因为低温下电解电容的

等效电阻值会急剧增加,典型值是3X @ -25°C

和10X at -40°C.(见图15)。由于固态钽电容在

温度低于-25℃时等效电阻很好,所以,建议在

温度低于-25℃时,要使用固态钽电容。

FIGURE 15. 电容器ESR 变化与温度关系

吸纳二极管

在LM2596的应用(调节器)中,需要一个吸纳二极管来为电感电流(当开关闭合时)提供通路,这必须是一个快速二极管且要靠近LM2596,管脚要短、相连接的导线也要短。

由于肖特基二极管开关速度快、正向压降小,所以,使用中其性能很好,特别是在输出电压低的应用中(5V或更低)。超快恢复或高效整流二极管在使用中性能也很好。但是在突然关闭时,可能会引起不稳定或EMI(电磁干扰)问题。超快恢复二极管通常的反向恢复时间是50纳秒. 整流器诸如1n5400系列过于缓慢,不应该使用。

电感的选择

所有的调节器都有两种基本的工作方式:连续型和非连续型,两者之间的区别在于流过电感的电流的不同,或者是连续流过,或者是在一个开关周期内经过一段时间后变为零。每一种工作模式都有可以影响调节器性能和需求的不同特点。当负载电流很小时,许多设计中都采用非连续模式。

LM2596既可以用于连续型也可以用

于非连续型。

连续工作模式:

在多数情况下,人们更喜欢用连续模

式,它能够提供更大的输出功率,同时,

峰值开关电流、电感电流、二极管电流和

输出纹波电压很小。但是,这就需要更大

的电感以维持流过电感中的电流的连续

性,尤其是在输出负载电流小或输入电压

高的情况下。

为了简化选择电感的过程,请参阅图

4~图8。这是在假定调节器工作于连续模

式,并且电感的纹波电流的峰峰值为设计

的最大输出电流的某个百分数。这个电感

纹波电流峰峰值的百分数不是固定的,它可以随着不同的负载电流而改变。如图16所示。

FIGURE 16. ( I IND)电感起纹波电流峰峰值(占负载电流的百分数)与

负载电流的关系

提高电感器纹波电流百分比,可以使电感的值和大小保持相对偏低。

当工作在连续模式时,电感电流波形从三角波到锯齿波变化(由输入电压决定),而电流波形的平均值等于输出的直流负载电流。

电感器可用不同类型的的铁芯,如壶形铁芯,环型,E型,带绕磁心等,以及不同的磁芯材料。如铁氧体和铁精粉。最便宜的,筒管,棒,用导线缠绕在铁氧体棒上。这个类型为我们提供了一个廉价的电感。但由于磁通量没有完全包含在铁芯内部,它带来了更多的电磁干扰(EMI)。这种磁通量可以感应电压进入附近的印刷电路板的线中,对开关调节器的运行和附近的敏感电路造成问题。

当众多开关调节器位于同一PC板上时, 开放铁芯磁通量可造成两个或两个以上的调节器电路干扰,特别是在大电流情况。一环形或E型电感器(封闭磁结构)应该用于在这些情形。该电感选择图表包括Schott公司的铁氧体E型电感,Renco公司和Coilcraft公司的铁氧体bobbin core型电感,Pulse Engineering公司的铁精粉环型电感。

超过一个电感的最大电流等级可能引起电感过热导致铜线的损坏,或铁芯的饱和。若电感器已开始出现饱和,电感系数迅速减小,电感开始主要表现为电阻(绕组的直流电阻)。这可以使开关电流急剧增加,迫使开关进入到一个cycle-by-cycle current limit,从而减少直流输出负载电流。这也导致电感和lm2596的过热。不同类型电感有不同的饱和特性,这一点记住,在选择一个电感应该注意。电感厂商的资料包括电流和能量的限制,以免电感饱和。

间断工作模式:

在选择指南中选择的电感值,只适用于连续工作模式,而对于低电流或/和高输入电压的应用情况下,非连续模式就是更好的选择。在这种情况下所需的电感尺寸更小,而电感值只需要连续模式的1/2~1/3,在非连续模式下,峰值开关电流和电感电流会更高些,但是在这种低负载电流(1A或小于1A)的情况下,最大的开关电流仍小于极限开关电流。非连续工作模式的电压波形和连续工作模式的电压波形有很大的区别,在输出脚波形上有较弱的正弦噪音存在,但是,对非连续工作模式而言,这是正常的,并不是由反馈环路的不稳定所引起的。在非连续工作模式下,有一段时间内开关管和二极管都不工作,电感电流降到了0,在这段时间内,有少量的能量在电感和开关管/二极管之间流通,同时由寄生电容引起了噪音,通常情况下,这不会成为问题,除非放大倍数足够大以至于使它超过了输入电压,即便如此,很少有目前的能量造成的破坏。

不同的电感类型或不同的磁芯材料会造成不同的程度的噪音,磁芯为铁氧体的电感,由于其磁芯损耗很小,于是造成了很大的噪音,而磁芯损耗很大的铁芯电感造成的噪音反而很小。如果需要,可以在给电感加一些RC网络(与电感并联)以抑制噪音。计算机辅助设计软件Switchers Made Simple(4.3版)将提供所有元件值在连续和间断模式。

输出纹波电压和暂态电压

工作在连续模式下的开关电源的输出电压可能会在开关频率上包含一些锯齿波电压,而在锯齿波的峰值上可能会含有一些短毛刺。

输出纹波电压是由电感的纹波电流和电容的等效电阻引起的,典型的输出纹波电压可以丛输出电压的0.5%到3%。要获得小的纹波电压,输出电容的等效电阻一定要小,但是,当使用等效电阻极小的输出电容时,一定要注意这可能会影响反馈环路的稳定性,并最终导致输出端的振荡问题。如果希望输出纹波电压很小(低于20mV),则推荐使用后置纹波滤波器(参见图1)。所需电感的典型值为1μH~5μH,低的直流电阻保证好的负载调节特性。也需要低等效阻抗的输出滤波电容以确保良好的动态负载响应和纹波抑制。该电容的ESR 可以尽量的低,因为他是调整器反馈环路的输出。图17显示抑制后的纹波电压和无纹波滤波器的对比。

FIGURE 17. Post 纹波滤波器波形

电压毛刺是由输出开关管和二极管的快速开关、输出滤波电容的寄生电感以及与此相关的导线等引起的。要降低这些电压毛刺,就要用专门的适合于开关调节器的电容,同时,它的管脚一定要短。配线电感、分布电容以及用于测量暂态电压的示波器探针都会引起毛刺电压。当调节器工作于连续模式时,电感电流波形从三角波变化到锯齿拨(由输入电压决定)。对一个给定的输入和输出电压,电感电流波形的峰峰值就是一个常数,随着负载电流的升或降,电流的锯齿波也会升或降,电流波形的平均值等于直流负载电流值。如果负载电流降到足够的低,电流锯齿波的波谷就变为零,调节器(开关电源)将平稳地从连续模式变到间断模式。在开关调节器的设计中,如果知道电感纹波电流的峰峰值( I IND)将有利于电路中其他参数的确定。象电感或开关管的峰值电流、电路在转换为非连续模式之前的最小负载电流、输出纹波电压以及输出电容等效阻抗(ESR)这些参数都可以由电感纹波电流的峰峰值计算出来。当利用图4~8的曲线来选择电感值后,则电感纹波电流的峰峰值就可以立即算出,图18示出了可由不同的负载电流确定的电感纹波电流的峰峰值的范围。曲线图也示出了当电感区域从底边到顶边变化时电感纹波电流的峰峰值的变化,顶边代表高输入电压,底边代表低输入电压(参见电感选择指南)。这些曲线图只有在连续工作模式且用电感选择指南选择电感值时才正确。

FIGURE 18. 电感起纹波电流峰峰值与负载电流的关系

考虑如下的例子:V OUT =5V,最大负载电流2.5A,

V IN =12V(在10~16V间变化)。

如图5所示,2.5A负载电流的垂直线和12V输入电压的水平线的交叉处几乎是33μH电感区域顶边和底边的中间,33μH电感峰值电流(?I IND)是最大负载电流的一个百分数。参照图18,2.5A电流线所经过的电感区域的中间所对应的电感纹波电流的峰峰值约为620 mA。当输入电压增加到16V时,交点就到了电感区域的顶边,对应的电感纹波电流的峰峰值也增加,参照曲线图18,可见负载电流为2.5A时,输入电压为12V时,对应的电感纹波电流的峰峰值为620 mA;当输入电压为16V时,对应的电感纹波电流的峰峰值为740 mA;当输入电压为10V时,对应的电感纹波电流的峰峰值为500 mA。一旦电感纹波电流的峰峰值?I IND已知,就可以利用下面的公式计算开关调节器电路的其他参数。

1.电感和开关管的峰值电流

2.电路工作模式变为非连续之前的最大负载电流

3. 输出纹波电压= (?I IND)x(ESR of C OUT)= 0.62Ax0.1Ω=62 mV pp

4. 输出电容的等效电阻

一个简单功放设计制作与电路图分析

一个简单功放设计制作与电路图分析|电路图 - dickmoore的日志 - 网易博客 默认分类 2009-11-09 19:01 阅读32 评论0 字号:大中小 一个简单功放设计制作与电路图分析|电路图 电子资料 2009-11-06 11:15 功放电路图 一个简单功放设计制作与电路图分析 我的电脑音响坏了快一年了,每次看电影都用耳机,每次用的耳朵都痛,很不爽.因此就想亲手做一个小功放用用,前几天又去了趟电子市场发现有LM386,很便宜,所以干脆用386做了一个单声道的功放先用着,有时间把另外一个声道也加上.在这里把功放设计到调试基本完成的过程写写,纪念这个过程. 1.设计 我们是听听就算的门外汉,对20~20K的音域也不是完全敏感.所以幅频特性不用考虑太多,但是自己要用得爽声音一定要大,因此LM386一般的输出功率肯定是不够拉(好像极限功率也就1W左右,具体还是看芯片资料吧),所以就浪费些多加个LM386做成BTL电路,提高一倍再说.设计出来的电路就是这个样子,原理很简单,就不说了 2.调试 a. 两个104的电容本来是用来隔直的,不过好像电脑主板和声卡上出来的音频都不带直流成份,而且用104时输入电平 比较高的时候声音有失真,(估计是低频过滤在输入电平高的时候人听起来比较明显).于是去掉两个104的电容. b. 在这个时候上电(我用的是12V),接上我的MP3一听,嗯!还不错,可是就是杂声比较厉害,调了调R1的大小,当R1被 调到最大的时候杂声没有了,最小的时候也没有了(这不是废话么,最小的时候输入都没有了 .把连接到功放的音频线拔了也没杂音了,原因可能有两个音频线上有电容在输入电阻R1比较小的时候,和LM386自激产生杂音,一放大就不得了了.于是决定R1就直接调到50K,音量就让MP3调去吧. c. 好像一切都没有问题了,拿到电脑上吧,刚接上去,嗯声音停大,不错!!刚以为要完事,电脑里一首歌就放完了,本来该是安静的却听见喇叭里噼噼啪啪,这个噪声奇了怪了,开始还是以为是R1的问题,索性就把R1去掉(反正LM386也不希罕从前级得到能量),噪音仍然存在,怀疑是主板上的高频噪声,于是在输入端并上一个102的电容---不起作用.这个电容也不敢并大了,大了要影响高频特性.又怀疑是功率大了C1吃不消,于是又在电源上并了一个100uF的电容,还是不行....... d. 就在这个时候用手一抓我的功放输入端的焊点,好了!没杂音了,仔细一想,原来是这样:我从电脑接出来的线是一个声

项目二 5V稳压电源电路原理图的绘制

教案(首页) 编号:YJSD/JWC-17-10 编制:徐建琴审核:张德芳批准:史岳雷课题序号 2 授课班级电子10 授课课时 2 授课形式新授课 授课章节 名称 项目二 5V稳压电源电路原理图的绘制/任务一、任务二使用教具无 教学目的1、会新建和保存项目文件和原理图文件 2、理解项目与文件的关系 3、了解“5V稳压电源电路”电路工作原理和电路结构 教学重点新建和保存项目文件和原理图文件、电路的工作原理和结构 教学难点“5V稳压电源电路”电路工作原理 更新、补 充、删减 内容 无 课外作业P78 2.1 教学后记学生听讲认真,跃跃欲试,但知识的整理能力还有待提高 授课主要内容或板书设计 项目二 5V稳压电源电路原理图的绘制 任务一新建项目文件,创建电路原理图文件 1、启动 Protel DXP 2004 2、新建PCB项目文件 3、保存PCB项目文件 4、新建原理图文件 5、保存原理图文件 任务二认识“5V稳压电源电路” 1、电源变压器 2、整流电路 3、滤波电路 4、稳压电路 5、其余元件的作用

课堂教学安排 教学过程主要教学内容及步骤 学习任务目标1、能力目标:1)会新建和保存项目文件和原理图文件 2)能理解项目与文件的关系 2、知识目标:1)掌握新建和保存项目文件和原理图文件的操作步骤 2)了解“5V稳压电源电路”电路工作原理和电路结构3、情感目标:培养学生学习兴趣,使之利用计算机技能基础,掌握好Protel DXP工程和文件的新建、保存、打开的操作。 教学指导 教师引导示范,让学生熟悉操作方法;通过对项目电路的剖析,让学生初步了解“5V稳压电源电路”,为后续项目的实施打下基础。 学习活动 任务一新建项目文件,创建电路原理图文件 操作步骤: 步骤一启动 Protel DXP 2004 方法1:双击Windows桌面的快捷方式图标。 方法2:单击【开始】菜单→【所有程序】→【Altium】→【DXP 2004】。步骤二新建PCB项目文件 方法1:选择菜单命令【文件】→【创建】→【项目】→【PCB项目】。方法2:单击主界面左下角【Project】标签,调出【Project】面板,单击【项目】按钮→在弹出的快捷菜单中选择【追加新项目】→【PCB 项目】。 步骤三保存PCB项目文件 建立PCB项目文件后,一般要将项目文件保存为自己需要的文件名,并保存到指定的文件夹中。 方法1:选择菜单命令【文件】→【保存项目】或【另存项目为】 方法2:在【Project】面板的默认项目名称“PCB_Project1.PRJPCB”上单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择【保存项目】或【另存项目为】。步骤四新建原理图文件 方法1:选择菜单命令【文件】→【创建】→【原理图】。

自制交流自动稳压器

自制交流自动稳压器 目前在我国偏远的山区及农村,电网电压极不稳定,而且电压普遍偏低,有的电网电压只有120V 左右。在这样的电网中,电视机及其它家用电器就无法正常使用了。市场上虽有较多的稳压器,但使用起来效果并不怎么好,且售价较高。笔者为了解决这一问题,特设计了一台造价不高、元器件易购的稳压器,适合无线电爱好者自制。电路原理:本稳压器的电路原理如下图所示。它主要由供电、基准电压、电压取样比较等几个单元电路组成。 市电从变压器的1、2头输入,3、4头为自耦调压抽头,5、6头为控制电路的电源及取样抽头。市电电压正常时,因C点电压始终为3V(即R1降压DW稳压所得),A、B点均大于3V,故A1、A2输出低电平;当市电电压下降时,5、6头的电压也随之下降,A点电压也跟着下降,当A点电压下降到低于3V时,A1输出高电平,使三极管V1饱和导通,继电器K1吸合,将调压器输出调于1、3头;当市电电压继续下降时,同理B点电压低于3V时,(VA 反之,如果电压升高时,B 点电压也随之升高,当B点电压高于3V时,A2输出低电平,V2截止,H2释放,输出端调至1、3头;当市电电压继续升高时,A点电压高于3V,A1输出低电平,V1截止,K1释放,输出端调至1、2头。A1、A2为运算放大器,在这里作电压比较器用;IC1为三端稳压块,它为运算放大器及继电器提供供电电源;VD5、VD6为保护二极管。元器件的选择:IC1选用LM78L06。A1、A2选用LM358。V1、V2选用9013。继电器选用4123、电压为6V。DW选用3V稳压管。VD1~VD4选用1N4007,VD6选用1N4148。变压器的铁芯可根据稳压器功率而定,笔者选用的是E 型24铁芯,线圈参数为:1~2用?0.22mm漆包线绕1800圈;2~3用?0.27mm漆包线绕400圈;3~4用?0.27mm漆包线绕850圈,5~6用?0.21mm漆包线绕145圈。其它元件参数按图中所标注选用。安装与调试:本稳压器应安装在金属机壳内,并具有较好的散热孔,在电路装配完成后将RP1及RP2调至最大阻值,用调压器将输入电压调至180V,然后调RP1将A点电压调整在2.9V,此时A1输出高电平,V1导通,继电器K1吸合,将输出端自动调至1、3头,输出电压为220V左右;然后再调调压器使输入电压为140V(此时输出电压为180V),调整RP2,使B点电压为2.9V,此时A2输出高电平,V2导通,继电器K2吸合,将输出端自动调至1、4头,使输出电压再次升高到220V左右。按图中所给数据,在电网电压低至120V时,电视机仍能正常收看。需要说明的是:由于继电器的吸合电流大于释放电流,输出电压会有一定的误差,需要反复调整RP1和RP2,以达到最佳状态。

初中物理简单电路的设计教案

初中物理简单电路的设计教案1.知识与技能 了解简单电路在生活中应用的实例. 会根据串联、并联电路的特点,分析简单电路的结构.2.过程与方法 通过简单电路模型的设计、制作,培养学生的动手能力和创新精神. 3.情感、态度和价值观 使学生勇于钻研的精神、善于观察、敢于思考. 通过合作探究培养学生相互合作的团队精神和科学探究欲望,体验克服困难、利用已有知识探究未知世界的成功喜悦.关爱长辈、遵守交规. 1.教学重点:根据生活中的现象,设计电路图,病房呼叫模拟电路设计. 2.教学难点:异地双控模拟电路设. 3.重、难点的突破方法: 创设情景、激发兴趣. 由浅入深,层层推进. 学生相互讨论、学生动手实验. 实验演示和类比. 电源(干电池两节)、两个开关、一个电铃、两只灯泡和导线若干.

充分体现了“从生活到物理,从物理到社会”的新教材教学理念. 教法——采用“主体参与”教学模式,由学生分组进行实验探究.学法——以合作模式的科学探究、交流讨论.引入: 小明和妈妈一起去买电动玩具“调皮的小鸟”,老师把电动玩具“调皮的小鸟”展示给同学们看,并提出问题:当“调皮”的小鸟在上升的过程中,它的重力势能是如何变化的? A、减小 B、增大 请一个学生用选答器给出答案。由此引出“设计选答器模型” 学生活动 1.项目1:设计选答器模型:一个问题有两个可选择的答案(a)和(b),与它们对应的灯分别由两个开关控制,选择哪一个答案就闭合哪一个开关,使对应的灯发光.思考:灯与灯之间应联. 两个开关分别与两灯联. 要求:先在虚框中画出符合要求的电路图. 再根据电路图把实物图连接好. 过渡:小明买了玩具后,和妈妈一起去医院看生病的奶奶,此时病房中有人呼叫医生.视频播放,老师展示“病房

《简单电路的设计》教案

《综合实践活动----简单电路的设计》教学设计 常州金坛市华罗庚实验学校顾雪松 一、教学目标 1.知识与技能 (1)了解简单电路在生活中应用的实例. (2)会根据串联、并联电路的特点,分析简单电路的结构. 2.过程与方法 通过简单电路模型的设计、制作,培养学生的动手能力和创新精神. 3.情感、态度和价值观 (1)使学生勇于钻研的精神、善于观察、敢于思考. (2)通过合作探究培养学生相互合作的团队精神和科学探究欲望,体验克服困难、利用已有知识探究未知世界的成功喜悦. (3)关爱长辈、遵守交规. 二、教学重、难点 1.教学重点:根据生活中的现象,设计电路图,病房呼叫模拟电路设计. 2.教学难点:异地双控(楼道灯电路)模拟电路设. 3.重、难点的突破方法: (1)创设情景、激发兴趣. (2)由浅入深,层层推进. (3)学生相互讨论、学生动手实验. (4)实验演示和类比. 三、教学器材 电源(干电池两节)、两个开关、一个电铃(蜂鸣器)、两只灯泡和导线若干. 四、设计思想:充分体现了“从生活到物理,从物理到社会”的新教材教学理念. 五、教法和学法 教法——采用“主体参与”教学模式,由学生分组进行实验探究. 学法——以合作模式的科学探究、交流讨论. 六、主要教学环节 (一)引入: 小明和妈妈一起去买电动玩具“调皮的小鸟”,老师把电动玩具“调皮的小鸟”展示给同学们看,并提出问题:当“调皮”的小鸟在上升的过程中,它的重力势能是如何变化的? A、减小 B、增大 请一个学生用选答器给出答案。由此引出“设计选答器模型” (创设物理情境,从生活走向物理,这一环节设计的目的是为了激发学生学习的兴趣.) (二)学生活动 1.项目1:设计选答器模型:一个问题有两个可选择的答案(a)和(b),与它们对应的灯分别由两个开关控制,选择哪一个答案就闭合哪一个开关,使对应的灯发光. 思考:(1)灯与灯之间应(串/并)联. (2)两个开关分别与两灯(串/并)联.

详解大功率可调稳压电源电路图

详解大功率可调稳压电源电路图 无论检修电脑还是电子制作都离不开稳压电源,下面介绍一款直流电压从 3V到15V连续可调的稳压电源,最大电流可达10A,该电路用了具有温度补偿特性的,高精度的标准电压源集成电路TL431,使稳压精度更高,如果没有特殊要求,基本能满足正常维修使用,电路见下图。 如图1所示大功率可调稳压电源电路图 大功率可调稳压电源电路图 图1 大功率可调稳压电源电路图 其工作原理分两部分,第一部分是一路固定的5V1.5A稳压电源电路。第二部分是另一路由3至15V连续可调的高精度大电流稳压电路。第一路的电路非常简单,由变压器次级8V交流电压通过硅桥QL1整流后的直流电压经C1电解电容滤波后,再由5V三端稳压块LM7805不用作任何调整就可在输出端产生固定的 5V1A稳压电源,这个电源在检修电脑板时完全可以当作内部电源使用。第二部分与普通串联型稳压电源基本相同,所不同的是使用了具有温度补偿特性的,高精度的标准电压源集成电路TL431,所以使电路简化,成本降低,而稳压性能却很高。图中电阻R4,稳压管TL431,电位器R3组成一个连续可调得恒压源,为BG2基极提供基准电压,稳压管TL431的稳压值连续可调,这个稳压值决定了稳压电源的最大输出电压,如果你想把可调电压范围扩大,可以改变R4和R3的电阻值,当然变压器的次级电压也要提高。变压器的功率可根据输出电流灵活掌握,次级电压15V左右。桥式整流用的整流管QL用15-20A硅桥,结构紧凑,中间有固定螺丝,可以直接固定在机壳的铝板上,有利散热。调整管用的是大电流

NPN型金属壳硅管,由于它的发热量很大,如果机箱允许,尽量购买大的散热片,扩大散热面积,如果不需要大电流,也可以换用功率小一点的硅管,这样可以做的体积小一些。滤波用50V4700uF电解电容C5和C7分别用三只并联,使大电流输出更稳定,另外这个电容要买体积相对大一点的,那些体积较小的同样标注50V4700uF尽量不用,当遇到电压波动频繁,或长时间不用,容易失效。最后再说一下电源变压器,如果没有能力自己绕制,有买不到现成的,可以买一块现成的200W以上的开关电源代替变压器,这样稳压性能还可进一步提高,制作成本却差不太多,其它电子元件无特殊要求,安装完成后不用太大调整就可正常工作。

简单电路图的设计过程

电路原理图的绘制方法与步骤 一.电路原理图绘制前的准备工作 1.设计电路原理图的草图 例如要画出图1所示的稳压电源的电路图,首先要画出电路图的草图。 2.电路图有关资料的整理、列表 为了方便快捷地画出电路原理图,首先必须将电路图中所有零件的名称、拟采用的编号、零件的类型以及元件封装进行整理,列出表格,如表1所示。 二、Protel 99 SE 的启动 在Windows 桌面上,将鼠标的指示箭头对准图2所示的Protel 99 SE 图标, 双击鼠标左键,启动Protel 99 SE 。 启动Protel 99 SE 后,屏幕会出现图3所示的界面。 图2 Protel 99 SE 图标 图1 稳压电源电路图

几秒钟后,Protel 99 SE 的启动界面消失,留下了Protel 99 SE 的初始操作界面,如图4所示: 三、进入电路原理图设计环境 1.启动电路原理图编辑器 (1)创建工程设计数据库FirstDesign.ddb : 启动Protel 99 SE 后,打开File 菜单,选择New 命令,则弹出的题目为New Design Database 的对话框,在Design Storage Type 栏内,选择设计数据库的格式为MS Access Database ;在Databass Location 框中指定设计数据库存放的位置为:C :\Design Explorer 99se\\Examples ;在Databass File Name 文本框中输入数据库的名称FirstDesign.ddb 。单击OK 按钮,完成设计数据库的创建。 标题栏 菜单栏 工具条 设计管理面板 设计工作区 图4 Protel 99 SE 的操作界面 图6 图2 Protel 99 SE 的启动界面

5v直流稳压电源设计资料

新疆工程学院 实训报告 实训科目电子技术实训 系部机械系 专业 班级 姓名 实训地点教室及电子实验室指导教师李积芳 完成日期 新疆工程学院教务处

新疆工程学院 电气与信息工程系电子实训任务书

新疆工程学院电子实训成绩表 (注意:旷课一票否决)目录

摘要 第一章引言 (3) 1.1硬件电路设计要求电路设计 (4) 1.11元件选取电源变压器 (6) 1.12整流二极管的选择滤波电容的C的确定 (6) 第二章网站导航概述 总结 (8) 致谢 参考文献 (9)

内容摘要 直流稳压电源一般由电源变压器,整流滤波电路及稳压电路所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后,稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路,通过变压,整流,滤波,稳压过程将220V交流电,变为稳定的直流电,并实现±5V电压稳定输出。 关键词:±5V,变压器,整流,滤波,稳压器

引言 关于稳压电源的分类,首先就应该清楚电源的输出是什么,是输出直流电还是输出交流电。第二个层次的分类可以根据调整管的工作状态来分类。第三个层次的分类就是根据稳压电路与负载的连接方式来分类。再往下面细分由于各种不同的电路特性相差太大,就不好一概而论,应该根据每一个具体类别的特性进行分类区分了。当然这里所谈的分类只是根据直流稳压电源的特点给出一个大致的分类思路,图1是根据上面的思路划分的稳压电源种类。 图1 稳压电源分类 根据调整管的工作状态,我们常把直流稳压电源分成两类:线性稳压电源和开关稳压电源[1]。线性稳压直流电源的特点是:输出电压比输入电压低;反应速度

简单电路公开课教案设计

简单电路公开课教案设计 1、简单电路一、教学目标:了解简单电路中各种构件的名称和作用。 能够动手连接简单电路,并画出电路图。 科学就在我们身边,只有不断发现,不断探索就能掌握更多地科学知识和基本技能。为今后学习和生活打下坚实地基础。 二、教学重点:认识电路中的基本构件。 动手连接一个简单电路。 三、教学难点:动手连接一个简单电路。 会画简单的电路图。 四、课前准备:电流实验盒、大号电池、图钉、回形针、小硬纸板、红绿小灯泡、小电机、小喇叭。 大号电池、尺、笔。 五、教学过程:随着社会的发展,人类的进步,现在家家户户都用上了电灯,电话等现代化家用电器。晚上上街到处是灯火通明,五颜六色,美丽极了。你知道小灯泡是怎样亮起来的吗?

1、简单电路 我们家的灯泡是怎么亮起来的?它用了些什么物件? 学生回答:电线、开关、灯泡。 教师说明:我们家的灯泡和其它电器都是220伏的交流电,是民用电,对人体有危险。我们不能用手触摸,会触电死亡。安全电压是36伏以下,它对人体没有危险。我们上课用的是电池,它是直流电,电压是伏,对人体没有任何危险。 1、电源。 2、导线。 3、开关。 4、小灯泡. 教师说明:电路中的常用符号、画图方法。 使小灯泡亮起来。 使小电机转起来。 使小喇叭响起来。 教师说明:通过以上实验证明,在电路中当它的电流在循环电路中流动时小灯泡会亮起来,小电机会转起来,小喇叭会响起来。关键是要使电流能循环。 在电路中加进开关。 有了开关的好处是?

学生回答:可以控制。 十字路路口的红绿灯是怎样用开关来控制的? 教师说明:它使用的是一种自动双联开关或多联开关。这种开关可以调节它们亮灯的时间。 简单电路是由:1、电源,2、导线,3、开关,4、小灯泡组成的。 要使小灯泡发亮,它就必须是一个循环电路。循环电路就是有流出来的电流,通过用电器后有流回去的电流。电流在不停的循环流动小灯泡才会发亮。 注意我们家用的“电”是不能乱动和触摸的,因为它是220伏的交流电,对人体有危险,搞不好就会触电身亡。 我们要做实验只能用电池和小灯泡。 六、作业指导:P73 七、板书设计:1、简单电路 一、认识电路中的构件四、实验操作一 二、电路中常用符号五、实验操作二 三、画简单电路图六、实验操作三

稳压电源电路图

压电源电路分为线性稳压电源,集成稳压电源,晶体管稳压电源,交流稳压电源 一:由7805,7905,7812组成的特殊的线性稳压电源 如图所示为一种特殊的电源电路。该电路虽然简单,但可以从两个相同的次级绕组中产生出三组直流电压:+5V、-5V和+12V。其特点是:D2、D3跨接在E2、E3这两组交流电源之间,起着全波整流的作用。 二。利用TL431作大功率可调稳压电源 精密电压基准ICTL431是T0—92封装如图1所示。其性能是输出压连续可调达36V,工作电流范围宽达0.1。100mA,动态电阻典型值为0.22欧,输出杂波低。图2是TL431的典型应用,其中③、②脚两端输出电压V=2.5(R2十R3)V/R3。如果改变R2的阻值大小,就可以改变输出基准电压大小。图3是利用它作电压基准和驱动外加场效应管K790作调整管构成的输出电流大(约6A)、电路简单、安全的稳压电源。 工作原理 如图3所示,220v电压经变压器B降压、D1-D4整流、C1滤波。此外D5、D6、C2、C3组成倍压电路(使得Vdc=60V),Rw、R3组成分压 电路,T1431、R1组成取样放大电路,9013、R2组成限流保护电路,场效应管K790作调整管(可直接并联使用)以及C5是输出滤波器电路等。稳

压过程是:当输出电压降低时,f点电位降低,经T1431内部放大使e点电压增高,经K790调整后,b点电位升高;反之,当输出电压增高时,f点电位升高,e点电位降低,经K790调整后,b点电位降低。从而使输出电压稳定。当输出电流大于6A 时,三极管9013处于截止,使输出电流被限制在6A以内,从而达到限流的目的。本电路除电阻R1选用2W、R2选用5W外,其它元件无特殊要求,其元件参数如图3所示。 三。具有过电流保护的晶体管稳压电路

交流稳压电源

一.稳压器的分类 按调压方式不同分类可分为三类 电子感应式油式稳压器 干式接触式调压稳压器(直接调压稳压器和补偿式调压稳压器) 干式无触点调压式稳压器(一般是带补偿的稳压器) 二.稳压器的分类: 按电源使用环境不同分类可分为两类 单相交流稳压器 三相交流稳压器 三.以干式接触式调压稳压器为例分析稳压器工作原理: 单相交流稳压器原理分析 1.单相SVC直接调压稳压器原理分析 图二 A点为单相稳压器输入侧,B点为单相稳压器的输出侧. 其实这一类用调压器直接调压式的稳压器就是利用自耦变压器的原理做成的.图中AN侧就是自耦变压器的输入侧,BN侧就是自耦变压器的输出侧,如果输入电压高于输出设置点220V时,这个自耦变压器就工作在降压状态,如果输入电压低于220V时,这个自耦变压器就工作在升压状态.(图中所示就是处在降压状态) 这种稳压器不同于自耦变压器的主要是输入点A是可以由0V到250V之间任意滑动.这样就可以随时调整输入电压的输入点来满足输出电压的恒定.一般我们把输入侧A点叫做滑臂,它由电机通过减速装置来驱动,电机的转向由稳压控制电路来控制完成. 稳压器的取样电路时刻监视稳压器的输出两点间电压,输出电压升高时,控制电机朝自耦变压器降压的方向移动,(如图二)当输出电压达到所要的电压时,停止控制电机运动.反之控制电路则控制电机朝自耦变压器升压的方向转动.(图三)达到所要的电压时停止.

图二 图三 此类稳压器的容量大小全部由这个输出电压可以变压器的自耦变压器来承担,但由于它制造工艺的影响,它不能做得很大,只能适应小功率的场合.要相把稳压器的功率做得更大,就要加入补偿变压器来实现稳压器的功率扩大 2.单相补偿式稳压器原理分析(图四)

—5v稳压电源与0~30v可调稳压电源

5V稳压电源与0~30v可调稳压电源 姓名专业班级:学号:指导教师: 2011年11月日~2011年11月日 摘要: 5V稳压电源与0~30v可调稳压电源:输入220v交流电后5V稳压电源可输出5v直流电压, 0~30v可调稳压电源可输出0~30v可调直流电压,为需要供电的元器件提供直流电压。采用桥式整流电路,电容滤波,和集成稳压块稳压,本电源可输出稳定直流电压,在后续的学习实验中有很大用途。 关键词:交流,直流,整流,稳压 1.设计任务: 输入220v交流电后可输出5v直流电压,为需要供电的元器件提供直流电压。输入220v交流电后可输出0~30v中任一直流电压,为需要供电的元器件提供直流电压。 1.1 方案论证见图1-1及1-2: 图1-1

图1-2 1.2 工作原理: 5V稳压电源:输入220v交流电后可输出5v直流电压,为需要供电的元器件提供直流电压。市电进入电源,首先要经过变压器由高压变为低压,滤除高频杂波和同相干扰信号,改变电压。然后再经过由 4 个二极管组成的桥式电路整流,和大容量的滤波电容滤波后,再经过集成稳压块7805以及电位器后,输出的的电压,才算真正完成所需要的较为纯净的低压直流电压。 各模块功能: ①电源变压器:降低电压。 ②整流电路:由4只二极管组成的桥式整流电路。 ③滤波:用2200UF25V的电解电容1只和一个104的瓷片电容,接在整流电路 的后面最基本的将交流转换为直流的电路,在所有需要将交流电转换为直流电的电路中,设置滤波电容会使电子电路的工作性能更加稳定,同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰。安装在整流电路两端用以降低交流脉动波纹系数提升,高效平滑直流输出的一种储能器件,我们把这种器件称其为滤波电容。滤波电容具有电极性,我们又称其为电解电容。电解电容的一端为正极,另一端为负极,正极端连接在整流输出电路的正端,负极连接在电路的负端。滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑,稳定。 ④7805的集成稳压块:一只固定式三端稳压器(7805)78XX系列集成稳压器的 典型应用电路5v电源的制作,三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少,电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路,使用起来可靠、方便,而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压,如7806表示输出电压为正6V,7909表示输出电压为负9V。从正面看引脚从左向右按①②③顺序标注,接入电路时①脚电压高于②脚,③脚为输出位。如对于78**正压系列,①脚高电位,②脚接地,; 此外,还应注意,散热片总是和接地脚相连。这样在78**系列中,散热片和 ②脚连接。 0~30v可调稳压电源:输入220v交流电后可输出0~30v直流电压,为需要供电的元器件提供直流电压。市电进入电源,首先要经过变压器由高压变为低压,滤除高频杂波和同相干扰信号,改变电压。然后再经过由 4 个二极管组成的桥式

电刷式交流稳压器工作原理

电刷式交流稳压器工作原理 一.稳压器的分类 按调压方式不同分类可分为三类 电子感应式油式稳压器 干式接触式调压稳压器(直接调压稳压器和补偿式调压稳压器) 干式无触点调压式稳压器(一般是带补偿的稳压器) 二.稳压器的分类: 按电源使用环境不同分类可分为两类 单相交流稳压器 三相交流稳压器 三.以干式接触式调压稳压器为例分析稳压器工作原理: 单相交流稳压器原理分析 1.单相SVC直接调压稳压器原理分析 图二

A点为单相稳压器输入侧,B点为单相稳压器的输出侧. 其实这一类用调压器直接调压式的稳压器就是利用自耦变压器的原理做成的.图中AN 侧就是自耦变压器的输入侧,BN侧就是自耦变压器的输出侧,如果输入电压高于输出设置点220V时,这个自耦变压器就工作在降压状态,如果输入电压低于220V时,这个自耦变压器就工作在升压状态.(图中所示就是处在降压状态) 这种稳压器不同于自耦变压器的主要是输入点A是可以由0V到250V之间任意滑动.这样就可以随时调整输入电压的输入点来满足输出电压的恒定.一般我们把输入侧A点叫做滑臂,它由电机通过减速装置来驱动,电机的转向由稳压控制电路来控制完成. 稳压器的取样电路时刻监视稳压器的输出两点间电压,输出电压升高时,控制电机朝自耦变压器降压的方向移动,(如图二)当输出电压达到所要的电压时,停止控制电机运动.反之控制电路则控制电机朝自耦变压器升压的方向转动.(图三)达到所要的电压时停止.

图二 图三 此类稳压器的容量大小全部由这个输出电压可以变压器的自耦变压器来承担,但由于它制造工艺的影响,它不能做得很大,只能适应小功率的场合.要相把稳压器的功率做得更大,就要加入补偿变压器来实现稳压器的功率扩大 2.单相补偿式稳压器原理分析(图四)

电气原理图设计方法及实例分析

电气原理图设计方法及实例分析 【摘要】本文主要对电气原理图绘制的要求、原则以及设计方法进行了说明,并通过实例对设计方法进行了分析。 【关键词】电气原理图;设计方法;实例 继电-接触器控制系统是由按钮、继电器等低压控制电器组成的控制系统,可以实现对 电力拖动系统的起动、调速等动作的控制和保护,以满足生产工艺对拖动控制的要求。继电-接触器控制系统具有电路简单、维修方便等许多优点,多年来在各种生产机械的电气控制 中获得广泛的应用。由于生产机械的种类繁多,所要求的控制系统也是千变万化、多种多样的。但无论是比较简单的,还是很复杂的控制系统,都是由一些基本环节组合而成。因此本节着重阐明组成这些控制系统的基本规律和典型电路环节。这样,再结合具体的生产工艺要求,就不难掌握控制系统的分析和设计方法。 一、绘制电气原理图的基本要求 电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求连接而成,从而实现对某种设备的电气自动控制。为了便于对控制系统进行设计、研究分析、安装调试、使用和维修,需要将电气控制系统中各电气元件及其相互连接关系用国家规定的统一图形符号、文字符号以图的形式表示出来。这种图就是电气控制系统图,其形式主要有电气原理图和电气安装图两种。 安装图是按照电器实际位置和实际接线电路,用给定的符号画出来的,这种电路图便于安装。电气原理图是根据电气设备的工作原理绘制而成,具有结构简单、层次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点。绘制电气原理图应按GB4728-85、GBTl59-87等规定的标 准绘制。如果采用上述标准中未规定的图形符号时,必须加以说明。当标准中给出几种形式时,选择符号应遵循以下原则: ①应尽可能采用优选形式; ②在满足需要的前提下,应尽量采用最简单形式; ③在同一图号的图中使用同一种形式。 根据简单清晰的原则,原理图采用电气元件展开的形式绘制。它包括所有电气元件的导电部件和接线端点,但并不按照电气元件的实际位置来绘制,也不反映电气元件的大小。由于电气原理图具有结构简单、层次分明、适于研究等优点,所以无论在设计部门还是生产现场都得到广泛应用。 控制电路绘制的原则: ①原理图一般分主电路、控制电路、信号电路、照明电路及保护电路等。 ②图中所有电器触头,都按没有通电和外力作用时的开闭状态(常态)画出。 ③无论主电路还是辅助电路,各元件应按动作顺序从上到下、从左到右依次排列。 ④为了突出或区分某些电路、功能等,导线符号、连接线等可采用粗细不同的线条来表示。 ⑤原理图中各电气元件和部件在控制电路中的位置,应根据便于阅读的原则安排。同一电气元件的各个部件可以不画在一起,但必须采用同一文字符号标明。 ⑥原理图中有直接电联系的交叉导线连接点,用实心圆点表示;可拆卸或测试点用空心圆点表示;无直接电联系的交叉点则不画圆点。 ⑦对非电气控制和人工操作的电器,必须在原理图上用相应的图形符号表示其操作方式。 ⑧对于电气控制有关的机、液、气等装置,应用符号绘出简图,以表示其关系。 二、分析设计法及实例设计分析 根据生产工艺要求,利用各种典型的电路环节,直接设计控制电路。这种设计方法比较简单,但要求设计人员必须熟悉大量的控制电路,掌握多种典型电路的设计资料,同时具有丰富的设计经验,在设计过程中往往还要经过多次反复地修改、试验,才能使电路符合设计

5V直流稳压电源

电子科技大学 《模拟电路基础》应用设计报告 设计题目: 5V直流稳压电源 学生姓名:李秘学号:2014070905021 教师姓名:张雅丽日期: 2015/12/22 一、设计任务 设计一个直流稳压电源,要求满足以下条件 1.输出电压:5V 2.最大输出电流:0.5A 3.电压调整率:≤4% 4.电流调整率:≤4% 5.纹波系数:≤5% 二、电路原理 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成,见图1。

其中: (1)电源变压器:是降压变压器,它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压,并送给整流电路,变压器的变比由变压器的副边电压确定。 (2)整流电路:利用单向导电元件,把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流 电。(3)滤波电路:可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而得到比较平滑的直流电压。 (4)稳压电路:稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压和负载的变化而变化。 整流电路常采用二极管单相全波整流电路,电路如图2所示。在u2的正半周内,二极管D1、D3导通,D2、D4截止;u2的负半周内,D2、D4导通,D1、D3截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL,且方向是一致的。电路的输出波形如图3所示。 在桥式整流电路中,每个二极管都只在半个周期内导电,所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半,即电路中的每只二极管承受的最大反向电压为(U2是变压器副边电压有效值)。 在设计中,常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点,将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联,以达到使输出波形基本平滑的目的。选择电容滤波电路后,直流输出电压:Uo1=(1.1~1.2)U2,直流输出电流I2是变压器副边电流的有效值。稳压电路可选集成三端稳压器电路。总体原理电路见图4。 图4 稳压电路原理图

三端稳压电路图集分析

三端稳压电路图集(六祖故乡人汇编2013年9月8日) LM317可调稳压电源电路图: LM317是可调稳压电源中觉的一种稳压器件,使用也非常方便。LM317 是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。很早以前我国和世界各大集成电路生产商就有同类产品可供选用,是使用极为广泛的一类串连集成稳压器。LM317 的输出电压范围是1.25V —37V(本套件设计输出电压范围是 1.25V—12V),负载电流最大为 1.5A。它的使用非常简单,仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性率和负载率也比标准的固定稳压器好。LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。 为保证稳压器的输出性能,R应小于240欧姆。改变RP阻值稳压电压值。D5,D6用于保护LM317。 输出电压计算公式:Uo=(1+RP/R)*1.25 下面是LM317可调稳压电源电路图的元器件清单: 下面是LM317可调稳压电源电路图:

三端集成稳压可调电源电路设计: 如图所示,此电路的核心器件是W7805。W7805将调整器,取样放大器等环节集于一体,内部包含限流电路、过热保护电路、可以防止过载。具有较高的稳定度和可靠性。W7805属串联型集成稳压器。其输出电压是固定不变的,这种固定电压输出,极大的限制了它的应用范围。如果将W7805的公共端即3脚与地断开,通过一只电位器接到-5V左右的电源上,就可以在改变电位器阻值的同时,使集成稳压器的取样电压及输出电压都随之改变。图中RP1就是为此而设计的。只要负电压的大小取得合适便能使输出电压从0V起连续可调,输出电压的最大值由W7805的输入电压决定,本稳压器0V-12V可调。VD3整流,C2滤波,VD4稳压后提供5V负电压。 元件选择:变压器应选用5V A,输出为双14V;二极管VD1-VD4选用1N4001;VDW 选用稳压值为5-6V的2CW型稳压管;RP1用普通电位器;RP2为微调电阻。IC用7805;其它元件参数图中已注明,无特殊要求。 电路调试:元件焊接无误后可通电调试,首先测b点对地电压,空载时应在18V左右;d点电压大约为-5.5V--6V,如不正常,可重点检查VD3,C2,R1,VDW,RP2等元件,然后再测量输出电压,旋动RP1,万用表指针应能在较大范围变动,说明稳压器工作正常;最后

《简单电路》教学设计

3.《简单电路》教学设计 一、教学内容: 教科版小学科学四年级下册第一单元第3课《简单电路》 二、教材分析 《简单电路》是义务教育课程标准实验教材四年级科学下册第一单元《电》的第3课。 第一部分:带灯座的电路。对实验结果进行记录是科学学习的一种方法。小灯泡亮了以后,要让学生把电路用实物图画下来。在画的过程中,学生们会觉得画实物电路图比较费时间,这要求学生学画简单电路图。第二部分:让更多的灯泡亮起来。教科书要求用2个小灯泡,2个小灯座,4根导线、电池盒和电池组成电路。教科书中对电池的数量没有具体的要求,可以先发给每个小组一节电池和一个电池盒,然后根据各小组电路的连接情况,再发给每个小组一节电池和一个电池盒,让学生探究电池在电路中怎么连接。学生已经能让两个小灯泡亮起来了,也能够在电路中使用两节电池了,这时提出:我们能连接更多的小灯泡,使用更多的电池,让小灯泡亮起来吗?在这堂课上,学生已经没有时间去做这样的尝试,这个问题可以让学生根据已有的经验总结出:只要使用电池、小灯泡、导线等元件构成一个完整的电路就会使更多的小灯泡亮起来。这样可以使学生对电路的认识得到进一步的发展。 三、教学目标 1.使用提供的材料,学会不同电路的连接方法。 2.观察、描述和记录有关的实验现象。用简易符号表示一个电路的不同部分。 3.会画出所连接的简单电路图。 四、教学重难点 1.教学重点:使用相同的材料,电路可以有不同的连接方法;用简易符号表示一个电路的不同部分;会画出所连接的简单电路图。 2.教学难点:用更多的方法和材料点亮更多的小灯泡。 五、突破重点难点设想 科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。亲身经历、探究发现的学习活动是学习科学的主要途径。本节课教学注重引导学生通过设计实验,自主发现“让更多小灯泡亮起了的不同电路连接方法”这一核心概念,并且能用文字或画电路图、交流观察到电路图的画法和电路的不同连接方法。使学生经历发现问题、猜想假设、实验探究、归纳构建的科学探究活动历程,让学生在科学探究活动过程中学习科学知识,提高科学探究能力,提升学生的科学素养。 六、教学准备:每小组小灯座2个,电池盒1个,1号电池1节,导线4根,小灯泡2个,记录单三张。 七、教学媒体:教学课件

《简单电路》教学设计

简单电路教学设计 黄陵县桥山小学田志强一、教学目标 科学概念 一个简单电路需要一个能持续提供电能的装置一电池。 电从电池的一端经过导线和用电器返回到电池的另一端,就组成了一个完整的电路。 使用相同的材料,电路可以有不同的连接方法。 过程与方法 用更多的方法和材料点亮更多的小灯泡。 观察、描述和记录有关的实验现象。 用简易符号表示一个电路的不同部分。 情感态度价值观 激发对电探究的兴趣。 发展分析和解决问题的自信心。 教学重点: 1.使用相同的材料,电路可以有不同的连接方法。 2.用简易符号表示一个电路的不同部分。 教学难点: 用更多的方法和材料点亮更多的小灯泡。 实验材料: 师准备:电池盒1个/组+1个,小灯座2个/组+2,干电池1节,小灯泡2只。生准备:1号干电池1节/组,小灯泡2只/组,导线3根/组。 二、教学环节 (一)复习前课,引入新课 1.提问回顾前课。师:在上节课《点亮小灯泡》中,我们用到的实验材料有哪些?(预测生:干电池、小灯泡、导线。)出示材料图片。 2.兴趣激发。师:同学们能用这些材料给老师展示下,看谁点亮的最快。(生动手操作)很棒,大家都能点亮小灯泡了。

3.故意刁难,引出问题。师:大家拿起来让老师看看谁的最亮!最亮的举手。(预测:在学生举手同时,小灯泡熄灭。)怎么回事?小灯泡怎么不亮了?(预测生:我刚才手松了!)这样点亮小灯泡方便吗? 4、出示电池盒、小灯座,引入新课。师:老师给大家带来了两个实验装置,帮助大家解决这个问题,大家和我一起了解下它们吧! 设计意图:学生复习了上节课的内容,并顺利地引入本课的知识点,同时也激发学生的探究简单电路兴趣。 (二)介绍装置,再点亮小灯泡 1、教师给每一个小组一节电池、一个小灯泡、一个小灯座、一个电池盒、以及两根导线。 2、教师:我们一起来点亮一个带灯座的小灯泡,你们可以跟我一起来安装。记录员请你在记录纸上把你们小组的电路实物图画起来。 ①在电池盒的两端各连接好一根导线,把电池安装在电池盒里。 ②用连接电池的两根导线的另一端接触小灯泡,确定能使小灯泡发光。 ③把小灯泡安装在小灯座上,再连接上导线。 3、指导不能点亮小灯泡的小组点亮小灯泡。 4、教师投影出示两份从学生那里得到的电路图,一份是实物图,一份是符号图(事先安排),介绍简单电路上的符号所代表的意义,让其他记录员再利用刚学到的知识快速地画一个简单的电路图。 设计意图: 学生跟着教师示范的安装方法进行安装保证了安装的成功率。 第二步的操作是为了强化学生对上节课知识的理解。 学会画简单的电路图,能够帮助学生在头脑中建立对更复杂的电路的认识。 逐步提高难度,也是教学的一种策略和教育的规律。 先动手后画符合小学生认知的认知特点。 串联和并联相对来说串联较容易,学生容易想到。 (三)让更多的小灯泡亮起来 1、提问:如果现在我再给你一个小灯泡和一些导线你能也一起把它点亮吗? 2、教师发给每个小组一个小灯泡、一个灯座和几根导线,让学生尝试使两个小

交流伺服式稳压器原理与分析

交流伺服式稳压器原理与分析 交流伺服式稳压器电路 电路工作原理:由图可知,它由电压检测比较器和自动调压电路两部分组成。图中调压变压器T的电压调节范围为160~260V,每一挡的调节范围为5V,因此共设置了21个电压抽头。电路工作时根据电压检测电路比较后的结果驱动电动机相应工作,并带动滑臂P作相应转动。通过滑臂P与相应的抽头接触而改变调压变压器T 的匝数比,使输出端电压趋于稳定。 图中运算放大器A1、A2连接方式相同,均将其反相输人端引人参考电压,同相输人端从R5的调节臂引人采样电压,运算放大器A1、A2的输出结果分别由晶体管V1、V2放大后,驱动电动机相应工作。运算放大器A3用来检测输入电压是否超限,同时还具有延时功能,其工作时由继电器切换控制,以保证电器的安全使用。 变压器T的低压绕组经VD1~VD4、C1、C2整流滤波后输出±12V直流电压,向运算放大器集成块提供工作电源。运算放大器A、B的采样电压可由R5适当调节。在市电电压正常时,运算放大器A、B均无输出,V1、V2截止,电动机不转。同时运算放大器A3也无输出,使V3截止,继电器保持动断状态,调压器“OUT”端输出稳定电压。当市电电压升高时,低压绕组上的电压也相应升高,运算放大器A1、A2输出高电平,使V1导通,V2截止,电动机顺时针旋转,并带动滑臂P向顺时针方向转动,使输出电压降低,从而在“OUT”端得到稳定电压。当市电电压下降时,电路工作过程与市电上升时工作过程相反。

元器件选择:调压变压器T可用一般的大功率变压器改制,计算出匝/伏比等有关数据后,绕制时每5V处取出一抽头并做好标记,最后在绕组外包绕上双9V绕组。变压器T功率应不小于300V·A。运纂放大器IC采用四运算放大器LM324,电动机为直流12V小电动机,继电器为直流12V小型继电器。

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