模拟电子技术LMPPT课件.ppt

中国石油大学 华东 模拟电子技术课程设计答辩 答辩人 常先宇组员 张青马太航 模拟电子技术课程设计 课题要求 课题要求利用7805设计一个输出5V 2A 扩大输出电流 的直流稳压电源 1 画出系统电路图 并画出变压器输出 滤波电路输出及稳压输出的电压波形和变压器副边的电流波形 2 输入工频220V交流电的情况下 确定变压器变比 3 在满载情况下选择滤波电容的大小 取5倍工频半周期 4 求滤波电路的输出最大电压 自动化一班第六组 课题要求 原理及思路 基本设计方案 方案优化及测量结果 方案扩充 分析总结 自动化一班第六组 原理及思路Ideas 下图为集成稳压电源LM7805的典型电路 其主要器件有变压器T 整流二极管 滤波电容 集成稳压器 关键点 实现三段固定式集成稳压器的电流扩充需要三极管分流 自动化一班第六组 基本设计方案 基本方案如下图所示 1 变压器变压比压约为220 10 2 整流滤波电路设计 二极管反向耐压值应该大于2倍的最大反向电压即28V 滤波电容的选取 根据整流电路在满载情况下输出电压与电流的比值确定后面电路的等效电阻约为5 由R C3 5 T 2可以确定C3 10mF 3 输出电流扩充外接功率管Q1 考虑到芯片耗散功率为2 8W 假设满载下令其输出电流为I2 0 5A 则需要功率管的Ic 1 5A 功率管的Ube为 0 7V 约为70 因此由I2 Ube R1 Ic 可知 R1 1 5 自动化一班第六组 方案优化Optimization 由于三极管集电极电流较大 发热功率较大 因此 采用多个三极管并联的方法 减小每个三极管的电流 使得各个三极管的功率减小 延长使用寿命 其测量电路图如下 自动化一班第六组 结果Result 其变压器两边的电压输出波形为 自动化一班第六组 结果Result 滤波电路输出电压波形和稳压电路最终输出电压波形 自动化一班第六组 结果Result 整流桥两边电流输出波形 自动化一班第六组 结果Result 由三者的电流关系可知 两个三极管的分流使LM7805的输出电流很小 这样大大减小了LM7805的功耗 即使在满载情况下也可以使LM7805的功率低于2 8W LM7805的耗散功率 自动化一班第六组 方案扩展 1 本电路设置了由稳压管D5 晶闸管D4 电阻R4和快速熔断丝F1组成的过压保护电路 同时也能起到过流保护的功能 击穿电压6 2V导通电流5mA 导通电压3 5V 指示电路是否正常工作 2 电容C6 二极管D2 D3和电阻R3组成放电回路 自动化一班第六组 方案扩展 假设用用峰值为6 2V的电压源模仿一个瞬时高压 查看F1是否熔断并保护电路 F1熔断 由图可知 电流表示数很大 晶闸管导通使输入端短路 从而引起熔断丝熔断 起到保护电路的作用 自动化一班第六组 器件参数 1 整流桥 3N246Vrrm 100V Irrm 10 00A 最低工作温度 55 最高工作温度 150 2 功率三极管 BD534Vceo 45V Vcbo 45V Ic max 8A功率耗散50W 最低工作温度 65 最高工作温度150 3 LM7805KCIout max 1 5A Vout 5 0V 功率耗散2 80W 最低工作温度0 最高工作温度70 00 4 晶闸管2N2575导通电流Igt 0 04A 导通电压Vgt 3 5V 功率耗散 5 00W最低工作温度 65 00 最高工作温度 125 00 5 二极管1N4149最大反向击穿电压Vrrm 100V 功率耗散 0 50W最低工作温度 65 00 最高工作温度 200 00 6 稳压管ZPD6 2击穿电压Vz 6 20V 导通电流Iz 5 00mA 功率耗散 0 50W最低工作温度 65 00 最高工作温度 200 00 自动化一班第六组 分析总结 1 先由最基本最典型的电路设计着手 通过分析 计算 在理论上得到正确的电路设计方式 在此基础上 我们将电路联系实际 考虑具体使用时会产生哪些问题 比如说各个器件功率损耗的考虑 导通电压及击穿电压的考虑等 2 在基本设计方案中 虽然理论上得到了很好的输出结果 但实际使用过程中会发现三极管和集成稳压器的功率较大 采用并联三极管分流的方式 使每个器件的功率均减小 但实际使用中还是要重视散热 3 考虑到实际使用中可能存在的瞬时过压或者负载短路的风险 我们对于优化方案又进行了扩充 经模拟仿真 得到了很好验证