毕业论文设计__直流稳压电源及漏电保护装置设计.doc

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1、河南农业大学HenanAgriculturalUniversity直流稳压电源及漏电保护装置课程设计河南农业大学201*年*月*日河南·郑州II摘要本直流稳压电源及漏电保护装置分为变压、整流、滤波、稳压输出，功率测量，实时显示，漏电保护等部分构成。变压整流用220V-30V变压器加二极管整流桥变压整流出。由LM317及可变电阻实现可变电压输出。稳压输出部分由LM2940CJ-5.0P芯片为主DC-DC稳压模块。功率测量电路用已知电阻测电压，经AD0809芯片采样输入单片机进行分析，回显到LCD1602，实现功率实时显示。漏电保护装置由单品单片机，ULN2003、继电器组成，首先霍

2、尔电流传感器采样电路电流信号送至单片机，在电流值达到30mA阈值时有单片机通过ULN2003驱动继电器，形成断路以保护电路及人身安全。排除危险后，按下继电器复位开关电路正常工作。关键芯片：LM317AD809LCD1602ULN2003MCULM2940DC-DC稳压II目录1系统方案11.1整流模块的论证与选择11.2滤波电路的论证与选择21.3DC-DC稳压模块的论证与选择31.4模数转换的论证与选择41.5显示模块的论证与选择51.6控制模块的论证与选择52系统理论分析与计算62.1稳压电源分析计算62.1.1稳压芯片甄选62.1.2有关参数的计算72.2漏电检测分析计算8

3、2.2.1漏电检测分析82.2.2漏电检测计算92.3关断保护分析计算92.3.1关断保护分析92.3.2关断保护计算93电路与程序设计93.1电路的设计93.1.1系统总体框图93.2程序的设计113.2.1程序流程图114测试方案与测试结果124.1调试的方法12值4.2测试条件与仪器124.3测试结果及分析124.3.1测试结果(数据)124.3.2测试分析与结论13附录1：电路原理图14附录2：源程序15II直流稳压电源及漏电保护装置1系统方案本系统所需要有整流模块、滤波模块，DC-DC稳压模块，模数转换模块、显示模块、控制模块、漏电保护模块、组成，下面分别论证这几个模块

4、的选择。1.1整流模块的论证与选择题目所需电压为5.5到25V，最大电流为1A所以最大功率为25W，根据变压器功率守恒的原则，我们选用的是220V-30V，50W的普通变压器符合要求，稳压电源模块分为整流模块，稳压模块两部分。现论证如下1.1.1整流模块方案一：半波整流电路。电路图如图1.1所示，图1.1.1半波整流电路是一种最简单的整流电路。它由电源变压器、整流二极管D和负载电阻Rfz，组成。变压器把市电电压变换为所需要的交变电压E2，再把交流电变换为脉动直流电。该电路联接简单，但输出脉动大。方案选择：通过比较可知，半波整流电路简单，易于联接，但输出脉动大。而桥式整流电路在实际

5、中应用较多，变压器负极线圈在一周内均有电流通过。采用桥式整流电路比较好。方案二：桥式整流电路。电路图如1.1.2所示19图1.1.2桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路，只要增加两只二极管口连接成"桥"式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。桥式整流电路是利用四个二极管制作成一个整体，引出四个脚，两个作为交流电源输入端，另两个作为输出端。方案选择：通过比较可知，半波整流电路简单，易于联接，但输出脉动大。而桥式整流电路在实际中应用较多，变压器负极线圈在一周内均有电流通过。采用桥式整流电路比较好。所以选择方案二。1.2滤波电路的论证与选择滤波电路

6、常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，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容器C在电源供给的电压升高时，能把部分能量储存起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑，即电容C具有平波的作用；与负载串联的电感L,当电源供给的电流增加时，它把能量储存起来，而当电流减小时，又把能量释放出来，使负载电流比较平滑，即电感L也有平波作用。方案选择：电感滤波输出电流较为平滑，同时电感负载有延长整流二极管导通角的趋势，因此输出电流比较平滑，避免了过大的冲击电流。但电

7、感滤波后输出电压较低。滤波电路结合了电容滤波和电感滤波的优点，但电路较复杂，参数选择比较困难。电容滤波电路输出电压与时间常数的大小有关，因此电容滤波电路适合在大负载场合下运用。在滤波电容的容量较大的情况下，电路刚接通的瞬间，整流二极管将承受很大的浪涌电流，很可能因过流而烧毁，因此，在选用二极管时，应注意挑选电流大一点的，最好采用比锗管更经得起电流冲击的硅管。还可以采取一些保护整流二极管的措施，使通过整流二极管的最大电流不超过规定的浪涌电流。同时，电容滤波电路的外特性比较软。综合分