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组成;放大器的设计,采用三极管放大;因为电路设计电压有上下限之分,所以比较电路采用学过的窗口比较器,实现以双限电压工作的要求,从而模拟实现对高温低温变化的报警控制;报警电路有单双频之分,采用三极管构建单双频电路。整个电路中,由于放大器和报警器电路中采用了三极管设计,使电路数据检测较为麻烦,不易对电路进行测试,所以设计中不考虑此方案。 方案二:根据任务书要求,设计电路分依然为四个大模块,即:多输出直流电源、放大电路、比较电路和单双频报警电路。其中电源以常规的降压、整流、滤波、稳压四个模块组成;放大器的设计,采用集成运放进行放大;因为电路设计电压有上下限之分,所以比较电路采用学过的窗口比较器,实现以双限电压工作的要求,从而模拟实现对高温低温变化的报警控制;报警电路有单双频之分,采用555定时器构建单双频电路。整个电路中,由于放大器和报警器电路分别采用了集成运放和555定时器进行设计,使电路数据检测简易,容易对电路进行测试,所以设计中选用此方案。
2.电路设计原理
2.1多输出直流稳压电源
设计电源电路,是把220v 50Hz的交流电压经整流、滤波、变压,转换为+5v、+12v以及-12v电压,电源各部分的设计原理具体如下:
电源变压器的选择220V~16V立式双绕组变压器。集成稳压器的输出电压为UO,集成稳压器的输入电压为Ui,由两者关系Ui?(1.1--1.2)Uo,电源变压器的
陕西理工学院电气学院电气专业一零级课程设计,建议:此课程设计报告仅供参考,希望工科类学生能够注重理论结合实践,抓住实践操作的机会,相信你会做得比这个更好。
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副线圈输出电压为U变,由U变?Ui,且集成稳压器使用W7812、W7912、W7805,
(1.1--1.2)12V, 一般情况,稳压器的压差越大,功耗也Uomax=12V,可知,U变?U就越大,所以一般取变压器副边电压:U变?,而实验室里提供220V~(imax)1.19V和220V~16V两种变压器,故选用220V~16V变压器。
整流二极管的耐压值满足:Ud?2U变。额定工作电流满足:Id?Iomax。U变=16V,故Ud﹥2×16=22.5V,器件室提供耐压值为25V的稳压二极管和整流桥,为了电路接线简单,便与测量,选用整流桥进行全波整流。
滤波电容C的容量可由下式计算:C?Ic?t ?U 其中,△Ui—稳压器输入端纹波电压的峰峰值 t—电容C放电时间,t=
T =0.01s 2 IC—电容C放电电流,可取Ic?Iomax
滤波电容的耐压值应满足2 UO,即:Uc﹥2×12=16.9V,器件室提供耐压值为25V1000?f的电容可满足该电路要求。
集成稳压管的输出电压UO应与稳压电源要求的电压输出的大小及范围相通。其输入电压范围为: Uomax?(Ui?Uo)min?Ui?Uomin?(Ui?Uo)max
式中,Uomax—最大输出电压;
Uomin—最小输出电压;
(Ui-Uo)min—稳压器的最小输入输出压差 (Ui-Uo)max—稳压器的最大输入输出压差
最大允许电流:I?Iomax。
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集成稳压器使用W7812、W7912、W7805三种,以提供+12V、-12V、+5V直流电源。
整体思路,输入电压先通过电压变压器,再通过整流网络,然后经过滤波网络最后经过稳压网络。以全波整流电路作为整流网络,以极性电容作为滤波网络,采用固定式三端集成稳压电路W7805、W7812和W7912设计制作多输出直流稳压电源。
方案图如下所示:
图2.1.1多输出直流电源系统方框图
具体电路图如下:
图2.1.2 多输出直流电源电路图
电源各部分电压参数测量记录:
变压器输出电压 整流桥输出电压 W7812输出电压 W7912输出电压 W7805输出电压 17.5v 22v 12.06v -11.98v 5.01v 表2.1.1 电源各部分电压参数测量记录表
2.2 电压放大电路
按照任务书要求,温度在10℃和30℃时是报警的临界温度点,且要求0℃时对应电压为0V,温度每升高1℃电压上升2mV,所以10℃对应电压为20 mV,
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30℃对应电压为60 mV,由于mV级别的电压无法驱动后续电路正常工作,所以对其进行放大到V级别,因为此电路为电子电路,采用同相放大电路,放大100
UF?(1?倍即可。具体计算:
RFR)UO;所以放大倍数??1?F ;因为RI=1 K?,RIRI所以RF=99 K? 。 具体电路图如下:
图2.2.1 100倍电压放大电路图
电压放大电路各部分电压参数测量记录:
放大电路输入电压 放大电路输出电压 放大电路电压放大倍数 0.022v 2.46v 111.8v 表2.2.1 电压放大电路各部分电压参数测量记录表
2.3 电压比较电路
按照任务书要求,温度分别在10℃以下报警,在30℃以上报警,即:放大电路输出的电压为0V~2V之间报警,2V~6V之间不报警,6V以上报警。所以以此设定比较电路有两个阀值电压,故选用窗口比较器,并以此设定两个阀值电压分别为2V和6V。利用电阻分压产生2V和6V电压,即:选择2K?、4K?、6K?电阻依次串联接12V电源及地。
具体电路图如下:
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