景德镇陶瓷学院EDA课程训练设计汇报学院:景德镇陶瓷学院姓名:张紫鳌班级:10电子一班学号:10330119设计题目:过流过压保护直接电源指导老师:曹良足老师11月1日一、题目:过流过压保护直流电源二、任务:设计一直流电源,关键是过流保护。三、要求:电源输出直流电压15-17V,额定输出电流300mA,设计保护电流300mA,即当电源输出电流超出300mA时,保护电路动作,断开电源与负载连接。四、设计摘要及整个方框图设计摘要:过压过流保护方法关键是要这些方法:A、熔断器保护,即通常见保险丝,保险管,它是一个过流保护器件,将它串联在电源电路中,一旦当负载出现故障而使电源供电电流忽然增大时,保险丝熔断,截断电源与负载通路,达成保护电源和负载本身目。B、自恢复保险保护,实际就是一个热敏电阻保护,它也是串接在电源电路中,是一个过流保护方法。C、以继电器为关键器件电子保护电路,继电器主开关接在电源主电路中,让控制电路控制继电器线圈而控制及电气主开关通断。D、以电源调整管为关键电子保护电路,本项目所要介绍和实践电路就是一个这么保护电路,关键方法是让一个控制电路控制电源调整管通断。E、这种电路反应快,动作值界限确定,含有自恢复功效,是一个较理想电源保护电路,缺点是电路相对复杂,成本高。整个方框图:电容过滤二极管整流变压器降压调整三极管保护电路五、单元单路设计及原理分析整流滤波输出电压为16V左右,降压变压器次级电压选择,因为整流滤波输出电压最大值等于变压器次级电压1.414倍,所以可考虑选择变压器次级电压为12V,这么,整流滤波输出电压最大值等于17V。变压器功率选择,因为电路输出额定电流300mA,所以电路输出额定功率为17V*300mA=5W,所以变压器功率为6—7W就能够了。整流二极管耐压要求:高于17V。整流二极管平均整流电流要求:大于300mA。这么,整流二极管采取常见整流二极管IN4001（耐压而100V,电流1A）就足够达成要求了。滤波电容耐压要求:高于17V。滤波电容容量要求:C>（3—5）T/2/R,其中T为220V交流电周期为0.02秒,R为整流滤波电路负载电阻（可这么确定最小输出电压闭上最大输出电流15V/300mA=50Ω）,C>（600uF—1000uF）,取C为1000uF/25V。保护电路上图所表示为555定时器内部结构图,“2”“6”接一起经过电阻接电源VCC,经过电容器接地GND,电路刚接上电源时,电容C4无充电电荷,“2”“6”为低电平,比较器C1输出高电平,比较器C2输出低电平,与非门G1输出低电平,G2输出高电平,泄流管T截止,所以调整管Q1无偏置电流而截止,这时电源经过R6对电容C4充电,“2”“6”电位升高,当电位升高到（2/3）VCC时,比较器C1输出低电平,与非门G1输出高电平,泄流管T导通,调整管Q1导通。电源向负载供电。这就是电路其实工作过程,时间有电阻R6和电容C4决定。大约为R6*C4。电路在正常工作条件下（无过流）,检测电阻R5上电压较小,三极管Q2截止,555维持工作状态不变,泄流管T导通,调整管Q1导通。电源向负载供电。假如电路输出电流过大,这个电流经过R5,在R5上产生较大电压,使Q2导通,电容C4经过Q2快速放电,使“2”“6”电位快速下降低于（1/3）VCC时,比较器C1输出高电平,比较器C2输出低电平,与非门G1输出低电平,G2输出高电平,泄流管T截止,所以调整管Q1无偏置电流而截止,断开电源与负载连接,起到保护电路和负载目。电路保护后,输出电流为0,Q2又截止,C4再次充电,当充电使得“2”“6”电位升高到（2/3）VCC时,比较器C1输出低电平,与非门G1输出高电平,泄流管T导通,调整管Q1导通,电源向负载供电。但只要故障没有排除,电源又立刻进入保护状态。当电路出于保护状态时,与非门G1输出低电平,非门G3输出高电平,发光二极管D1亮,表示电路处于保状态。六、整个电路原理图图1、过流过压保护电路正常工作时,Trl和Tr2均截止,555复位,555中放电品体管导通,它从Tr3基极吸收电流,使Tr3处开饱和,电视污5-12V便直接送主负载。当负载吸收电流超出要求值时,Rsc压降增加,使Trl导通,555被触发,于是内部放电晶体管截止,跟着Tr3也截止,将电源与负载隔离,这时555处于单稳状夯,单稳时间一到,只要负载过流现象不排除,555又重新触发,Tr3继续将负载隔离。若负载出现过压,别经R4.RS.D1后Tr2导通,也使555触发,Tr3这时也将负载隔离。对于过流或过压,555③脚均将输出高电位,仲LED发光,表示负载处于隔离状态。因为Tr3或者处于饱和,或者处于截止,因止口只用一只功率晶体管便可工作。七、布线图仔细研究电路原理图,其关键是过流保护过程分析与了解。当电路工作原理问题搞清以后,计算确定电路中各电阻阻值。将其讨论过程以及设计计算过程写入汇报中。若将保护电流改为500mA,请重新确定R5。仔细研究印刷电路板,在本印刷电路板上将要装配期间有:一般1/4W电阻器,瓷片电容器,整流二极管,发光二极管,三极管,集成块555。输入和输出接口等等。如图2、布线图八、体会在这次课程设计中不仅检验了我所学习知识,也培养了我怎样去把握一件事情,怎样去做一件事情,又怎样完成一件事情。在设计过程中,与同学分工设计,和同学们相互探讨,相互学习,相互监督。学会了合作,学会了运筹帷幄,学会了宽容,学会了了解,也学会了做人与处世。ProtelDXP电子CAD画图线路软件之一,它是利用计算机来完成电子线路仿真设计和印制路板设计制作,关键包含原理图绘制,印制电路板设计和检测等,另外能快速生成多种报表和装配文件,为文件采够,电路板实际制作和装配提供了方便。
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