(一)教学视频
(二)教学课件
(三)教学内容
(1)数显电源设计指标
根据家居环境探测机器人开发所需电源要求,并结合常用项目开发需求,对该项目电源提出了以下几项技术指标:
² 输入电源: AC220V±10%,50HZ±5%;
² 输出电压:DC+3~+15V连续可调;
² 额定电流:DC 800mA;
² 负载效应:≤5%;
² 输出纹波噪声电压:≤2%(峰峰值);
² 过流保护:当输出电流超过最大额定电流20%时,立即截流,从而实现对电路进行过流保护;
² 过压保护:当电源输入电压超过最大值时,使电路立即进入保护状态;
² 带有输出电压数字显示功能,能实时显示输出电压;
² 输出电压四位显示,精确到0.01V,显示误差≤0.1V。
(2)电源技术指标分析
稳压电源的技术指标分两类:一类是特性指标,如输入电压、输出电压及输出电流等;另一类是质量指标,如稳压系数、纹波系数、输出电阻及负载效应等。
1)输入电压
本项目中要求稳压电源输入的是220V/50HZ的市电,并且要考虑市电可能存在约10%的波动,将输入电压范围定在200V-240V/50HZ。应当测试一下电源在输入电压波动的范围内能否稳压。
2)输出电压
输出电压及调整范围决定了电源的适用范围,本项目中电源要求输出电压在3-12V内连续可调。
3)额定输出电流
额定输出电流即直流稳压电源正常工作时的最大电流,它反映了电源带负载的能力,在本项目中,额定输出电流为800mA。额定输出电流主要受两个方面约束,一个是调整元件的最大允许电流和最大充许耗散功率,另一个是要考滤输出电压的稳定性。
4)稳压系数S(电压调整率σ)
稳压系数是指在负载电流和环境温度不变的条件下,稳压电源输出电压的相对变化量与输入电压的相对变化量之比,即:
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稳压系数表征稳压电源对电网电压变化的抵制能力,S越小,稳压性能越好。
5)输出电阻RO
当电网电压和温度不变时,稳压电源输出电压的变化量与输出电流的变化量之比,定义为输出电阻,即:
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输出电阻表征了稳压电源带负载能力的大小,RO越小,带负载能力越强。
6)纹波系数Y
纹波就是输出直流电压中的交流成分,常用纹波系统Y来表示直流输出电压中的相对纹波电压的大小,其定义为:
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其中,Urms为输出纹波电压中的有效值,UO为输出直流电压。这里要特别说明的是:噪声不同于纹波。纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分,用峰-峰值表示,一般是在输出电压的0.5%以下;噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分,也用峰-峰值表示,一般在输出电压的1%左右。纹波噪声是二者的合成,用峰-峰值表示,一般在输出电压的2%以下。
7)负载效应
负载效应是指仅当由于负载的变化而引起输出稳定量变化的效应。对于直流稳压电源,负载效应指电网电压和温度不变时,从空载到满载时输出电压的相对变化量,即
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