模擬電子課程設(shè)計(jì)---多路輸出直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　———————多路輸出直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要…………………………………………………………………………………4</p><p>　　1緒 論………………………

2、………………………………………………………5</p><p>　　2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求……………………………………………………………………6</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)的目的及主要任務(wù)…………………………………………………………………………6</p><p>　　2.1.1 設(shè)計(jì)的目的…………………………………………………………………………………6</p&g

3、t;<p>　　2.1.2 設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及性能指標(biāo)………………………………………………………………6</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)思想………………………………………………………………………………………………6</p><p>　　3方案設(shè)定…………………………………………………………7</p><p>　　４單元電路………………………………………

4、…………………………8</p><p>　　4.1電源變壓器……………………………………………………………………8</p><p>　?。?２整流電路………………………………………………………………………………………8</p><p>　?。?３濾波電路………………………………………………………………………………………9</p><p>　　

5、４.４穩(wěn)壓電路………………………………………………………………10</p><p>　?。祬?shù)計(jì)算及器件選擇……………………………………………………………11</p><p>　　5.1集成穩(wěn)壓器的選擇………………………………………………………11</p><p>　?。?２ 電源變壓器的選擇…………………………………………………………………………11</p&

6、gt;<p>　?。?３ 整流二極管及濾波電容的選擇………………………………………………………………11</p><p>　　６電路圖設(shè)計(jì)………………………………………………………12</p><p>　?。氛n程設(shè)計(jì)心得體會(huì)………………………………………………………………13</p><p>　　８參考文獻(xiàn)……………………………………………………………

7、……………14</p><p>　?。乖骷鍐渭跋嚓P(guān)參數(shù)…………………………………………………………15</p><p>　?。保白晕以u(píng)價(jià)…………………………………………………………………………………16</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次試驗(yàn)從電源出發(fā)，利用學(xué)過(guò)的個(gè)中點(diǎn)血知識(shí)和有關(guān)經(jīng)驗(yàn)

8、，提出一項(xiàng)簡(jiǎn)單實(shí)用的多路直流電源設(shè)計(jì)方案，也是本次課程設(shè)計(jì)的目的。這次課程設(shè)計(jì)實(shí)在教師的指導(dǎo)下查閱資料、設(shè)計(jì)、焊接、和調(diào)試出來(lái)的電子電路。直流穩(wěn)壓電源是個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)用并且可靠的一件事物制作。這次實(shí)物制作中用到了變壓器、電容、二極管、整流橋、電位器、電阻、穩(wěn)壓器等元件，而且達(dá)到了預(yù)定的要求。最后通過(guò)仿真電路達(dá)到了電壓轉(zhuǎn)換、濾波、穩(wěn)壓輸出和可調(diào)輸出地性能要求[1]。</p><p>　　關(guān)鍵詞：濾波；變壓器；二極管；穩(wěn)壓

9、輸出；整流橋</p><p><b>　　·1 緒論</b></p><p>　　在大二的上學(xué)期我們學(xué)習(xí)了《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》，學(xué)習(xí)了直流穩(wěn)壓電源部分。直流穩(wěn)壓電源有電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分構(gòu)成。</p><p>　　在上圖中，輸入220V、50Hz的交流電通過(guò)電源變壓器變?yōu)槲覀冃枰碾妷?、在?jīng)過(guò)整流電路將交流

10、電壓變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓。因?yàn)榇蚊}動(dòng)的直流電壓含有較大的紋波成分，必須經(jīng)過(guò)濾波電路加以濾波，從而得到平滑的直流電壓。但此電壓還是會(huì)因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓的波動(dòng)、負(fù)載和溫度的變化而變化。因此，在經(jīng)過(guò)整流、濾波電路之后，還要接上穩(wěn)壓電路保證輸出穩(wěn)定的直流電壓[2]。</p><p>　　這次的設(shè)計(jì)要求輸出±12V/1A，±5V/1A，一組可調(diào)正電壓+3~+18V/1A的電壓電路，我們要熟悉電路知識(shí)，查閱資料，

11、因此熟練地動(dòng)手能力將給我們帶來(lái)很大的幫助。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)使我們?cè)诶碚撚?jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的能力得到了很好的提高。使得我們端正了學(xué)風(fēng)，培養(yǎng)了嚴(yán)肅認(rèn)證實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的創(chuàng)新精神[3]。</p><p>　　圖1-1 集成直流穩(wěn)壓電路圖</p><p>　　2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求</p><p>　　·2.1 設(shè)計(jì)的目的及主要任務(wù)</p>

12、;<p>　　·2.1.1 設(shè)計(jì)目的</p><p>　　學(xué)習(xí)基本理論在實(shí)踐中綜合運(yùn)用的初步經(jīng)驗(yàn)，掌握模擬電路設(shè)計(jì)的基本方法、設(shè)計(jì)步驟，培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)與調(diào)試能力；學(xué)會(huì)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法和性能指標(biāo)測(cè)試方法。</p><p>　　·2.1.2 設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及性能指標(biāo)</p><p>　?、?要求設(shè)計(jì)制作一個(gè)多路輸出直流穩(wěn)壓電源，可將

13、220V/50Hz交流電轉(zhuǎn)換為多路直流穩(wěn)壓電源</p><p>　　輸出：±12V/1A，±5V/1A，一組可調(diào)正電壓+3~+18V/1A。</p><p>　?、?選擇電路方案，完成對(duì)確定方案電路的設(shè)計(jì)。計(jì)算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫(huà)出總體電路原理圖，闡述基本原理。（選做：用PSPICE或EWB軟件完成仿真）</p><p>　　③ 安裝調(diào)試

14、并按規(guī)定格式寫(xiě)出課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)。</p><p><b>　　·2.2 設(shè)計(jì)思想</b></p><p>　　首先根據(jù)已學(xué)知識(shí)進(jìn)行理論計(jì)算和電路圖的繪制，完成電路仿真檢查錯(cuò)誤及改正最后得出正確的參數(shù)及電路圖。焊接完成后進(jìn)行參數(shù)的檢測(cè)最后寫(xiě)出報(bào)告。</p><p><b>　　·3 方案設(shè)定</b><

15、;/p><p>　　LM317型穩(wěn)壓器電源能夠輸出可調(diào)的直流正電壓，它內(nèi)部含有過(guò)流，過(guò)熱保護(hù)，輸入電壓為正負(fù)15V，輸出為1.25（1+Rp/R）；可輸出1.2~37V電壓。</p><p>　　CW7812、CW7805分別可以輸出正12V和正5V電壓，CW7912、CW7905分別可以輸出負(fù)12V和負(fù)5V電壓。</p><p>　　有以上可知可以將LM317級(jí)CW系

16、列的穩(wěn)壓器并聯(lián)達(dá)到同時(shí)輸出正負(fù)12V、正負(fù)5V及可調(diào)電壓的要求。</p><p>　　1．直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)思路</p><p>　?。?）電網(wǎng)供電電壓交流220V(有效值)50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓。</p><p>　?。?）降壓后的交流電壓，通過(guò)整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動(dòng)大）。<

17、/p><p>　?。?）脈動(dòng)大的直流電壓須經(jīng)過(guò)濾波電路變成平滑，脈動(dòng)小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。</p><p>　?。?）濾波后的直流電壓，再通過(guò)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給負(fù)載RL。</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　?。?）電源變壓器：是降

18、壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。</p><p>　?。?）整流電路：利用單向?qū)щ娫?0Hz的正弦交流電變換成脈動(dòng)的直流電</p><p>　?。?）濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。</p><p>　?。?）穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電

19、路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。</p><p><b>　　·4 單元電路</b></p><p>　　1.集成穩(wěn)壓電源有四部分組成如下圖</p><p>　　圖1-2穩(wěn)壓電源的構(gòu)成圖</p><p>　　圖1-3整流及穩(wěn)壓過(guò)程</p><p>&l

20、t;b>　　·4.1電源變壓器</b></p><p>　　電源變壓器是將輸入的220V交流電壓U1轉(zhuǎn)變?yōu)檎麟娐匪枰慕涣麟妷篣2。但是變壓器有一定的功耗所以它的輸出功率要小于輸入功率即： =P2/P1。P2是變壓器的副邊的功率，P1是變壓器原邊的功率。因?yàn)橹链藭r(shí)輸出多端所以選擇中間抽頭的多路輸出變壓器。輸出12V、和24V對(duì)應(yīng)于78、79系列和LM317系列[4]。</p&

21、gt;<p><b>　　·4.2 整流電路</b></p><p>　　單相橋式整流電路如下圖，四肢整流二極管D1~D4形成電橋。</p><p>　　在V2正半周。電流從變壓器副邊線圈上端流出，只經(jīng)過(guò)D1流向RL,在由D3留回變壓器，所以D1、D3正向?qū)?，D2、D4反偏截止。在負(fù)載上產(chǎn)生一個(gè)極性為上正下負(fù)的輸出電壓。電流通路用實(shí)線箭頭表示

22、。</p><p>　　同理在V2負(fù)半周時(shí)，D2、D4正向?qū)?，D1、D3反偏截止。在負(fù)載上產(chǎn)生上正下負(fù)的輸出電壓。電流通路如圖的虛線箭頭表示。</p><p>　　綜上可知輸入端經(jīng)變壓器后在副邊得到了一個(gè)單向的脈動(dòng)電壓。</p><p>　　圖1-4 整流電路圖</p><p>　　圖1-5橋式整流電路的工作波形</p>&l

23、t;p><b>　　·4.3 濾波電路</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)整流的脈沖電壓紋波很大要經(jīng)過(guò)濾波電路的濾波作用，在這里選擇用電容濾波，適合小電流負(fù)載。</p><p>　　圖1-5 RC濾波電路</p><p>　　·4.4 穩(wěn)壓電路</p><p>　　由于輸出地直流電壓會(huì)隨著穩(wěn)壓電

24、路的波動(dòng)、負(fù)載和溫度發(fā)生變化而變化，所以，為了維持輸出直流電壓穩(wěn)定不變，還要加上穩(wěn)壓電路。集成穩(wěn)壓器在使用中普遍使用的是三端穩(wěn)壓器?？梢苑譃楣潭ㄊ胶涂烧{(diào)式，按正負(fù)的輸出電壓還可分為CW317、CW337、LM317、LM337。其中317系列穩(wěn)壓器可以連續(xù)輸出可調(diào)正電壓，337系列則是可調(diào)負(fù)電壓。它們的可調(diào)范圍為1.2~37V，最大輸出電流為1.5A。三端集成穩(wěn)壓器還有78、79系列分別對(duì)應(yīng)正電壓輸出和負(fù)電壓輸出.</p>

25、<p>　　79系列和78系列的外形相似但是連接不同，79的1端接地，2端接負(fù)的輸入。3端接輸出。</p><p>　　圖1-6固定式三端穩(wěn)壓器的引腳圖與應(yīng)用電路[5]</p><p>　　圖1-7可調(diào)式三端穩(wěn)壓器的引腳圖級(jí)應(yīng)用電路</p><p>　　·5參數(shù)計(jì)算及器件選擇</p><p>　　·5.1集成穩(wěn)

26、壓器的選擇：</p><p>　　選擇穩(wěn)壓器型號(hào)為L(zhǎng)M7805、LM7812、LM7905、LM7912和LM317。78系列分別輸出正5V和正12V，79系列分別輸出負(fù)5V和12V。317系列則輸出1.2~37V的可變電壓，最大輸出電流為1.5A</p><p>　　·5.2 電源變壓器的選擇</p><p>　　Uomax+(Ui-Uomin)≤Ui≤

27、Uomin+(Ui-Uo)max</p><p>　　18V+3V≤Ui≤3V+40V</p><p>　　21V≤Ui≤43V</p><p>　　U2≥Uimin/1.1=21/1.1=19.09V</p><p>　　取U2=20則P=20W，所以選取24V/25W的變壓器即可。</p><p>　　·

28、5.3整流二極管及濾波電容的選擇</p><p>　　由于Urm=1.414×24=33.936V，I=1A，ＩＮ４００７的反向擊穿電壓Urm≥１００V，額定工作電流ID=1A，所以整流二極管選擇ＩＮ４００７。</p><p>　　I=1A。T=0.02s,電路中濾波電容承受的最高電壓時(shí)1.414×24=33.936V所以選擇電容的耐壓值應(yīng)該大于34V所以選擇1000u

29、F/50V的電容。</p><p>　　因?yàn)榇笕萘侩娊怆娙萦幸欢ǖ睦@制電感分布，易引起自激振蕩，形成高頻干擾。所以穩(wěn)壓器的輸入斷腸并入辭職小容量電容來(lái)抵消電感效應(yīng)，一直高頻干擾。</p><p><b>　　·6電路圖設(shè)計(jì)</b></p><p>　　圖1-8多路輸出直流穩(wěn)壓電源電路圖</p><p>　　&#

30、183;7課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)</p><p>　　在沒(méi)接觸過(guò)焊接技術(shù)時(shí)候想當(dāng)然的認(rèn)為很容易，誰(shuí)知道自己要查資料，自己買元件，自己焊接，自己調(diào)試。自己找錯(cuò)誤。有許多曾經(jīng)沒(méi)有遇到過(guò)的事情，但還是自己通過(guò)努力做好了。</p><p>　　通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)了解了電源制作的整個(gè)過(guò)程，還有它的工作原理，在和課本上的知識(shí)對(duì)照更加理解了電源的原理。通過(guò)仿真軟件ＥＷＢ對(duì)其仿真，檢查錯(cuò)誤等，也使得對(duì)此軟件有了

31、一個(gè)了解。但還是不是很熟悉要繼續(xù)深層次的加深理解多運(yùn)用軟件進(jìn)行電路的仿真。通過(guò)這次的課設(shè)方案，了解了直流穩(wěn)壓電源的方案論證和模塊之間的聯(lián)系以及元器件的選取，讓我們更加進(jìn)一步的劉杰直流穩(wěn)壓電源的工作原理和它的性能指標(biāo)。</p><p>　　但在購(gòu)買元器件的過(guò)程中有很多的不便，比如沒(méi)有預(yù)定的原件或者原件的性能不符等，這就要求我們要善于變通，用不同的角度來(lái)考慮問(wèn)題從而達(dá)到預(yù)定的效果。</p><p&

32、gt;　　這次設(shè)計(jì)之后，我認(rèn)識(shí)到自己只有在實(shí)踐中才能真正的了解電路了解自己的知識(shí)掌握程度，加深對(duì)知識(shí)的理解程度。</p><p><b>　　·８參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[１]周政新．《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)踐與訓(xùn)練（第三版）》．北京：中國(guó)民航出版社，２００２</p><p>　　[２]童詩(shī)白．《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）》．

33、北京：高等教育出版社，１９８８</p><p>　　[３]謝自美．《電子線路設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、測(cè)試（第二版）》．武漢：華中科技大學(xué)出版社，２０００</p><p>　　[４]康華光．《電子技術(shù)基礎(chǔ)　模擬部分（第四版）》．武漢：華中科技大學(xué)出版社，１９９８</p><p>　　[５]吳友宇．《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第一版）》．北京：清華大學(xué)出版社，２００９</p>

34、<p>　?。乖骷鍐渭跋嚓P(guān)參數(shù)</p><p><b>　　·１０　自我評(píng)價(jià)</b></p><p><b>　　在設(shè)計(jì)完后認(rèn)識(shí)到：</b></p><p>　　首先需要通過(guò)翻閱復(fù)習(xí)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)確立了實(shí)驗(yàn)總體設(shè)計(jì)方案，然后逐步細(xì)化進(jìn)行各模塊的設(shè)計(jì)；其次，在電路仿真的過(guò)程中總會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，需要我

35、們細(xì)心解決，所以這兩周下來(lái)，我對(duì)電路故障的排查能力有了很大的提高；再次，通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)設(shè)計(jì)所用到的軟件有了更加深刻地了解，這對(duì)我們以后的工作和學(xué)習(xí)的幫助都很有用處。</p><p>　　這次的設(shè)計(jì)相對(duì)來(lái)說(shuō)耗材成本較大，還有就是沒(méi)有能找到合適的變阻器和電阻來(lái)搭配可調(diào)電壓部分，結(jié)果是輸出的可調(diào)電壓在3~30V左右。沒(méi)有達(dá)到合適的3~18V。</p><p>　　但是總體來(lái)說(shuō)達(dá)到了預(yù)定指

36、標(biāo)：</p><p>　　可將220V/50Hz交流電轉(zhuǎn)換為多路直流穩(wěn)壓電源，輸出±12V/1A，±5V/1A，一組可調(diào)正電壓+3~+18V/1A。</p><p>　　由于時(shí)間安排在期末考試期間，準(zhǔn)備不是很充分，因而在時(shí)間上有點(diǎn)沖突，來(lái)不及認(rèn)真思考，但是在報(bào)告上花了很多時(shí)間，因?yàn)槭堑谝淮螌?xiě)這種報(bào)告，所以，格式還有對(duì)Word的運(yùn)用不是很好，會(huì)造成報(bào)告有些許的錯(cuò)誤。因而值