穩(wěn)壓直流電源的課程設(shè)計(jì)---直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　電工學(xué)綜合課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 12V直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)</p><p>　　發(fā)光二極管循環(huán)閃爍電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2012年 1 月 9日</p><p>　學(xué) 院：</p><p>　專 業(yè)：</p>

2、<p>　班 級(jí)：</p><p>　學(xué)生姓名：</p><p>　學(xué) 號(hào)：</p><p>　指導(dǎo)教師：</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　任務(wù)書1</b></p><p>　　任務(wù)

3、一：設(shè)計(jì)一個(gè)12V直流穩(wěn)壓電源1</p><p>　　任務(wù)二：LED循環(huán)閃爍電路1</p><p>　　第1章 設(shè)計(jì)要求及主要技術(shù)指標(biāo)2</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)要求2</p><p>　　1.1.1 直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)要求2</p><p>　　1.1.2 發(fā)光二極管循環(huán)閃爍電路設(shè)計(jì)要求2&l

4、t;/p><p>　　1.2 主要技術(shù)指標(biāo)2</p><p>　　1.2.1 直流穩(wěn)壓電源技術(shù)指標(biāo)2</p><p>　　1.2.2 發(fā)光二極管循環(huán)閃爍電路技術(shù)指標(biāo)2</p><p>　　第2章 電路原理設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 原理分析3</p><p>　　2.1.1 直流

5、穩(wěn)壓電源電路原理分析3</p><p>　　2.1.2 發(fā)光二極管循環(huán)閃爍電路原理分析3</p><p>　　2.2 整體構(gòu)思3</p><p>　　2.2.1 直流穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)3</p><p>　　2.2.2 發(fā)光二極管循環(huán)閃爍電路結(jié)構(gòu)4</p><p>　　2.3 具體實(shí)現(xiàn)4</p>&

6、lt;p>　　2.3.1 直流穩(wěn)壓電源電路的實(shí)現(xiàn)4</p><p>　　2.3.2 發(fā)光二極管循環(huán)閃爍電路的實(shí)現(xiàn)4</p><p>　　第3章 元件說(shuō)明及參數(shù)計(jì)算5</p><p>　　3.1 直流穩(wěn)壓電源電路元件說(shuō)明及計(jì)算5</p><p>　　3.2 發(fā)光二極管循環(huán)閃爍電路元件說(shuō)明及計(jì)算6</p><

7、p>　　第4章 焊接與調(diào)試8</p><p>　　4.1 焊接步驟及過(guò)程8</p><p>　　4.2 電路調(diào)試步驟及過(guò)程8</p><p>　　4.2.1 直流穩(wěn)壓電源電路調(diào)試8</p><p>　　4.2.2 發(fā)光二極管循環(huán)閃爍電路調(diào)試8</p><p>　　4.3 遇到問(wèn)題及解決措施8<

8、/p><p><b>　　心得體會(huì)9</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)10</b></p><p>　　附錄一 直流穩(wěn)壓電源電路原理圖11</p><p>　　附錄二 發(fā)光二極管循環(huán)閃爍電路電路原理圖12</p><p>　　附錄三 直流穩(wěn)壓電源電路元件清單

9、13</p><p>　　附錄四 發(fā)光二極管循環(huán)閃爍電路元件清單14</p><p><b>　　任務(wù)書</b></p><p>　　任務(wù)一：設(shè)計(jì)一個(gè)12V直流穩(wěn)壓電源</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)12V，300mA直流穩(wěn)壓電源，采用橋式整流，電容濾波，用萬(wàn)能板焊接出實(shí)物并調(diào)試成功，要求：</p><

10、;p>　　1、元件布局合理、美觀，焊接良好，無(wú)虛焊、漏焊；</p><p>　　2、輸入220V交流電由插頭引入，做好絕緣安全措施；</p><p>　　3、輸出電壓可由相應(yīng)接口引出；</p><p>　　4、具有電源開關(guān)指示功能。</p><p>　　任務(wù)二：LED循環(huán)閃爍電路</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)12

11、V電源供電的LED循環(huán)閃爍電路，LED按一定規(guī)律和順序循環(huán)點(diǎn)亮，用萬(wàn)能板焊接出實(shí)物并調(diào)試成功，要求：</p><p>　　1、元件布局合理、美觀，焊接良好，無(wú)虛焊、漏焊；</p><p>　　2、12V直流電源供電，由相應(yīng)接口引入電源；</p><p>　　3、10個(gè)LED點(diǎn)亮的循環(huán)速度在一定范圍內(nèi)可調(diào)，有相應(yīng)調(diào)節(jié)元件并且調(diào)節(jié)方便（每個(gè)發(fā)光LED點(diǎn)亮?xí)r間在0.5S—

12、5S可調(diào)）；</p><p>　　4、具有復(fù)位功能（擴(kuò)展）。</p><p>　　第1章 設(shè)計(jì)要求及主要技術(shù)指標(biāo)</p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1.1.1 直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)要求</p><p>　　答：1、將原件焊接在一塊100X100（mm）左右

13、的電路板上；</p><p>　　2、元件布局合理、美觀，焊接良好，無(wú)虛焊、漏焊；</p><p>　　3、輸入220V交流電由插頭引入，做好絕緣安全措施；</p><p>　　4、輸出電壓可由相應(yīng)接口引出；</p><p>　　5、指示燈正常發(fā)光，做好電路的過(guò)載保護(hù)。</p><p>　　1.1.2 發(fā)光二極管循環(huán)閃

14、爍電路設(shè)計(jì)要求</p><p>　　答：1、元件布局合理、美觀，焊接良好，無(wú)虛焊、漏焊；</p><p>　　2、12V直流電源供電，由相應(yīng)接口引入電源；</p><p>　　3、10個(gè)LED點(diǎn)亮的循環(huán)速度在一定范圍內(nèi)可調(diào)，有相應(yīng)調(diào)節(jié)元件并且調(diào)節(jié)方便（每個(gè)發(fā)光LED點(diǎn)亮?xí)r間在0.5S—5S可調(diào)）；</p><p>　　4、做好電路過(guò)載保護(hù)，注

15、意接地；</p><p>　　5、具有復(fù)位功能（擴(kuò)展）。</p><p>　　1.2 主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　1.2.1 直流穩(wěn)壓電源技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　答：1. 220V/15V 交流變壓器；</p><p>　　2. 橋式整流器；</p><p>　　3. W7

16、812 穩(wěn)壓器；</p><p>　　4、濾波電容：C1=1000uF，C2=0.1uF，C3=470uF，C4=0.1uF；</p><p>　　5、濾波電壓為：（15X1.414）V；</p><p>　　6、過(guò)載保護(hù)電阻R1=1K。</p><p>　　1.2.2 發(fā)光二極管循環(huán)閃爍電路技術(shù)指標(biāo)</p><p&

17、gt;　　答：1、 555定時(shí)器 產(chǎn)生連續(xù)脈沖；</p><p>　　2、 CD4017 控制脈沖的輸出端；</p><p>　　3、過(guò)載保護(hù)R=0.68K。 </p><p>　　第2章 電路原理設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1 原理分析</b></p><p>　　2.1.

18、1 直流穩(wěn)壓電源電路原理分析</p><p>　　答：將220V交流電源通過(guò)降壓轉(zhuǎn)變?yōu)?5交流電源，所用的器件為200V/15V的交流變壓器；再通過(guò)二極管橋式整流，得到只有半個(gè)周期的電流；再通過(guò)電容濾波器，充放電使其圖像趨近于平滑的直線；再進(jìn)行穩(wěn)壓，可以獲得穩(wěn)定的直流穩(wěn)壓電源。</p><p>　　2.1.2 發(fā)光二極管循環(huán)閃爍電路原理分析</p><p>　　答：

19、通過(guò)上一步設(shè)計(jì)的12V直流穩(wěn)壓電源可以直接用于此處的電源供給，選用555定時(shí)器，調(diào)整好時(shí)鐘脈沖的周期，再用芯片CD4017，CD4017是一個(gè)十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，有10個(gè)輸出端，當(dāng)脈沖來(lái)臨的時(shí)候，通過(guò)計(jì)算脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)輸出端的輸出，這個(gè)就可以達(dá)到使LED燈循環(huán)點(diǎn)亮的目的。</p><p><b>　　2.2 整體構(gòu)思</b></p><p>　　2.2.1 直流穩(wěn)壓

20、電路結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.2.2 發(fā)光二極管循環(huán)閃爍電路結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　2.3 具體實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　2.3.1 直流穩(wěn)壓電源電路的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　答：1. 選用220V/15V交流變壓器獲得15V交流電；</p><p>　　2. 二極管橋式整

21、流獲得15V的單向電壓；</p><p>　　3.使用電容濾波使單向12V電壓趨于穩(wěn)定</p><p>　　4.三端集成穩(wěn)壓器獲得較穩(wěn)定的12V直流電壓；</p><p>　　2.3.2 發(fā)光二極管循環(huán)閃爍電路的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　答：1.選用555定時(shí)器獲得連續(xù)脈沖信號(hào)；</p><p>　　2.用CD4017

22、計(jì)數(shù)，控制各個(gè)輸出口的輸出；</p><p>　　3.選用限流電阻，確保合適的電流；</p><p>　　4.連接LED發(fā)光二極管，控制其點(diǎn)亮。</p><p>　　第3章 元件說(shuō)明及參數(shù)計(jì)算</p><p>　　3.1 直流穩(wěn)壓電源電路元件說(shuō)明及計(jì)算</p><p><b>　　1. 電源變壓器：<

23、/b></p><p>　　將220V交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?2V交流電壓，需要一個(gè)220V/15V的交流變壓器。</p><p><b>　　2.橋式整流器：</b></p><p>　　由于負(fù)載電流為300mA，所以整流器中每個(gè)電阻中流過(guò)的電流為： ==150，</p><p>　　輸出直流電壓為=15V，取可以得：

24、</p><p>　　二極管所承受的最高反向電壓：</p><p>　　因此可以選著二極管,其最大整流電流為1000mA，反向工作峰值電壓為25V。</p><p><b>　　3. 電容器濾波：</b></p><p><b>　　由：，此處選擇：</b></p><p>

25、<b>　　S=0.05S</b></p><p>　　已知：0.3A，=12V，所以負(fù)載電阻為：</p><p>　　此處選用1000的電容</p><p><b>　　4.穩(wěn)壓：</b></p><p>　　由以上數(shù)據(jù)可以得知：0.3A=300,已經(jīng)超出了穩(wěn)壓二極管的范圍，故采用三端集成穩(wěn)壓器：

26、W7812 輸出電壓為12V，最大輸出電流1.5A。</p><p>　　3.2 發(fā)光二極管循環(huán)閃爍電路元件說(shuō)明及計(jì)算</p><p>　　555定時(shí)器成本低，性能可靠，計(jì)時(shí)精確度高。</p><p>　　只需要外接幾個(gè)電阻，電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生和變換電路。</p><p>　　其輸出端的供給電流大

27、，可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載</p><p>　　555定時(shí)器內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè)RS觸發(fā)器，一個(gè)放電管T及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC/3和2VCC/3。</p><p>　　1.555定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定，兩個(gè)比較器的輸出電壓控制RS觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。</p><p>　　2.在電源與地之間加上電壓，當(dāng)5腳懸空

28、時(shí)，則電壓比較器C1的同相輸入端的電壓為2VCC/3,C2的反相輸入端的電壓為VCC/3。</p><p>　　3.若觸發(fā)輸入端V2的電壓小于VCC/3，則比較器C2的輸出為0，可使RS觸發(fā)器置1，是輸出端OUT=1.</p><p>　　4.如果輸入端使比較器C1電壓大于2VCC/3,同時(shí)C2電壓大于VCC/3,則C1的輸出為0，C2的輸出為1，可將RS觸發(fā)器置0，是輸出為0電平<

29、/p><p>　　CD4017引腳功能：CD4017內(nèi)部是除10的計(jì)數(shù)器及二進(jìn)制對(duì)10進(jìn)制譯碼電路。CD4017有16支腳，除電源腳VDD及VSS為電源接腳，輸入電壓范圍為3–15V之外，其余接腳為：A、頻率輸入腳：CLOCK(Pin14)，為頻率信號(hào)的輸入腳。B、數(shù)據(jù)輸出腳：a、 Q1-Q9(Pin3，2，4，7，10，1，5，6，9，11)，為解碼后的時(shí)進(jìn)制輸出接腳，被 計(jì)數(shù)到的值，其輸出為Hi，其余為

30、Lo 電位。b、CARRY OUT（Pin12），進(jìn)位腳，當(dāng)4017計(jì)數(shù)10個(gè)脈沖之后，CARRY OUT將輸出一個(gè)脈波，代表產(chǎn)生進(jìn)位，共串級(jí)計(jì)數(shù)器使用。D、 控制腳：a、 CLEAR(Pin15)：清除腳或稱復(fù)位(Reset)腳，當(dāng)此腳為Hi時(shí)，會(huì)使CD4017的Q0為”1”，其余Q1-Q9為”0”。b、CLOCK ENABLE(Pin13)，時(shí)序允許腳，當(dāng)此腳為低電位，CLOCK輸入脈波在正緣時(shí)，會(huì)使CD4017計(jì)數(shù)，并改變

31、Q1-Q9的輸出狀態(tài)。</p><p>　　第4章 焊接與調(diào)試</p><p>　　4.1 焊接步驟及過(guò)程</p><p>　　答：1.焊接較小的元件，如：限流電阻、LED燈、各個(gè)電容等；</p><p>　　2.焊接較大的元件，如：變壓器、較大的電容等；</p><p>　　3.焊接導(dǎo)線，開關(guān)保險(xiǎn)絲等；</p

32、><p>　　4.焊接555定時(shí)器、CD4017 芯片。</p><p>　　4.2 電路調(diào)試步驟及過(guò)程</p><p>　　4.2.1 直流穩(wěn)壓電源電路調(diào)試</p><p>　　答：1.確認(rèn)無(wú)誤后接上220V交流電源；</p><p>　　2.打開電源開關(guān)，用電壓表確認(rèn)輸出電壓的范圍；</p><p&

33、gt;　　3.用電流表測(cè)量輸出電流的大小；</p><p>　　4.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表、電壓表讀書與所要求的輸出相同。</p><p>　　5.確定滑動(dòng)變阻器的阻值，換成定值電阻。</p><p>　　4.2.2 發(fā)光二極管循環(huán)閃爍電路調(diào)試</p><p>　　答：1.連接已經(jīng)制作好的12V穩(wěn)壓電源；</p><p&

34、gt;　　2.調(diào)節(jié)可變定容，使定時(shí)器輸出的頻率符合設(shè)定值；</p><p>　　3.調(diào)試CD4017 使起處于復(fù)位狀態(tài)；</p><p>　　4.連接上555定時(shí)器，打開開關(guān)檢測(cè)LED等的點(diǎn)亮狀態(tài)。</p><p>　　4.3 遇到問(wèn)題及解決措施</p><p>　　1.焊接途中的錯(cuò)誤連接</p><p>　　措施：找

35、指導(dǎo)老師，吸掉各個(gè)焊點(diǎn)的焊接金屬，重新焊接</p><p>　　2.調(diào)試輸出電壓時(shí)電壓過(guò)高</p><p>　　措施：檢測(cè)各個(gè)電阻的阻值，檢查電阻是否真確，重新?lián)Q上合適的電阻</p><p>　　3.LED燈點(diǎn)亮?xí)r間過(guò)短</p><p>　　措施：調(diào)節(jié)可變電容頻率符合所需的要求</p><p><b>　　心

36、得體會(huì)</b></p><p>　　通過(guò)本次實(shí)習(xí)是我懂得一下幾點(diǎn)：</p><p>　　書本上所學(xué)習(xí)的知識(shí)必須要以實(shí)際相結(jié)合，元件的選擇無(wú)法按實(shí)際所算出的值去選擇，只能選擇相近的值；</p><p>　　動(dòng)手能力有和很大的提高；焊接技術(shù)是有講究的，焊接方法只有通過(guò)實(shí)際操作才可以掌握，沒有我所認(rèn)為的那么簡(jiǎn)單；</p><p>　　很

37、多時(shí)候都必須去大膽的嘗試，只有嘗試了，你才知道成功其實(shí)不是很難；</p><p>　　對(duì)于555定時(shí)器有很更多的了解，對(duì)其工作原理有了透徹的理解；</p><p>　　對(duì)于CD4017有個(gè)更多的認(rèn)識(shí)，掌握了其使用的場(chǎng)合和方法，如：彩燈的引用；</p><p>　　對(duì)于設(shè)計(jì)的基本思路有了了解：</p><p>　　第一：要知道其原理；</

38、p><p><b>　　第二：畫出原理圖;</b></p><p>　　第三：計(jì)算各個(gè)元件的參數(shù)；</p><p>　　第四：購(gòu)買各個(gè)元件；</p><p>　　第五：焊接各個(gè)元件；</p><p><b>　　第六：檢查和調(diào)試。</b></p><p>