多路输出直流稳压电源设计与制作模电课程设计Word格式.docx

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2.方案设计2

2.1设计目的2

2.2.设计内容及要求2

2.3整体设计思路3

2.4方案的设定3

3.单元模块设计4

3.1电源变压器5

3.2整流电路6

3.3滤波电路6

3.4稳压电路7

4.参数计算及器件选择8

4.1集成稳压器的选择8

4.2电源变压器的选择8

4.3滤波电容和二极管的选择9

5.元件清单及相关参数9

6.硬件调试及结果10

7.心得体会10

8.参考文献11

附录：

12

成绩评定表15

1.前言

当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路——电源电路。

上学期我们通过学习了《电子技术基础（模拟部分）》的直流稳压电源了解到，在电子线路中，通常都需要稳定的电源供电，小功率稳压电源是由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等四部分组成

图1

将输入220V、50Hz的交流电通过电源变压器变成我们所需要的电压，在经过整流电路将交流电压变为脉动的直流电压。

因为此脉动的直流电压含有较大的纹波成分，必须经过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。

但此电压还是会因为电网电压的波动、负载和温度的变化而变化，因此在经过整流滤波电路之后，还要接上稳压电路保证迅速输出稳定的直流电压。

此次集成直流电源的课程设计，要求正负5V、正负12V、+3V～18V连续可调的电压，这过程需要我们自行完成，这就需要我们不仅要熟悉了解课本上的理论知识，还需要我们懂得将理论知识运用到实践中来，学会用一些功能较强大的仿真软件去检验我们设计电路的正确性，并学会利用书籍资料去分析所要到的问题并找出解决方法。

2.方案设计

2.1设计目的

①根据给定的技术指标，从稳定可靠、使用方便、高性能价格比出发来选择方案，运用所学过的各种电子器件和电子线路知识，设计出相应的功能电路。

进一步技术强化对模拟电子技术基础的理解和运用。

②.通过查阅手册和文献资料，培养独立分析问题和解决实际问题的能力。

③.了解常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。

④.学会电子电路的安装与调试技能，掌握电子电路的测试方法及了解印刷线路板的设计，制作方法。

⑤.进一步熟悉电子仪器的使用方法。

⑥.学会撰写课程设计总结报告。

培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度

2.2.设计内容及要求

①.设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V、50Hz交流电转换为多路直流稳压电源。

输出：

±

12V/1A,±

5V/1A,一组可调正电压+3～18V/1A。

②.选择设计电路方案。

计算电路元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。

③.安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。

2.3整体设计思路

LM317型稳压器电源能够输出可调的直流正电压，它内部含有过流，过热保护，输入电压为正负15V，输出为1.25（1+Rp/R）；

可输出1.2~37V电压。

LM7805和LM7905都可以输出正5V电压。

由以上可知可以将LM317及LM系列的稳压器并联达到正负5V及可调电压的要求。

⑴电网供电电压交流220V、50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要的交流电压

⑵降压后的交流电压通过整流电路（整流桥或二极管整流）变成单向直流电，但其幅度变化不大（即脉动大）。

⑶脉动大的直流电压须经过滤波电路变得平滑、脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分

⑷滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳压直流电压输出，供给负载RL。

2.4方案的设定

方案一：

先对输入电压进行降压，利用二极管的单向导电性，在变压器二次侧电压u2的正半周内，二极管正向偏置，处于导通状态，负载RL上得到半个周期的脉动直流电压和电流；

而在u2的负半周内，二极管反向截止。

二极管的单向导电作用将变压器二次侧的交流电压变换成为负载RL上的单向脉动电压，达到了整流的目的滤波电路一般由电

容组成，其作用是把脉动直流电压u3中的大部分纹波加以滤除。

由于输入电压u1发

生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压UI会随着变化。

因此，为了维持输出电压UI稳定不变，还需加一级稳压电路。

稳压部分的单元电路由三端集成稳压管组成。

方案二：

先对输入电压进行降压，首先选用合适的电源变压器将电网电压降低到所需要的交流电源u2，然后用单相桥式二极管对其进行整流，变成单向脉动电压u3，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的、脉动小的直流电压UI，稳压部分的单元电路由三端集成稳压管组成。

对以上两个方案进行比较，可以发发现第一个方案为单相半波整流电路具备整流目的，其优势在于输出电压较高，脉动小，整流二极管所承受的最大反向电压等于二次侧电压的峰值，所以选择用第一个方案。

3.单元模块设计

集成稳压电源有四部分组成如下图

图3

3.1电源变压器

、

图3.1

电源变压器：

是降压变压器，它将电网220V的交流电压变成符合需要的电压值，然后送到整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。

电源变压器是将输入的220V交流电压U1转变为整流电路所需要的交流电压U2。

但是变压器有一定的功耗所以它的输出功率要小于输入功率即：

=P2/P1。

P2是变压器的副边的功率，P1是变压器原边的功率。

因为至此时输出多端所以选择中间抽头的多路输出变压器。

输出12V、和24V对应于78、79系列和LM317系列。

3.2整流电路

①整流电路：

利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电

②在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，电路中的每只二极管承受的最大反向电压为1.414U2（U2为变压器副边电压有效值）。

3.3滤波电路

经过整流的脉冲电压纹波很大要经过滤波电路的滤波作用，在这里选择用电容滤波，适合小电流负载。

3.4稳压电路

由于输出地直流电压会随着稳压电路的波动、负载和温度发生变化而变化，所以，为了维持输出直流电压稳定不变，还要加上稳压电路。

集成稳压器在使用中普遍使用的是三端稳压器。

可以分为固定式和可调式，按正负的输出电压还可分为CW317、CW337、LM317、LM337。

其中317系列稳压器可以连续输出可调正电压，337系列则是可调负电压。

它们的可调范围为1.2~37V，最大输出电流为1.5A。

三端集成稳压器还有78、79系列分别对应正电压输出和负电压输出.

79系列和78系列的外形相似但是连接不同，79的1端接地，2端接负的输入。

3端接输出。

图3.4.1可调式三端稳压器的引脚图级应用电路

图3.4.2固稳压器的引脚图与应用电路

4.参数计算及器件选择

4.1集成稳压器的选择

选择稳压器型号为LM7805、LM7905和LM317。

78系列输出正5V，79系列输出负5V。

317系列则输出1.2~37V的可变电压，最大输出电流为1.5A

4.2电源变压器的选择

Uomax+（Ui-Uomin）≤Ui≤Uomin+（Ui-Uo）max

18V+3V≤Ui≤3V+40V

21V≤Ui≤43V

U2≥Uimin/1.1=21/1.1=19.09V

取U2=15V则P=15W,所以选择15V的变压器

4.3滤波电容和二极管的选择

I=1A。

T=0.02s,电路中滤波电容承受的最高电压时1.414×

24=33.936V所以选择电容的耐压值应该大于34V所以选择2200uF/25V的电容。

因为大容量电解电容有一定的绕制电感分布，易引起自激振荡，形成高频干扰。

所以稳压器的输入断肠并入辞职小容量电容来抵消电感效应，一直高频干扰。

由于变压器的副边电压为15V,则整流电路中的二极管承受的反向电压约为21V

整流电路中二极管的最高平均电流为：

=0.4A经查手册可选整流二极管1N4007，其流过最大电流为1A，电压为7000V

5.元件清单及相关参数

名称

型号

数量

备注

电位器

10KΩ

1

变压器

15V／15W

二极管

1N4007

4

发光二极管

LED

3

瓷片电容

0.33uF

5

电解电容

2200uF/25V

2

稳压集成器

LM317

LM7805LM7905

各１个

电阻及电阻器

220Ω300Ω

各一个1

1KΩ

插针

若干

焊锡

6.硬件调试及结果

根据以上原理，焊接好电路以后，用万用表测得输出电压分别为+5.04V，-5.14V,3.05V~20V电压跟理论值有些偏差，原因可能可变电阻值有些大，导致电压调不下来，但这结果也是基本符合设计要求，说明了硬件电路的正确性，从而说明这次模拟电子课程设计的成功，当然误差是不可避免的，一定的误差也在工程的所允许范围。

7.心得体会

在本次课程设计中收获很大，以前只是学习了相关的理论知识，觉得有些知识很难理解，通过这次的课程设计，对之前学过的知识理解得更透了，由于电路设计的严格要求，需要翻阅复习以前学过的知识，确立实验方案，然后逐步确定各部分的设计。

在运用一些仿真软件对电路的仿真也让我更加熟悉了它们的功能，在仿真过程中出现的一些问题，也通过查找资料和询问别人都能及时的修正过来了。

在焊接电路的时候，因为小心，不将一些线路焊在一起引起了短路，导致整个实物电路没有反应，经仔细检查和改正后，调试工作终于成功。

经过反思，我觉得在出现问题的时候，我们应该要多检查原理图和仿真，对电容的正负极要学会辨别，接反了会引起爆炸，焊接时也要相当的小心，否则容易导致电路的短路。

对于元件我们也应该事先了解它们的功能，也要了解是否有与它相似，以便在购买元件而找不到相应的时能找到替补元件。

总之，课程设计是我们将理论和实际联系起来的一个很好的机会，我们应该认真去对待，养成善于发现、积极思考问题，并及时正确解决问题的习惯，此外，我们还应积极去总结其中的经验。

8.参考文献

[１]周政新．电子设计自动化实践与训练（第三版）[M]．北京：

中国民航出版社，2002

[２]童诗白．模拟电子技术基础（第二版）[M]．北京：

高等教育出版社，1988

[３]谢自美．电子线路设计、试验、测试（第二版）[M]．武汉：

华中科技大学出版社，2000

[４]康华光．电子技术基础　模拟部分（第四版）[M]．武汉：

华中科技大学出版社，1988

[５]吴友宇．模拟电子技术基础（第一版》[M]．北京：

清华大学出版社，2009

原理图

PCB图

实物图

成绩评定表

物理与电子信息工程系模拟电路课程设计成绩评定表

专业：

通信工程班级：

2班_____姓名：

_赵碧霞______

课题名称

设计任务与要求

要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50Hz交流电转换为多路直流稳压电源输出：

5V/1A，一组可调正电压+3~+18V/1A。

选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。

计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路图，阐述基本原理。

（选做：

用PSPICE或EWB软件完成仿真）

安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。

设计报告成绩

电子

作品成绩

课程设计成绩

指导教师：

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