应用实践直流稳压电源.docx
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应用实践直流稳压电源
课程设计任务书
学生姓名：
柯斐专业班级：
通信1101班
指导教师：
黄铮工作单位：
信息工程学院
题目:
Protel直流稳压电源设计
初始条件：
Protel99se软件、相关模电知识
要求完成的主要任务:
1、根据自选题目绘制具有一定规模、一定复杂程度的电路原理图*.sch（自选）。
可以涉及模拟、数字、高频、单片机、或者一个具有完备功能的电子电路系统。
2、绘制相应电路原理图的双面印刷版图*.pcb。
3、对电路原理图进行仿真，给出仿真结果（如波形*.sdf、数据）并说明是否达到设计意图。
时间安排：
序号
阶段内容
所需时间
1
选题，原理方案设计
2天
2
电路原理图、印刷版图设计、电路的仿真、实物制作
3天
3
撰写报告
1天
4
答辩
1天
合计
7天
指导教师签名：
年月日
系主任（或责任教师）签名：
年月日
摘要
电路仿真技术是近十年来在电子技术研究领域的一场革命。
设计人员利用计算机及其软件的强大功能，在电路模型上进行电路的性能分析和模拟实验，从而得到准确的结果，然后再付诸生产，极大的减少了实验周期和试制成本，提高了生产效率和经济效益，受到了电子生产厂家的一致欢迎。
现在，电子仿真技术已成为电子工业领域不可缺少的先进技术。
可进行电子仿真的软件有多种，其中以PROTEL99流行最广。
尤其是PROTEL99-SE仿真器，提供了强大的仿真功能，仅仿真元件就有6400多种，对模拟电路、数字电路和模拟数字混合电路均能实现仿真。
PROTEL99-SE具有WINDOWS风格的菜单、对话框和工具栏，极大的方便了用户的操作。
Abstract
Circuitsimulationtechnologyinthelast10yearsofelectronictechnologyresearchinthefieldofarevolution.Designersusecomputersoftwareandthepowerofthecircuitmodelonthecircuitperformanceanalysisandsimulationexperiments,andobtainaccurateresults,andthenputintoproduction,greatlyreducingtheexperimentalcycleandtrialproductioncostsandenhanceproductionefficiencyAndeconomicbenefits,byelectronicmanufacturersunanimouslywelcomed.Now,electronicsimulationtechnologyhasbecomeindispensablefortheelectronicsindustryintheareaofadvancedtechnology.
Mayconductelectronicsimulationofavarietyofsoftware,withthemostpopularPROTEL99.InparticularPROTEL99-SEemulator,providingapowerfulsimulationanddevicesimulationonlyhaveover6,400kindsofanalogcircuits,digitalcircuitsandanalogcircuitscanbemixedtoachievedigitalsimulation.PROTEL99-SEwithWINDOWS-stylemenus,dialogboxesandtoolbars,agreatconveniencetousersoftheoperation.
目录
1.直流稳压电源电路介绍...................................1
2.电路的工作原理.........................................2
2.1电源变压器...................................................2
2.2整流电路.....................................................3
2.3滤波电路.....................................................4
2.4稳压电路.....................................................5
3.用PROTEL绘制电路原理图...............................7
3.1创建ddb文件..................................................7
3.2新建原理图文件...............................................8
3.3载入元件库..................................................9
3.4放置元器件..................................................11
3.5布线........................................................12
4.电器检查及生成网络表.................................13
4.1电器检查、修改、调整.......................................13
4.2生成网络表..................................................13
4.3生成材料清单..............................................14
5．PROTELPCB印制板电路的绘制...........................15
5.1创建PCB文件15
5.2导入网络表并规划PCB版15
5.3设置工作参数15
5.4PCB布线16
5.5铺地16
5.6DRC检查、修改16
5.7保存、打印和输出印刷电路板17
6．PROTEL电路的仿真18
7.心得体会20
8.参考文献21
1直流稳压电源电路介绍
几乎所有的电子电路都需要稳定的直流电源，在检定检修指示仪表时，除了要有合适的标准仪器外，还必须要有合适的直流电源及调节装置。
当由交流电网供电时，则需要把电网供给的交流电转换为稳定的直流电。
交流电经过整流、滤波后变成直流电，虽然能够作为直流电源使用，但是，由于电网电压的波动，会使整流后输出的直流电压也随着波动。
同时，使用中负载电流也是不断变动的，有的变动幅度很大，当它流过整流器的内阻时，就会在内阻上产生一个波动的电压降，这样输出电压也会随着负载电流的波动而波动。
负载电流小，输出电压就高，负载电流大，输出电压就低。
直流电源电压产生波动，会引起电路工作的不稳定，对于精密的测量仪器、自动控制或电子计算装置等，将会造成测量、计算的误差，甚至根本无法正常工作。
因此，通常都需要电压稳定的直流稳压电源供电。
晶体管直流稳压电源可以作为各种晶体管仪器、仪表、电子计算机、自动控制系统与设备的直流电源。
精密稳压、稳流电源还可作为检定某些电工仪表用的稳压、稳流电源。
因此，晶体管直流稳压电源是科研、生产、教学和维修等单位常用的必备仪器。
直流稳压电源电路，通过变压器、整流桥、半导体器件等一系列元件将常用220v交流电压转换位稳定的直流电压，大大方便了广大用户，如：
收音机、充电器等等，在很大程度上都依赖直流稳压电源，本课程设计就直流稳压电源中的一个常用电路，用protel软件做相关实验，仿真。
2电路的工作原理
集成直流稳压电源由四部分组成，四部分分别为:
电源变压器,整流电路,滤波电路,稳压电路,如图2-1所示。
图2-1集成直流稳压电源
2.1电源变压器
电源变压器的效率电源变压器是将220V，50HZ交流电压降压后输出到副边。
其中：
是变压器副边的功率，是变压器原边的功率。
一般小型变压器的效率如表2-1所示：
表2-1小型变压器的效率
副边功率
效率
0.6
0.7
0.8
0.85
因此，当算出了副边功率后，就可以根据上表算出原边功率。
例如对本次课程设计原边边电功率为20，由表可知其效率η=0.7，则变压器副功率为14W。
LM317与LM337输入电压在±（3～40）V,当副边输出电压为±15V时，LM317及LM337都能正常工作。
2.2整流电路
管D1～D4接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。
如图2-2所示：
图2-2桥式整流电路
在v2的正半周，电流从变压器副边线圈的上端流出，只能经过二极管D1流向RL，再由二极管D3流回变压器，所以D1、D3正向导通，D2、D4反偏截止。
在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。
其电流通路可用图中实线箭头表示。
在v2的负半周，其极性与图示相反，电流从变压器副边线圈的下端流出，只能经过二极管D2流向RL，再由二极管D4流回变压器，所以D1、D3反偏截止，D2、D4正向导通。
电流流过RL时产生的电压极性仍是上正下负，与正半周时相同。
其电流通路如图中虚线箭头所示。
综上所述，桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分
为两组，根据变压器副边电压的极性分别导通，将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。
2.3滤波电路及滤波电容的选择
滤波电路及其原理如下图2-3所示:
图2-3RC滤波电路
图2-4RC滤波电路电容滤波电路中二极管的电流和导通角
为了得到平滑的负载电压，一般取
RLC>=（3~5）T/2
式中T为电源交流电压的周期，滤波电容的容量可由下式估算：
C=ICt/ΔVip-p
式中ΔVip-p——稳压器输入端纹波电压的峰-峰值；
T——电容C放电时间，t=T/2=0.01S
IC——电容C放电电流，可取IC=Iomax，滤波电容C的耐压值应大
于1.4V2。
2.4稳压电路
由于稳压电路发生波动、负载和温度发生变化，滤波电路输出的直流电压会随着变化。
因此，为了维持输出电压稳定不变，还需加一级稳压电路。
稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）等发生变化时，使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。
稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件组成。
采用集成稳压器设计的电源具有性能稳定、结构简单等优点。
图2-5三端可调式稳压器及其电路
图2-6三端固定式稳压器
集成稳压器的种类很多，在小功率稳压电源中，普遍使用的是三端稳压器。
按照输出电压类型可分为固定式和可调式，此外又可以分为正电压输出和负电压输出两种类型。
按照设计要求本设计要用到可调式三端稳压器。
3.用PROTEL绘制电路原理图
3.1创建ddb文件
首先打开protel99SE软件，新建一个工程项目即执行菜单命令【FILE】/【NEW】，在弹出的对话框如图2所示中将
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