可调直流电源课程设计.docx
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可调直流电源课程设计
电子技术基础课程设计报告
可调直流电源设计
学院：
机械与电子工程
年级专业：
机电102
学号：
姓名：
指导教师：
完成时间：
2013.1.12
成绩：
摘要
随着科技的发展电气、电子设备已经广泛的应用于日常、科研、学习等各个方面。
电源作为电气、电子设备必不可少的能源供应部件需求日益增加而且对电源的功能、稳定性等各项指标也提出了更高的要求。
对电源的研究和开发已经成为新技术、新设备开发的重要环节在推动科技发展中起着重要作用。
本设计主要用串联型稳压电路设计直流稳压电源通过相关知识计算出各电路中各个器件的参数使电路性能达到设计要求中的电压调整率、电流调整率、负载调整率、纹波电压等各项指标。
此课程设计是做一个集成稳压可调电源，集成稳压可调电源的运用非常广泛，不可能逐一列举。
本次课程设计把重点放在电路的设计、制作和调试上。
大家都知道，在电路运用日趋广泛的情况下，独立运用一个集成电路中的某一部分的元件运用逐渐减少，因此本设计的主要在于桥式整流电路、滤波电路、稳压电路的运用和选择上，再设计和运用的过程中有着一定的局限性。
本课程设计中为了能够使所用的元件参数有根有据，有相应的计算公式代入进行理想计算。
也有一部分是从参考书目得来。
本次课程设计在设计和制作时以《电子技术基础》、《电路》、《模拟电子技术基础》、《常用电子元件手册》、《实用电子技术基础设计和调试》、《电工技术》等课程知识为基础。
由于我水平有限，错误性和局限性在所难免，恳请老师们指导更正。
关键词：
稳压可调电源、整流、滤波、稳压。
目录
1设计任务、要求、目标2
1.1设计目的2
1.2设计任务及要求2
2电路设计原理2
2.1总体原理框图2
2.3整体总电路分析6
3设计制作与调试7
3.1材料清单7
3.2制作与调试8
4小结11
5心得体会11
6参考书目、网站12
1设计任务、要求、目标
可调直流电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。
变压器把家用照明电交流电压220V变为所需要的低压交流电。
桥式整流器把交流电变为直流电。
经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在5V-24V可调。
1.1设计目的
1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。
2．学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
3．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
1.2设计任务及要求
设计一种输出电压连续可调的集成稳压电源，输出电压在5---24V之间连续可调。
要求制作产品并调试。
2电路设计原理
2.1总体原理框图
根据设计指标要求，该稳压电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和指示电路等组成。
原理方框如下图2.1.1所示。
图1直流稳压电源的结构方框图
2.2各具体电路设计分析
直流稳压电源的基本原理
直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如图2.2.1所示。
图2直流稳压电源基本框架图
图3变压器转换电压电路
电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。
整流电路
将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。
再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。
常用的整流滤波电路有桥式整流滤波。
图4桥式整流电路
在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路，整流电路的作用是将交流电压u2变换成脉动的直流电压u3。
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，以得到较平滑的直流电压UI。
UI与交流电压u2的有效值U2的关系为：
Ui=（1.1~1.2）*Ui
滤波电路
无源滤波电路和有源滤波电路,如下图所示：
图5无源滤波电路和有源滤波电路
各滤波电容C满足RL-C＝（3~5）T/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。
稳压电路
三端可调稳压器:
三端可调稳压器因具有稳定度高、适应性强、使用方便的优点，得到广泛应用。
本次课程设计我采用的是LM7805.
7805是我们最常用到的稳压芯片，他的使用方便，用很简单的电路即可以输入一个直流稳压电源,他的输出电压恰好为5v，刚好是51系列单片机运行所需的电压，他有很多的系列如ka7805，ads7805，cw7805等，性能有微小的差别,用的最多的还是lm7805,下面我简单的介绍一下他的3个引脚以及用它来构成的稳压电路的资料。
<7805引脚图>
其中1接整流器输出的+电压，2为公共地（也就是负极），3就是我们需要的正5V输出电压了，下面介绍一个简单的7805电路
图6lm7805稳压电路
上图中R1用240Ω，R2用1KΩ的这个是用来调节输出电压的。
输出电压公式Uo≈Uxx（1+R2/R1），此稳压电路可在5～24V稳压范围内实现输出电压连续可调节。
此三端集成稳压集成电路lm7805最大输入电压为35V，输入输出差需保持2V以上，这样电路中因为稳压器的直流输入电压是正30V，故该稳压电路的最大输出电压为正28V。
此电路的精度一般可达到0.04以上，用lm7805就能满足一般需求了。
该为输入端滤波电容，可抵消电路的电感效应和滤波输入线窜入的干扰脉冲。
一般取1mF瓷介电容。
是为减小两端纹波电压而设置的，一般取330nF。
是消振电容，防止输出端负载程电容性时可能出现的阻尼振荡。
根据经验一般取1uF，本例中选1uF、50V的电解电容。
2.3整体总电路分析
220v家用照明灯经变压器变为较小电压U2，因为设计要求输出端U0为5~24V连续可调，且LM7805输入与输出不得相差2V，则LM7805的输入Ui=28V，又有公式Ui=（1.1~1.2）*Ui。
则变压器选择30~32V。
U2经桥式整流电路后整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。
再经滤波电路C1、C2滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1，，C2为输入端滤波电容，可抵消电路的电感效应和滤波输入线窜入的干扰脉冲，C3是为减小两端纹波电压而设置的，通过公式可知
=5（1+）V（2-2-6）
当调节R2的阻值可以调整LM7805两端的输出电压的大小，可实现5~24V连续可调。
图7总电路图
3设计制作与调试
3.1材料清单
①变压器：
变压器的功能是将220V的交流电变换成整流电路所需要的低压交流电。
②整流电路：
整流电路是利用二极管的单向导电特性，将变压器的次级电压变换成单向直流。
③滤波电路：
滤波电路的作用是平波，将波动直流变换成比较平滑的直流。
④稳压电路：
滤波电路的输出电压还是有一定的波动，对要求较高的电子设备，还要稳压电路，通过稳压电路的输出电压几乎就是恒定电压。
元件选择：
1LM7805集成块一块；
2220伏变12伏的变压器一个，电源线一根，螺丝螺母各一个，输出导线两根；
31mf的瓷介电容一个，330nf的电解电容一个，1uF的电解电容一个.
表一元器件清单
元器件名称
数量
类型
变压器
1个
30W
二极管
4个
IN4001
Lm7805
1个
电容器
1个
330nf
电容器
1个
1mf
滑动电阻器
1个
0~1KΩ
电容器
1个
1µf
电阻器
1个
240Ω
3.2制作与调试
在材料准备好后，我开始着手实物的制作，首先我将要用到到工具准备好，而且要用万用表确定变压器的输入与输出端，在插好电烙铁，给电烙铁涂上锡防止其氧化而不能正常使用，然后查看电路板，心里找准元件的分布，将变压器用螺丝固定在电路板上，再将4个IN4001二极管用烙铁烙在电路板上，根据电路图找准变压器出线的连接点，在将四个IN4001连成正方形，再将电容，LM7805，电阻，二极管依次烙在电路板上，再用电烙铁拉锡，连接好所有的电路元件，在连接时注意元件的分布布局合理性，注意不要短接电路。
图8总电路图
调试过程
图9设计要求最小电压输出
图10设计要求最小电压输出显示
图12设计要求最大电压输出
图13最大电压要求输出显示
4小结
本课程设计的目的要求是设计一种输出电压连续可调的集成稳压电源，输出电压在5---24V之间连续可调，经调试能够达到5~24V间连续可调，满足完成课程设计要求。
5心得体会
通过这次课程设计，我获得了很多，首先我明白我们以前所学过的理论知识并没有很好的理解，电桥滤波学过，但在设计时并不能及时反映过来，而是通过参考书才理解。
在参照参考书设计电路到完成实物中，我们遇到了许多问题，我们也学到了许多东西，知道选材料时注意电容的最大耐压，知道LM7805的使用及其引脚的正确接法，这远比理论学习获得的要多要实际。
集成可调稳压源在实际中有很广泛的应用，它可以用在充电照明设备的充电器，手机等电子产品中，达到把交流电转变成比较稳定的直流电降低电压的目的从而满足人们的日常运用。
完成集成可调稳压电源实物后我们可以将他用于我们的实际生活中，这样我们的设计实物在现实生活中便可以用到。
6参考书目、网站
1.陈梓城.《实用电子电路设计与调试》.中国电力出版社
2．吴立新.《实用电子技术手册》.北京机械工业出版社
3．邱关源.《电路》第五版.高等教育出版社
4．童诗白、华成英.《模拟电子技术基础》高等教育出版社
5．沈任元吴勇.《常用电子元器件简明手册》.机械工业出版社
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