直流稳压电源答辩.ppt
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本直流稳压电源是根据模拟电子技术的知识设计而成，用来输出直流电压，输出电压理论值为3V3V9V9V。
直流稳压是一种当电网电压波动或温度负载改变时，能保证输出电压基本不变的电源。
其电源电路包括电源变压器电源变压器，直流电路直流电路，滤波电路滤波电路，稳压电路稳压电路四个环节。
设计中要用的元件有：
变压器、整流二极管、电解电容、稳压器，电阻等。
关键词：
直流、电源、整流、滤波、稳压、连续可调第一部分第一部分第二部分第二部分第三部分第三部分第四部分第四部分设计课设计课题任务题任务功能要功能要求说明求说明总体方总体方案介绍案介绍设计课设计课题的仿题的仿真分析真分析设计课设计课题硬件题硬件系统的系统的设计设计设计设计结论结论误差误差分析分析一、设计课题任务、功能要求及总体方案介绍11、设计目的、设计目的22、设计任务及要求、设计任务及要求33、设计步骤设计步骤44、总体设计思路、总体设计思路CompanyLogoCompanyLogo511、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。
设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。
22、学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
33、培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
沅11、设计并制作一个连续可调直流稳压电源，主要技术指设计并制作一个连续可调直流稳压电源，主要技术指标要求：
标要求：
输出电压可调：
Uo=+3V+9V最大输出电流：
Iomax=800mA输出电压变化量：
Uo15mV稳压系数：
SV0.00322、设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。
画出实用原理电路图。
33、自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量。
及元器件的规格、数量。
44、进实验室进行组装、调试，并测试其主要性能参数。
进实验室进行组装、调试，并测试其主要性能参数。
沅11、电路图设计电路图设计
（1）确定目标：
设计整个系统由那些模块组成，模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。
（2）系统分析：
根据系统功能，选择各模块所用电路形式。
（3）参数选择：
根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。
（4）总电路图：
连接各模块电路。
22、电路安装、调试电路安装、调试
（1）为提高动手能力，设计印刷电路板，并焊接。
（2）在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。
（3）重点测试稳压电路的稳压系数。
（4）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。
沅11、直流稳压电源设计思路直流稳压电源设计思路
（1）电网供电电压交流220V（有效值）50Hz，要获得低压直流输出，须采用电源变压器获得所需交流电。
（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。
（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流，将交流成份滤掉，保留直流成份。
（4）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定直流电压输出。
沅22、直流稳压电源原理直流稳压电源原理直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，见图图1.4.11.4.1。
沅各部分电路的作用如下：
各部分电路的作用如下：
（11）电源变压器）电源变压器电源变压器的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压。
变压器副边与原边的功率比为P2/P1=P2/P1=（1-1）式中，为变压器的效率。
一般小型变压器的效率如表表1.11.1所示。
所示。
副边功率副边功率P2/VARC（3535）T/2T/2.（1-5）式中，T为50Hz交流电压的周期，即20ms。
沅（33）稳压电路）稳压电路调整管T1与负载电阻RL相串联，组成串联式稳压电路。
T2与稳压管Dz组成采样比较放大电路，当稳压器的输出负载变化时，输出电压V0应保持不变，稳压过程如下。
设输出负载电阻RL变化，使VO,则VB2VC2IB1VCE1VO.（1-6）沅二、设计课题的仿真分析11、电路的确定以及参数确定电路的确定以及参数确定22、电路的仿真以及仿真结果电路的仿真以及仿真结果CompanyLogoCompanyLogo14集成稳压电源设计的主要内容是根据性能指标，选择合适的电源变压器、集成稳压器、整流二极管及滤波电容。
11、集成稳压器集成稳压器因为要求输出电压可调，所以选择三端可调式集成稳压器。
可调式集成稳压器，常见主要有CW317、CW337、LM317、LM337。
317系列稳压器输出连续可调的正电压，337系列稳压器输出连可调的负电压，可调范围为1.2V37V，最大输出电流为1.5A。
稳压内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。
其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。
LM317系列和lM337系列的引脚功能相同，管脚图和典型电路如图图2.1.12.1.1和图图2.1.22.1.2图图2.1.12.1.1管管脚图脚图图图2.1.22.1.2典型电路典型电路输出电压表达式为:
.（1-7）式中，1.25是集成稳压块输出端与调整端之间的固有参考电压，此电压加于给定电阻两端，将产生一个恒定电流通过输出电压调节电位器，电阻常取值，一般使用精密电位器，与其并联的电容器C可进一步减小输出电压的纹波。
图中加入了二极管D，用于防止输出端短路时10F大电容放电倒灌入三端稳压器而被损坏。
LM317其特性参数：
输出电压可调范围：
1.2V37V输出负载电流：
1.5A输入与输出工作压差U=Ui-Uo：
340V能满足设计要求,故选用LM317组成稳压电路。
22、电源变压器电源变压器通常根据变压器副边输出的功率P2来选购（或自绕）变压器。
变压器副边的输出电压V2与稳压器输入电压Vi的关系。
V2的值不能取大，V2越大，稳压器的压差越大，功耗也就越大。
一般取V2Vimin/1.1,I2IOmax。
33、整流二极管及滤波电容整流二极管及滤波电容整流二极管D2的反向击穿电压VRM应满足VRMV2，其额定工作电流应满足IFIomax。
滤波电容C可由下式估算：
.（2-1）式中，为稳压器输入端纹波电压的峰-峰值；t为电容C的放电时间，t=T/2=0.01s;Ic为电容C的放电电流，可取Ic=Iomax，滤波电容C的耐压值应大于V2。
4.选集成稳压器，确定电路形式选可调式三端稳压器CW317（实际制作中用LM317代替），其特性参数Vo=+1.2V+37V,Iomax=1.5A，最小输入、输出压差（Vi-Vo）min=3V，最大输入、输出压差（Vi-Vo）max=40V。
组成的稳压电源电路如图1.5.2所示。
又Vo=1.25（1+RP1/R1），取R1=220，则RP1min=336，RP1max=1.49k，故取为5k的高精密线绕可调电位器。
55、选电源变压器选电源变压器输入电压Vi的范围为Vomax+（Vi-Vo）minViVomax+（Vi-Vo）max.（2-2）9V+3VVi3V+40V.（2-3）12VVi43V.（2-4）副边电压V2Vimin/1.1=12/1.1V，取V2=11V，副边电流I2Iomax=0.8A，取I2=1A。
则变压器副边输出功率P2I2V2=11W。
由表1.4.1可得变压器的效率0.7，则原边输入功率P1P2/0.7=15.7W。
为留有余地，选功率为20W的电源变压器。
66、选整流二极管及滤波电容选整流二极管及滤波电容整流二极管D选1N4001，其极限参数为VRM50V，IF=1A。
满足，IF=Iomax的条件。
滤波电容C可由纹波电压和稳压系数Sv来确定。
已知，Vo=9V，Vi=12V，=5mA，Sv=310-3，则可得稳压器的输入电压的变化量.（2-5）则滤波电容.（2-6）电容C的耐压应大于。
故取2只2200F/25V的电容相并联。
77、稳压直流电源的设计实验电路稳压直流电源的设计实验电路图图2.2.12.2.1直流稳压电源输出最小电压以及最小电流直流稳压电源输出最小电压以及最小电流图图2.2.22.2.2直流稳压电源输出最大电压以及最大电流直流稳压电源输出最大电压以及最大电流三、设计课题硬件系统的设计11、设计课题电路原理图、设计课题电路原理图、PCBPCB图图22、设计课题元器件清单设计课题元器件清单CompanyLogoCompanyLogo图图3.1.13.1.1直流稳压电源原理图直流稳压电源原理图图图3.1.23.1.2直流稳压电源直流稳压电源PCBPCB图图直流稳压电源元件清单直流稳压电源元件清单名称型号规格数量变压器NLT_PQ_4_20w1整流电桥1B4B421正负电容2200uf/25v2正负电容1uf/25v1正负电容10uf/25v1电容0.1uf1线绕可调电位器5k1电阻2201电阻201二极管1n40072可调式三端稳压器LM3171四、设计结论、误差分析11、设计课题的设计结论及使用说明设计课题的设计结论及使用说明22、设计课题的硬件调试设计课题的硬件调试33、设计课题的误差分析设计课题的误差分析44、设计体会设计体会CompanyLogoCompanyLogo本直流稳压电源是根据模拟电子技术的本直流稳压电源是根据模拟电子技术的知识设计而成，用来测量直流电压，测量范知识设计而成，用来测量直流电压，测量范围为围为+3V+3V+9V+9V（理论值）（理论值）,仿真值为仿真值为1.257V1.257V21.392V,21.392V,实物为实物为1.5V1.5V16.5V16.5V连续可调。
该直流稳压是一种当电网电连续可调。
该直流稳压是一种当电网电压波动或温度负载改变时，能保证输出电压压波动或温度负载改变时，能保证输出电压基本不变的电源。
基本不变的电源。
先装集成稳压电路，再装整流滤波电路，先装集成稳压电路，再装整流滤波电路，最后安装变压器。
安装一级测试一级。
对于最后安装变压器。
安装一级测试一级。
对于稳压电路则主要测试集成稳压器是否能正常稳压电路则主要测试集成稳压器是否能正常工作。
其输入端加直流电压工作。
其输入端加直流电压Vi12VVi12V，调节，调节RP1RP1，输出电压，输出电压VoVo随之变化，说明稳压电路随之变化，说明稳压电路正常工作。
整流滤波电路主要是检查整流二正常工作。
整流滤波电路主要是检查整流二极管是否接反，安装前用万用表测量其正、极管是否接反，安装前用万用表测量其正、反向电阻。
接入电源变压器，整流输出电压反向电阻。
接入电源变压器，整流输出电压ViVi应为正。
断开交流电源，将整流滤波电路应为正。
断开交流电源，将整流滤波电路与稳压电路相连接，再接通电源，输出电压与稳压电路相连接，再接通电源，输出电压VoVo为规定值，说明各级电路均正常工作，可为规定值，说明各级电路均正常工作，可以进行各项性能指标的测试。
以进行各项性能指标的测试。
本课程设计的主要误差来源：
本课程设计的主要误差来源：
11、元件的选择，标称阻值的电阻和实际实际的元件的选择，标称阻值的电阻和实际实际的电路中的值有各种不同程度的误差；电路中的值有各种不同程度的误差；22、实际电路中由于接线和焊点存在不同程度的实际电路中由于接线和焊点存在不同程度的电阻，从而影响到整个电路的输出；电阻，从而影响到整个电路的输出；33、变压器的输出电压和理论值存在误差。
变压器的输出电压和理论值存在误差。
11、设计过程中的注意事项设计过程中的注意事项
（1）焊接时要对各
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