可调式直流稳压电源设计.docx
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可调式直流稳压电源设计
模拟电子技术课程设计报告
课设名称
学生姓名
班级
指导教师
二〇一三年七月
模拟电子技术课程设计报告
一 设计课题名称
可调式直流稳压电源设计
二 课程设计目的、要求与技术指标
课程设计目的
（1）巩固所学的相关理论知识；
（2）实践所掌握的电子制作技能；
（3）会运用EDA工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计；
（4）通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则；
（5）掌握模拟电路的安装\测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象（或数据）独立解决调试中所发生的问题；
（6）学会撰写课程设计报告；
（7）培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风；
（8）完成一个实际的电子产品，提高分析问题、解决问题的能力。
课程设计要求
（1）根据技术指标要求及实验室条件设计出电路图，分析工作原理，计算元件参数；
（2）列出所有元器件清单；
（3）安装调试所设计的电路，达到设计要求；
（4）记录实验结果。
技术指标
⑴用集成芯片制成一个0-15V的直流电源；
⑵功率要求15W以上；
⑶测量直流稳压电源的波纹系数；
⑷具有过压，过流保护；
三 系统知识介绍
电路模块：
稳压——>整流——>调压——>滤波——>输出
⑵元件性能分析
①.色环电阻
电阻值计算示意图下如图所示：
棕
红
橙
黄
绿
兰
紫
灰
白
黑
金
银
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
5%
10%
②桥式整流器
原理图：
桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路。
用来将交流电转变成直流电。
桥式整流器利用四个二极管，两两对接。
输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。
桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。
桥式整流器是由多只整流二极管作桥式连接，外用绝缘塑料封装而成，大功率桥式整流器在绝缘层外添加金属壳包封，增强散热。
桥式整流器品种多，性能优良，整流效率高，稳定性好，最大整流电流从到50A，最高反向峰值电压从50V到1000V。
③电解电容
电解电容是电容的一种，介质有电解液，涂层有极性，分正负，不可接错。
电容（Electriccapacity），由两个金属极，中间夹有绝缘材料（介质）构成
有极性电解电容器通常在电源电路或中频、低频电路中起电源滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用。
一般不能用于交流电源电路，在直流电源电路中作滤波电容使用时，其阳极（正极）应与电源电压的正极端相连接，阴极（负极）与电源电压的负极端相连接，不能接反，否则会损坏电容器。
④瓷片电容
陶瓷电容无极性。
陶瓷电容的容量一般较小，用于信号源滤波，可用于消除高频干扰
⑤LM317三端正电压稳压器
lm317是可调节3端正电压稳压器，在输出电压范围伏到37伏时能够提供超过安的电流，此稳压器非常易于使用。
LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块，是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。
稳压电源的输出电压可用下式计算，Vo＝（1＋R2/R1）。
仅仅从公式本身看，R1、R2的电阻值可以随意设定。
然而作为稳压电源的输出电压计算公式，R1和R2的阻值是不能随意设定的。
首先317稳压块的输出电压变化范围是Vo＝—37V（高输出电压的317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等，其输出电压变化范围是Vo＝—45V），所以R2/R1的比值范围只能是0—。
其次是317稳压块都有一个最小稳定工作电流，有的资料称为最小输出电流，也有的资料称为最小泄放电流。
最小稳定工作电流的值一般为。
由于317稳压块的生产厂家不同、型号不同，其最小稳定工作电流也不相同，但一般不大于5mA。
当317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时，317稳压块就不能正常工作。
当317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时，317稳压块就可以输出稳定的直流电压。
如果用317稳压块制作稳压电源时（如图所示），没有注意317稳压块的最小稳定工作电流，那么你制作的稳压电源可能会出现下述不正常现象：
稳压电源输出的有载电压和空载电压差别较大。
在应用中，为了电路的稳定工作，在一般情况下，还需要接二极管作为保护电路，防止电路中的电容放电时的高压把317烧坏。
电路构成：
1变压器
②整流电路
本设计采用单相桥式整流电路（桥堆KBP307）。
其由四只二极管组成，其构成原则就是保证在变压器副边电压u：
的整个周期内，负载上的电压和电流方向始终不变。
为达到这一目的，需要在Uz的正、负半周内正确引导流向负载的电流，使其方向不变，设变压器副边两端分别为a和b，则a为“+”b为“一”时应有电流流出a点，a为“一”b为“+”时应有电流流入a点；相反，a为“+”b为“一”时应有电流流入b点，因而a和b点均应接两只二极管，以引导电流，单相桥式整流电路;如果桥式整流电路变压器副边中点接地，就应将两个负载电阻相连接且连接中点接地。
根据桥式整流电路的工作原理，当a点为“+”b点为“一”时，Dl、D3导通，D2、D4截止，U01一L12，U02一一U2；而当b点为“+”a点为“一”时，D2、D4导通，D1、D3截止，U01一一U2，U02一U2，这样两个负载上就分别获得正、负电压。
3滤波电路
经过整流后的直流电幅值变化很大，会影响电万方数据路的工作性能。
可利用电容的“通交流，隔直流”的特性，在电路中并入两个并联电容作为电容滤波器，滤去其中的交流成分。
电容滤波电路是最常见也是最简单的滤波电路，在整流电路的输出端（即负载电阻两端）并联一个电容即构成电容滤波电路。
滤波电容容量较大，因此一般均采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正负极。
电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。
如果将两个滤波电容相连接，且连接点接地，就可同时得到输出电压平滑的正负电源。
在理想情况下，变压器副边无损耗，二极管导通电压为零，所以电容两端电压相等。
而当其上升到峰值后开始下降，电容便通过负载电阻放电，其电压也开始下降，趋势与电容两端电压基本相同
4稳压电路
3.1原理介绍
若实现稳压电源，首先就要就电路进行稳压。
在稳压方面可选用变压器来完成。
由输入交流电压变为直流则须对电路进行整流。
本次设计选用全波桥式整流电路进行整流。
然后要对输入的电压进行调节。
在调节方面。
可选用可调节三端正电压稳压器进行调节（LM317）。
通过整流后得电流幅值变化很大，所以需要用电容对电流进行滤波。
然后输出即可。
3.2设计各方案比较
首先，220V十点经变压器变压（降压），二极管桥式蒸馏，电容C滤波后送人LM117第3只引脚，第2只引脚输出稳定的直流电压。
为了保证稳压器的输出性能，R1阻值应该小于240Ω。
为了使输出电压可调，调整端与地之间接可变电阻器R2，改变R2阻值即可改变输出电压。
输出电压计算公式为U=（1+R2/R1）
四 电路方案与系统、参数设计
4.1选定方案
设计思路先整流，可采用桥式；再滤波，可采用L型或其他的电路；接着是稳压，可采用固定三端78**系列或79**系列（输出电压是不可调的），或采用LM317/LM117可调三端稳压（输出电压是可调的）。
工作原理
若实现稳压电源，首先就要就电路进行稳压。
在稳压方面可选用变压器来完成。
由输入交流电压变为直流则须对电路进行整流。
本次设计选用全波桥式整流电路进行整流。
然后要对输入的电压进行调节。
在调节方面。
可选用可调节三端正电压稳压器进行调节（LM317）。
通过整流后得电流幅值变化很大，所以需要用电容对电流进行滤波。
然后输出即可。
元器件与参数设计
变压器，由二极管构成的桥式整流电路，芯片LM117，由二极管构成的稳滤波电路
仿真结果与分析
器件清单表
表１ 元器件清单表
元器件名称
个数
型号
主要参数
二极管
06
IN4007
电阻
02
RP1，R1
，Ω
电容
04
C1，C2，C3，C4
1000μf，μf，10μf，220μf
稳压器
01
LM117
变压器
01
NLT_PQ_4_10
五 设计电路
六 实验结果
七 讨论
由于很少玩multism，元件很难找到，不熟悉
八 设计总结
（1）本次课程设计涉及到所学的电路及模拟电路知识。
在学习方面，通过查阅书籍，网上资料等方法了解了相关的电路知识并巩固了所学的电子知识
（2）在实物制作过程中，通过对元件的选购了解了一些相关元件的性能、作用、价格以及购买地点等信息。
例如在元件方面学习到色环电阻的计算、LM317的性能原理、电容在电路中的作用等等。
制作过程涉及到电焊、组装，进而强化了动手能力。
（3）由于版本过低，没有LM317，所以用了LM117来代替，需要改进；
主要参考文献
《电路》（第五版）
《模拟电子技术基础》
XX网
电子电路网
豆丁网
电子发烧友
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