多路输出直流稳压电源.docx
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多路输出直流稳压电源
课程设计报告
名称：
模拟电子技术课程设计
题目：
多路输出直流稳压电源的设计与制作
学号：
学生姓名：
成绩：
目录
一、电子技术课程设计的目的与要求…………………………3
二、课程设计名称及设计要求…………………………………3
三、系统框图及简要说明………………………………………3
四、方案选择与论证……………………………………………4
五、单元电路设计（……………………………………………6
六、总体电路…………………………………………………8
七、实验过程……………………………………………………8
八、心得体会……………………………………………………9
附录I：
multisim仿真图……………………………………10
附录II：
元器件清单…………………………………………11
附录III：
参考文献……………………………………………11
一、电子技术课程设计的目的与要求
1）设计目的：
课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。
通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
2）设计要求：
1．教学基本要求
要求学生能够查阅有关资料，独立完成选题设计，掌握电子系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。
2．能力培养要求
（1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。
（2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
（3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。
（4）综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。
（5）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
二、课程设计名称及设计要求
名称：
多路输出直流稳压电源
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输出：
+9V/1A，-9V/1A，及一组可调正电压。
调节范围3～12ｖ。
三、系统框图及简要说明
（1）电网供电电压交流220V（有效值）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交流电压。
（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，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。
（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
四、方案选择与论证
（1）变压器的确定
电源变压器的作用是将220V的交流电压U1变换成整流滤波电路所需要的交流电压U2。
变压器副边与原边的功率比由公式确定：
P2/P1=η
式中，
为变压器的效率。
一般小型变压器的效率如表所示。
表1小型号变压器的效率
副边功率
＜10
10～30
30～80
80～200
效率
0.6
0.7
0.8
0.85
（2）整流电路的设计
整流电路将交流电压变换为脉动的直流电压，再经过滤波就可的到纹波较小的直流电压。
常用的整流电路有半波整流、全波整流、桥式整流等。
桥式整流电路与单相半波整流电路和单相全波整流电路相比，其明显的优点是输出电压较高，纹波电压较小，整流二极管所承受的最大反向电压较低，并且因为电源变压器在正负半周内都有电流流过，所以变压器绕组中流过的是交流，变压器的利用率高。
在同样输出直流功率的条件下，桥式整流电路可以使用小的变压器，因此，这种电路在整流电路中得到广泛应用。
本次设计单相桥式整流电路如图左。
它由四个二极管构成电桥形式，两两构成一组，分别在正弦交流点正负半轴时刻导通。
工作原理如图右所示。
（3）滤波电路及其工作原理：
无论U2是正半周还是负半周，电路中总有二极管导通，在一个周期内，U2对电容充电二次，由于充电时间常数很小（二极管导通电阻和变压器内阻很小），所以很快充满电荷，使电容两端电压UC基本接近U2m，而电容上的电压不会突变。
现假设在U2在正半周期由零开始上升，很短时间内电容上的电压Uc基本上接近U2m，因此U2＜Uc，D1、D2、D3、D4管均截止，电容C同过通过RL放电，由于时间常数τ=RLC很大（RL较大时），因此放电速度很慢，Uc下降很小。
与此同时,U2仍按
的规律上升，一旦当U2＞UC时，D1，D3导通，C又开始充电。
不难理解，在U2的负半周期也会出现与上述基本相同的结果。
这样在U2不断作用下，电容上的电压不断进行充放电，周而复始，从而得到一近乎于锯齿波的电压UL=UC，负载电压的纹波大为减少，如图。
（4）稳压电路的确定：
在CW78xx系列中1脚接输入，2脚接地，3脚接输出。
CW79xx系列中1脚接地，2脚接输入，3脚接输出。
其中CW78xx系列中输出为正电压，如7812则它的输出电压为+12V，而CW79xx系列中输出为负电压，如7912则输出电压为-12V，（它们的输出额定电流以字母为标志，L表示0.1A,M表示0.5A,无字母表示1.5A）但不管是输出为正电压的78系列还是输出为为负电压的79系列，它们的输入端所接入的电容C的功能是进一步滤除纹波，输出端接入的电容C能改善负载的瞬态影响，使电路稳定工作。
五、单元电路设计
（1）电源变压器：
一般的电子设备所需要的直流电压较之交流电网提供的200V电压相差较大，为了得到输出电压的额定范围，就需要将电网电压转化到合适的数值。
所以，电压变换部分的主要作用就是将电网电压变为所需要的交流电压，同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用。
（2）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。
整流电路的作用是将变换后的交流电压转换为单方向的脉冲电压。
由于这种电压存在着很大的脉动部分（称为纹波），因此，一般还不能直接用来给负载供电，否则，纹波会严重影响到负载的性能指标。
（3）滤波电路：
可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。
滤波部分的作用是对整流部分输出的脉动直流进行平滑，使之成为含交变成分很小的直流电压。
也就是说，滤波部分实际上使一个性能较好的低通滤波器，且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率。
（4）稳压电路：
尽管经过整流滤波后的电压接近于直流电压，但是其电压值的稳定性很差，受温度、负载、电网电压波动等因素的影响很大，因此，还必须有稳压电路，以维持输出直流电压的基本稳定。
六、总体电路
见附录一
七、实验过程
（1）万能板安装，首先观察原理图，根据电气要求进行合理的整体布局，最大限度的减少叉线和飞线，降低干扰。
自己要形成一个大致的布局和接线方法，而且要尽量美观。
步骤如下：
1、用万用表检查板的内部结构，确定其内部的电气连接属性。
2、安装前先检查元器件的质量，安装时注意电解电容、集成芯片的引脚和极性。
3、合理布局，分级安装。
稳压电源时一个小型电路系统，安装强要对整机线路进行合理布局，一般按照电路饿顺序一级一级的布线，连线尽可能短，否则很容易产生自激。
4、安装一个元件，用镊子将其引脚放入万能板，高度要适中，符合电气标准，完毕后用万用表检查元器件引脚份和面包板是否接触良好。
5、对于导线，要用斜口钳切成适当的长度，然后成型安装。
安装时必须采用绝缘良好的绝缘导线，两县的时候要处理号元件之间的距离，连接的时候线与线之间不能交叉。
（2）电子元件安装完毕，通常不宜急于通电，先要认真检查一下。
检查内容包括：
1、按线查找。
这种方法的特点是，根据电路图连线，按一定顺序一一检查安装好的线路，由此，可比较容易查出错线和少线。
2、按照实际线路来对照原理图电路进行查线。
这是一种以元件为中心进行查线的方法。
把每个元件引脚的连线一次查清，检查每个去处在电路图上是否存在，这种方法不但可以查出错线和少线，还容易查出多线。
为了防止出错，对于已查过的线通常应在电路图上做出标记，最好用指针式万用表“欧姆1”档，或用数字万用表的“二极管档”的蜂鸣器来测量元器件引脚，这样可以同时发现接触不良的地方。
3、器件的安装情况
（a）检查元器件引脚之间有无短路，连接处有无接触不良，二极管的极性和集成元件的引脚是否连接有误。
（b）电源供电，信号源连接是否正确。
（c）电源端对地是否有短路的现象。
注：
在通电前，断开一根电源线，用万用表检查电源端对地是否存在短路。
若电路经过上述检查，并确认无误后，就可以转入调试。
八、心得体会
通过本次模电课程设计，我对上学期模电的知识进行了较好的复习，是对自身模电知识的一次检测，通过实践应用有效地加深了对理论知识的理解认识。
在本次设计的过程中，我发现很多的问题，给我的感觉就是很难，很不顺手，看似很简单的电路，要动手把它给设计出来，是很难的一件事，主要原因是我们没有经常动手设计过电路，还有资料的查找也是一大难题，这就要求我们在以后的学习中，应该注意到这一点，更重要的是我们要学会把从书本中学到的知识和实际的电路联系起来，这不论是对我们以后的就业还是学习，都会起到很大的促进和帮助，我相信，通过这次的课程设计，在下一阶段的学习中我会更加努力，力争把这门课学好，学精。
同时，通过本次课程设计，巩固了我们学习过的专业知识，也使我们把理论与实践从真正意义上相结合了起来；考验了我们借助互联网络搜集、查阅相关文献资料，和组织材料的综合能力；从中可以自我测验，认识到自己哪方面有欠缺、不足，以便于在日后的学习中得以改进、提高。
附录I：
MULTISIM仿真图
仿真结果：
正12V直流输出
负12V直流输出
3-12V直流输出
附录II：
元器件清单
名称
型号
数量
220V交流电源变压器
1
二极管
4
电容
25V1000uF
2
16V10uF
5
16V100uF
1
电阻
100Ω
2
集成芯片
LM7812CT
1
LM7912CT
1
LM117HVH
1
附录III：
参考文献
1.彭介华．电子技术课程设计指导．北京：
高等教育出版社，2005
2.陈大钦主编．电子技术基础实验—电子电路实验•设计•仿真．北京：
高等教育出版社，2000
3.高吉祥主编．电子技术基础实验与课程设计．北京：
电子工业出版社，2002
4.郑步生.Multisim2001电路设计及仿真入门与应用.电子工业出版社.2002
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