模电课程设计.docx

1、模电课程设计毕业设计报告题 目 多路输出直流稳压电源设计与制作 系 部 物理与电子信息工程系 专 业 10通信技术 学号 1030614010 姓名 薛普献 任课教师 王辉 完成日期： 2012年12月15日摘要 在电子电路中，电子系统都要求用稳定的直流电源，日用电器通常都需要电压稳定的直流稳压电源供电，而人们在日常生活中都使用220V交流电源，因此，需要将交流电变换为直流电压并使之稳定的设备就是直流稳压电源，它主要由电源变压器，整流桥滤波电路及稳压电路三部分组成。本文介绍了一种采用LM317 LM78系列和LM79系列稳压器设计多路输出稳压电源的方法，主要阐述如何使用以上集成芯片完成对生活中

2、经常要用到小功率稳压电源的设计，其中包括参数的选取、实际情况对电路的影响的解释，以及对今后设计同类电路的总结。在设计过程中主要运用ISIS进行软件仿真，展现了ISIS在硬件设计过程中的强大功能。 关键词：LM系列 稳压电源 ISIS 可变电压 整流 滤波AbstractIn the electronic circuit , electronic system and household electrical appliance always need the stability of the dc power supply. But people usually use the 220V ac

3、 power in daily life .Therefore we have to use a dc voltage stabilizer chang the ac into dc. It mainly consists of power transformer ,rectifier bridge filter circuit and voltage circuit of three parts . This paper introduce a methods that use the LM317 LM318 series voltage stabilizer design more out

4、put voltage stabilizer .It mainly explains how to use the above integrated chips in the daily life to realize the power voltage stabilizer design.It includes the selection of parameters,the influence of the actual situation to the circuit of the explanation,and the future design of the same circuit

5、summary.In the design process ISIS is mainly used for software simulation,show the powerful features design of ISIS in process of hardware .Key words:LM series manostat ISIS variable voltage rectifier filter多路输出直流稳压电源的设计与制作目录.摘要 IIAbstract II1.前言 12.方案设计 22.1设计目的 22.2.设计内容及要求 22.3整体设计思路 32.4方案的设定 33

6、.单元模块设计 43.1电源变压器 53.2整流电路 63.3滤波电路 63.4稳压电路 74.参数计算及器件选择 84.1集成稳压器的选择 84.2 电源变压器的选择 84.3滤波电容和二极管的选择 95.元件清单及相关参数 96.硬件调试及结果 107.心得体会 108.参考文献 11附录： 12成绩评定表 151.前言当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路电源电路。上学期我们通过学习了电子技术基础（模拟部分）的直流稳压电源了解到，在电子线路中，通常都需要稳定的电源供电，小功率稳压电源是由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等四部分组成图1将输入

7、220V、50Hz的交流电通过电源变压器变成我们所需要的电压，在经过整流电路将交流电压变为脉动的直流电压。因为此脉动的直流电压含有较大的纹波成分，必须经过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。但此电压还是会因为电网电压的波动、负载和温度的变化而变化，因此在经过整流滤波电路之后，还要接上稳压电路保证迅速输出稳定的直流电压。 此次集成直流电源的课程设计，要求正负5V、正负12V、+3V18V连续可调的电压，这过程需要我们自行完成，这就需要我们不仅要熟悉了解课本上的理论知识，还需要我们懂得将理论知识运用到实践中来，学会用一些功能较强大的仿真软件去检验我们设计电路的正确性，并学会利用书籍资料去分析

8、所要到的问题并找出解决方法。 2.方案设计2.1设计目的根据给定的技术指标，从稳定可靠、使用方便、高性能价格比出发来选择方案，运用所学过的各种电子器件和电子线路知识，设计出相应的功能电路。进一步技术强化对模拟电子技术基础的理解和运用。.通过查阅手册和文献资料，培养独立分析问题和解决实际问题的能力。 .了解常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。.学会电子电路的安装与调试技能，掌握电子电路的测试方法及了解印刷线路板的设计，制作方法。.进一步熟悉电子仪器的使用方法。.学会撰写课程设计总结报告。培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度2.2.设计内容及要求.设计制作一个多路输出直流稳压电源，可

9、将220V、50Hz交流电转换为多路直流稳压电源。输出：12V/1A,5V/1A,一组可调正电压+318V/1A。.选择设计电路方案。计算电路元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。.安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。2.3整体设计思路LM317型稳压器电源能够输出可调的直流正电压，它内部含有过流，过热保护，输入电压为正负15V，输出为1.25（1+Rp/R）；可输出1.237V电压。LM7805和LM7905都可以输出正5V电压。由以上可知可以将LM317及LM系列的稳压器并联达到正负5V及可调电压的要求。电网供电电压交流220V、50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变

10、压器将电网电压降低获得所需要的交流电压降压后的交流电压通过整流电路（整流桥或二极管整流）变成单向直流电，但其幅度变化不大（即脉动大）。脉动大的直流电压须经过滤波电路变得平滑、脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳压直流电压输出，供给负载RL。2.4方案的设定方案一：先对输入电压进行降压，利用二极管的单向导电性，在变压器二次侧电压u2的正半周内，二极管正向偏置，处于导通状态，负载RL上得到半个周期的脉动直流电压和电流；而在u2的负半周内，二极管反向截止。二极管的单向导电作用将变压器二次侧的交流电压变换成为负载RL上的单向

11、脉动电压，达到了整流的目的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。由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压UI会随着变化。因此，为了维持输出电压UI稳定不变，还需加一级稳压电路。稳压部分的单元电路由三端集成稳压管组成。方案二：先对输入电压进行降压，首先选用合适的电源变压器将电网电压降低到所需要的交流电源u2，然后用单相桥式二极管对其进行整流，变成单向脉动电压u3，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的、脉动小的直流电压UI，稳压部分的单元电路由三端集成稳压管组成。对以上两个方案进行比较，

12、可以发发现第一个方案为单相半波整流电路具备整流目的，其优势在于输出电压较高，脉动小，整流二极管所承受的最大反向电压等于二次侧电压的峰值，所以选择用第一个方案。3.单元模块设计集成稳压电源有四部分组成如下图 图33.1电源变压器、图3.1电源变压器：是降压变压器，它将电网220V的交流电压变成符合需要的电压值，然后送到整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。电源变压器是将输入的220V交流电压U1转变为整流电路所需要的交流电压U2。但是变压器有一定的功耗所以它的输出功率要小于输入功率即： =P2/P1。P2是变压器的副边的功率，P1是变压器原边的功率。因为至此时输出多端所以选择中间抽头的多

13、路输出变压器。输出12V、和24V对应于78、79系列和LM317系列。3.2整流电路整流电路：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在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，电路中的每只二极管承受的最大反向电压为1.414U2(U2为变压器副边电压有效值)。3.3滤波电路经过整流的脉冲电压纹波很大要经过滤波电路的滤波作用，在这里选择用电容滤波，适合小电流负载。 3.4稳压电路由于输出地直流电压会随着稳压电路的波动、负载和温度发生变化而变化，所以，为了维持输出直流电压稳定不变，还要加上稳压电路。集成稳压器在使用

14、中普遍使用的是三端稳压器。可以分为固定式和可调式，按正负的输出电压还可分为CW317、CW337、LM317、LM337。其中317系列稳压器可以连续输出可调正电压，337系列则是可调负电压。它们的可调范围为1.237V，最大输出电流为1.5A。三端集成稳压器还有78、79系列分别对应正电压输出和负电压输出.79系列和78系列的外形相似但是连接不同，79的1端接地，2端接负的输入。3端接输出。图3.4.1可调式三端稳压器的引脚图级应用电路 图3.4.2固稳压器的引脚图与应用电路4.参数计算及器件选择4.1集成稳压器的选择选择稳压器型号为LM7805、LM7905和LM317。78系列输出正5V

15、，79系列输出负5V。317系列则输出1.237V的可变电压，最大输出电流为1.5A4.2 电源变压器的选择Uomax+(Ui-Uomin)UiUomin+(Ui-Uo)max18V+3VUi3V+40V21VUi43VU2Uimin/1.1=21/1.1=19.09V取U2=15V则P=15W,所以选择15V的变压器4.3滤波电容和二极管的选择I=1A。T=0.02s,电路中滤波电容承受的最高电压时1.41424=33.936V所以选择电容的耐压值应该大于34V所以选择2200uF/25V的电容。因为大容量电解电容有一定的绕制电感分布，易引起自激振荡，形成高频干扰。所以稳压器的输入断肠并入辞

16、职小容量电容来抵消电感效应，一直高频干扰。由于变压器的副边电压为15V,则整流电路中的二极管承受的反向电压约为21V整流电路中二极管的最高平均电流为： =0.4A 经查手册可选整流二极管1N4007，其流过最大电流为1A，电压为7000V5.元件清单及相关参数名称型号数量备注电位器10K1变压器15V15W1二极管1N40074发光二极管LED3瓷片电容0.33uF5电解电容2200uF/25V2稳压集成器LM3171LM7805 LM7905各个电阻及电阻器220 300各一个11K3插针若干焊锡焊锡若干6.硬件调试及结果 根据以上原理，焊接好电路以后，用万用表测得输出电压分别为+5.04V

17、，-5.14V ,3.05V20V电压跟理论值有些偏差，原因可能可变电阻值有些大，导致电压调不下来，但这结果也是基本符合设计要求，说明了硬件电路的正确性，从而说明这次模拟电子课程设计的成功，当然误差是不可避免的，一定的误差也在工程的所允许范围。7.心得体会在本次课程设计中收获很大，以前只是学习了相关的理论知识，觉得有些知识很难理解，通过这次的课程设计，对之前学过的知识理解得更透了，由于电路设计的严格要求，需要翻阅复习以前学过的知识，确立实验方案，然后逐步确定各部分的设计。在运用一些仿真软件对电路的仿真也让我更加熟悉了它们的功能，在仿真过程中出现的一些问题，也通过查找资料和询问别人都能及时的修正

18、过来了。在焊接电路的时候，因为小心，不将一些线路焊在一起引起了短路，导致整个实物电路没有反应，经仔细检查和改正后，调试工作终于成功。经过反思，我觉得在出现问题的时候，我们应该要多检查原理图和仿真，对电容的正负极要学会辨别，接反了会引起爆炸，焊接时也要相当的小心，否则容易导致电路的短路。对于元件我们也应该事先了解它们的功能，也要了解是否有与它相似，以便在购买元件而找不到相应的时能找到替补元件。总之，课程设计是我们将理论和实际联系起来的一个很好的机会，我们应该认真去对待，养成善于发现、积极思考问题，并及时正确解决问题的习惯，此外，我们还应积极去总结其中的经验。8.参考文献周政新电子设计自动化实践与

19、训练（第三版）M北京：中国民航出版社，2002童诗白模拟电子技术基础（第二版）M北京：高等教育出版社，1988谢自美电子线路设计、试验、测试（第二版）M武汉：华中科技大学出版社，2000康华光电子技术基础模拟部分（第四版）M武汉：华中科技大学出版社，1988吴友宇模拟电子技术基础（第一版M北京：清华大学出版社，2009附录：原理图PCB图实物图成绩评定表物理与电子信息工程系模拟电路课程设计成绩评定表专业：通信工程 班级： 2班 _ 姓名：_赵碧霞_课题名称多路输出直流稳压电源的设计与制作设计任务与要求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电源输出：5V/1A，一组可调正电压+3+18V/1A。选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路图，阐述基本原理。（选做：用PSPICE或EWB软件完成仿真）安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。设计报告成绩电子作品成绩课程设计成绩指导教师：年 月 日