1、直流电源设计报告 直流电源设计报告 姓名: 汪大理 11级 电信04班摘要:本电源系统分稳压电源部分,输出短路保护部分,外围辅助部分三部分。关键字:电源目 录题目. 3(1)设计任务及要求. 3系统方案的选择与论证. 3(1)基本方案论证. 31.电路部分方案选择. 3系统的硬件设计与实现. 4(1)系统各模块单元的理论分析与实际电路设计. 41.稳压电源部分电路设计. 42.输出短路保护部分电路设计. 7(二) 总设计原理图. 8调试(系统测试)过程. 9(1)测试仪器与设备. 9(2)测试过程. 91.分模块测试. 92.整机系统测试. 11(3)结果分析. 11总结. 11参考文献. 1
2、2附录. 12题目(一)任务设计一种输出常用电压的直流电压源。(2)要求1.有变压,整流,滤波,稳压,防震荡,输出短路保护等部分。2.输出电压:3.3v.+5v.-5v.+12v.-12v系统方案的选择与论证(一)基本方案论证本设计硬件电路分变压电路部分,整流电路部分,滤波电路部分,稳压电路,输出短路保护电路部分五部分。1.电路部分方案选择方案一 采用LM317,LM337做稳压电路,分别满足输出+3.3v,+5v,+12v及-5v,-12v电压。采用三极管,电阻,继电器通过三极管的导通截止构成输出短路保护电路。但本设计输出电压的精度及输出短路保护的精度达不到要求。方案二 采用LM317,LM
3、7805,LM7812,LM7905,LM7912分别构成稳压电路输出+3.3v,+5v,+12v,-5v,-12v电压,采用LM324比较器,74LS00及继电器构成输出保护电路。本设计能满足各项要求,精度比较高,成本较方案一稍高。综上所述,设计方案二可以满足设计要求,并且更加可靠。系统硬件设计与实现(1)系统各模块单元的理论分析与实际电路设计1.稳压电源部分电路设计变压电路部分:采用10:1三抽头降压线圈将电压降到所需范围内,如 图所示。 整流电路部分:运用桥式整流电路将交流电转换为直流电,如图所示。 滤波电路部分: 用两个3300uF与两个2.2uF电容构成滤波电路,如图所示。 稳压电路
4、部分:采用LM317,LM7805,LM7812,LM7905,LM7912分别构成+3.3v,+5v,+12v,-5v,-12v稳压电路,如图所示。 2.输出短路电路部分: 分别设置LM324两个比较器的预置电压为+3v和-3v,当输出正常时,比较器LM324输出端为高电平,74LS00输出端为低电平,三极管截止,继电器不导通开关闭和,电源正常向外供电。当输出短路电压低于+3v或高于-3v时,比较器LM324输出端变为低电平,74LS00输出变为高电平加在三极管的基极端使三级管导通,继电器导通开关断开,电源停止对外供电,实现短路保护。如下图所示。 (二)总设计原理图调试(系统测试)过程(1)
5、测试仪器与设备序号 名称 数量1 数字万用表 12 实验电源 1(2)测试过程1.分模块调试(1)稳压模块调试系统的调试先分模块进行,最后进行整机调试,以提高效率。调试过程如下,分为测试分为稳压电路,输出保护电路两个大模块进行。由于稳压电路采用的是LM78XX,LM79XX和LM317因此电路比较简单,调试较容易。主要调试317使其输出电压在要求的范围内。给电路接上15V左右的电压,分别测试各个端口电压,检验是否符合要求,测试数据如表一。表一 模块 LM7805 LM7812 LM7905 LM7912LM317输出+4.99V+12.10V-5.10V-11.97V+3.25V 给个端口接上
6、一个约1的负载电阻,再上电进行测试,测试数据如下。表二 模块 LM7805 LM7812 LM7905 LM7912LM317输出+4.95V+12.03V-4.95V-11.92V+3.19V(2)输出短路电路调试 输出短路电路的调试,主要检验比较器LM 324,74LS00,NPN三极管以及继电器是否正常工作。给芯片继电器通电,给输出短路保护电路的采样端加一正常电压V0(+3.0VV0或V0-3.0),依次检测LM324输出端,74LS00输出端,NPN三极管b端电压。然后给采样端加一不正常电压(模拟短路电压)(-3.0VV1+3.0V),再依次检验LM324输出端,74LS00输出端,N
7、PN三极管b端电压。测试数据如表三表四。表三 端口 LM324输出端 74LS00输出端 NPN b端 电压 12.11V 0V 88uV 表四 端口 LM324输出端 74LS00输出端 NPN b端 电压 685mV 5.06V 1.73V2.整机系统调试将整个电路连接起来,上电检测输出电压是否正常,检测短路时,继电器是能正常工作,断开外接负载。在稳压端的输入口接入15V电压,检测输出电压,与表一相差不大。用导线将输出端正负极用导线连接起来,模拟短路,继电器正常工作,断开开关。(3)结果分析 测试数据基本与理论数据相差不大,满足要求,短路保护电路正常工作能及时发挥保护作用。总结 在设计制作
8、的过程中,我始终关注系统的性能指标和运行的稳定性,本着稳定与精确并重的原则,采取了诸多的措施,完成了题目所规定的部分指标和要求,达到基本性能指标。 这是我第一次设计制作电子产品,虽然做得不是很好,但是收获还是很多,学到很多知识,在实践中也使所学的知识得到了运用掌握的更牢。参考文献康华光,模拟电子技术基础,高等教育出版社康华光,数字电子技术基础,高等教育出版社电子工业出版社,全国大学生电子设计竞赛训练教程,电子工业出版社附录主要元器件名称 数量 作用LM317 1 稳压LM7805 1 稳压LM78012 1 稳压LM7905 1 稳压LM7912 1 稳压LM324 1 比较器74LS00 1 与非门2N2222 1 NPN三极管
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