模电课设 直流可调稳压电源.docx

1、模电课设 直流可调稳压电源课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 信息sy1101 指导教师： 工作单位： 信息工程学院 题 目: 可调直流稳压电源 初始条件： 可选元件：三端稳压器LM317、变压器，电阻、电位器、电容、稳压管、发光二极管若干。可用仪器：示波器，万用表。要求完成的主要任务: （1）设计任务根据技术指标和已知条件，完成对可调直流稳压电源的设计、仿真、装配与调试。（2）设计要求 输入为220V/50H交流电（点压变化范围15%15%）。 输出为+1.25 +22V/1A可调直流电，纹波(峰峰值)小于5mV。 利用Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理

2、并仿真实现系统功能。 安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。时间安排第19周理论讲解，时间：礼拜五5，6，7、8节 地点：鉴三204。第20周理论设计、实验室安装调试，地点：鉴主8楼电工电子实验室。指导教师签名： 2013年 1 月 26日系主任（或责任教师）签名： 2013年 1 月 27日目录1.摘要.22.设计的目的及要求2.1.设计目的.32.2设计要求.33.原理电路的设计 3.1方案设计及元器件选择.4 3.2元件参数计算.9 3.3整体电路图.104、Multisim仿真测试 4.1波形测试.11 4.2输出最大最小值.12 4.3纹波测试.13 4.4仿真结果分析.14

3、4.5仿真遇到的问题.145.实物焊接与调试 5.1焊接与安装.15 5.2实物调试.17 5.3结果讨论.186.心得体会.18附1：元器件清单.20附2：参考文献.20本科生课程设计成绩评定表.21可调直流稳压电源 1.摘要现代科技发展迅速，电气、电子设备已经广泛的应用于日常、科研、学习等各个方面。电源作为电气、电子设备必不可少的能源供应部件，需求日益增加，而且对电源的功能、稳定性等各项指标也提出了更高的要求。对电源的研究和开发已经成为新技术、新设备开发的重要环节，在推动科技发展中起着重要作用。本设计主要用串联型稳压电路设计直流稳压电源，通过相关知识计算出各电路中各个器件的参数，使电路性能

4、达到设计要求中的电压调整率，电流调整率，纹波电压等各项技术指标。 关键词：整流，滤波，LM317AbstractWith the rapid development of modern technology, electrical, electronic equipment has been widely used in daily, scientific research and study etc. As energy supplying part of electrical, electronic equipment ,power are necessary.The demand of

5、power increase fast, and the function , stability of the power are also put forward to higher requirements.The research and development of power supply has become an important step in the development of new technology, new equipment, plays an important role in promoting the development of science an

6、d technology.This design use series voltage regulator circuit design DC power , calculate the parameters of each device in the circuit , making voltage regulation rate, current regulation rate, technical indexes of the ripple voltage meet the design requirements . Key words: rectification，filtration

7、，LM3172. 设计目的及要求2.1设计目的（1）掌握直流稳压电源的工作原理。（2）学会选择用变压器、整流器、滤波器和稳压器四部分构成直流稳压电源的方法。（3）掌握Multisim仿真操作方法。（4）了解直流稳压电源的主要性能参数及测试方法。2.2设计要求（1）输入为220V/50H交流电（点压变化范围15%15%）。（2）输出为+1.25 +22V/1A可调直流电，纹波小于5mV。（3）利用Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。（4）安装、安装、调试。（5）测量输出电压范围、纹波电压。（6）按规范要求格式完成课程设计报告书。3、原理电路的

8、设计3.1方案设计及元器件选择集成稳压电源有四部分组成如下图图3.1稳压电源的构成图 图3.2整流及稳压过程其中：（1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。（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（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。（4）稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。3.1.1变压器的选择变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，它利用电磁感应原理，从一个电路向

9、另一个电路传递电能或传输信号。当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 变压器两组线圈圈数分别为N1和N2，N1为初级，N2为次级。在初级线圈上加一交流电压，在次级线圈两端就会产生感应电动势。当N2N1时，其感应电动势要比初级所加的电压还要高，这种变压器称为升压变压器；当N21.414=241.414=33.84VIN4001的反向击穿电压为50V,1N4002的反向击穿电压为100V,额定工作电流I=1AIomax,为保险起见，

10、故整流二极管选用IN4002.（3）稳压电路参数计算输出电压计算公式为： 已知=1.25V,首先R1选择300，要求最高输出电压约为23V,由V计算可得5K，故选用5K的电位器。3.3整体电路图图3.12说明：（1）最终电路中加入了电阻R4和LED1，既作为指示灯使用，又能在断开电源后为电容提供放电回路。（2）整流电路之后加入开关方便做实物时的控制。4.Multisim仿真测试4.1波形测试（1）按照原理图搭好仿真电路，整流后的电路直接接负载，断开之后的电路，整流后测试波形如图4.1。图4.1（2）将滤波后的电路直接接负载，断开之后的电路，；滤波后的测试波形如图4.2所示。图4.2（3）电路稳

11、压之后接负载，测试波形如图4.3图4.34.2输出最大最小值（1）将电位器滑到最左端，即0%处，测得输出结果如图4.4.图4.4（2）将电位器滑到最右端，即100%处，测得输出结果如图4.5.图4.5 4.3纹波测试（1）用示波器观察输出的纹波，将ChannelA的Y轴分度值不断调小，直到可以看到电压波动，测试结果如图4.6.可见Y/Div调到200uV后纹波才比较明显。图4.64.4仿真结果分析(1)整流后的波形相当于将输入的交流电的负半周期翻上去，得到交直流混合的脉动直流电，测试情况较为理想。(2)滤波后的波形是将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分，测试情况较为理想。(3

12、)稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压，测试情况较为理想。(4)输出范围为1.257 22.365V，与设计要求有较小偏差，但在可以接受范围内。(5)从仿真结果可以看到纹波很小（仿真接近理想元件），纹波峰峰值小于200uV，测试情况较为理想。4.5仿真遇到的问题（1）仿真选用变压器是发现难以选到合适的型号，最终选用理想变压器代替。（2）电路中有两个点解电容，但仿真时误用一般电容代替，虽然对结果影响很小，但容易在失误焊接时造成错误。5.实物焊接与调试5.1焊接与安装（1）元件必须清洁和镀锡，电子元件保存在空气中，由于氧化的作用，元件引脚上附有一层氧化膜，同时还有其它污垢，焊

13、接前可用小刀刮掉氧化膜，并且立即涂上一层焊锡（俗称搪锡），然后再进行焊接。经过上述处理后元件容易焊牢，不容易出现虚焊现象。（2）焊接的温度和焊接的时间 焊接时应使电烙铁的温度高于焊锡的温度，但也不能太高，以烙铁头接触松香刚刚冒烟为好。焊接时间太短，焊点的温度过低，焊点融化不充分，焊点粗糙容易造成虚焊，反之焊接时间过长，焊锡容易流淌，并且容易使元件过热损坏元件。（3）焊接点上的焊锡数量不能太少，太少了焊接不牢，机械强度也太差。而太多容易造成外观一大堆而内部未接通。焊锡应该刚好将焊接点上的元件引脚全部浸没，轮廓隐约可见为好。 （4）注意烙铁和焊接点的位置，一般将电烙铁在焊接处来回移动或者用力挤压，

14、这种方法是错误的。正确的方法是用电烙铁的搪锡面去接触焊接点，这样传热面积大，焊接速度快。（5）焊接结束后必须检查有无漏焊、虚焊以及由于焊锡流淌造成的元件短路。虚焊较难发现，可用镊子夹住元件引脚轻轻拉动，如发现摇动应立即补焊。（6）要注意电解电容器的极性和晶体管的管脚不要插错，整流管有银色环的一端为负极，电解电容引脚长端为正极。 最后按电路图焊接出来的电路板如图5.1(正面)、5.2（反面）所示，为防止芯片过热，加上了散热片来保护芯片。图5.1 图5.2 说明：安装时，先安装比较小的原件，所以先安装整流电路，在安装稳压电路，最后再装上电路（电容）。安装时要注意，二极管和电解电容的极性不要接反。检

15、查无误后，才将电源变压器与整流滤波电路连接，通电后，用万用表检查整流后输出LM317输入端电压Ui的极性，若Ui的极性为负，则说明整流电路没有接对，此时若接入稳压电路，就会损坏集成稳压器。然后接通电源，调节Rw的值，若输出电压满足设计指标，说明稳压电源中各级电路都能正常工作，此时就可以进行各项指标的测试。5.2实物调试（1）输出电压：将万用表打到直流电压档，接到电路的正端输出端，然后给该电路通电，打开板子上的开关，通过调节滑动变阻器的旋钮改变其阻值可改变输出电压，由电压表读数可得，该电路输出电压范围为1.25V 23.8V，基本符合设计要求。（2）纹波测试： 纹波电压即叠加在输出电压上的交流电

16、压分量。用示波器观测器峰峰值，一般为毫伏级；也可用交流毫伏表测器有效值，但因纹波电压不是正弦波，所以又一定误差。将示波器CH1接到输出端，并将示波器打到毫伏档，观察其纹波电压，通过观察示波器知纹波电压峰峰值约为2.4mv,符合设计要求,结果如图5.3所示。图5.35.3结果讨论（1）该电路输出电压范围为1.25V 22.8V，输出最大值略大，经过检查发现所使用的5K电位器的调到最大值时电阻超过了5K,造成结果误差，但误差较小，基本符合设计要求。（2）纹波电压时加在直流电压上的交流成分，其大小决定于滤波电路设计的质量，决定于滤波电容的值是否足够，纹波电压越小，说明输出的直流波形越平，测得纹波电压

17、峰峰值为2.4mv，较好的满足设计要求，实物制作较为成功。 6.心得体会 在做课程设计之前曾在上原码工作室时接触过直流稳压电源，对直流稳压电源的设计有一定的了解。我在知道模拟电子课程设计中要做直流稳压电源是还暗自高兴这是个自己比较熟悉的项目。但是真正做起来才发现在没有他人为你指导，独立完成一项设计并不是那么容易的事，做课程设计对从没经验的我来说并不是简单的事。为完成这次设计我查阅了很多资料和书籍，我发现查资料也是一门学问，要会查才能找到你所需的内容，我在图书馆查阅了相关的电子设计和电源设计书籍，同时也大量的浏览了网络资源，随着了解的深入对设计有了基本的思路。 在设计中我也遇到了困难，在仿真环节

18、中由于对软件的使用不习性，总是产生各种各样的小错误，仿真耗费了不少的时间，以后一定会找时间补一下仿真软件方面的知识，让自己操作更熟练一些。同时在购买元器件的过程中有很多的不便，比如没有预定的原件或者原件的性能不符等，这就要求我们要善于变通，用不同的角度来考虑问题从而达到预定的效果。 通过本次课程设计使我对集成直流稳压电源有了更为深刻的了解，对其构造组成及参数计算掌握的比以前熟练很多，特别是对稳压器的认识比以前更广泛，虽然在课本中接触过稳压器的知识，但课本上的介绍十分简单也十分有限，并且我对课本的记忆不是很深刻，但通过本次自己动手动脑设计之后记忆的就深刻了。 本次课程设计，培养了我运用互联网查找

19、资料和综合应用课本理论知识解决实际问题的能力。启发了我，在今后的学习过程中不能懒懒散散，学的要懂不懂，要把课本上的知识学精通，同时也要多学习课外知识来扩张自己的知识面；在计算和动手方面要更加的耐心加细心，才能把事情做得更好；在生活和学习中，要和身边的人团结互助，能帮的就要尽力帮。这次课程设计是我第一次做课设，为我以后再做课设积累了一定的经验，但由于时间不是很充足，设计中有很多缺陷，希望老师能够批评指正，我一定虚心接受。希望在以后的设计中能尽量做好，弥补这次的不足。最后谢谢无私帮助我的老师与同学们！附1：元器件清单原件序号型号主要参数数量备注T1变压器24V1D1D2D3D4D5D6二极管1N4

20、002,1A6也可用1N4001LED1发光二极管导通压降3V1C1电解电容1000uF1C2瓷片电容0.33uF1C3瓷片电容1uF1C4电解电容100uF1SW开关1R1电阻200/0.25W1R4电阻5K/0.25WR2电位器5K1U1三端稳压器LM317可调范围1.2537V1附2：参考文献 【1】电子技术基础.模拟技术 康华光 高等教育出版社 【2】电子线路设计、实验、测试（第三版） 谢自美 华中科技大学出版社 【3】 电源电路实用设计手册 段九州 辽宁科学技术出版社 【4】 LM317资料 【5】 本科生课程设计成绩评定表姓 名王岩性 别男专业、班级信息sy1101课程设计题目：可调直流稳压电源课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 年 月 日