穩(wěn)壓電源電子設(shè)計(jì)論文.doc

徐海學(xué)院電子綜合設(shè)計(jì)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)姓 名： 趙宇亮 學(xué) 號(hào)：22101154專 業(yè)： 電子科學(xué)與技術(shù)題 目： 直流穩(wěn)壓電源專 題： 電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 電工電子實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)日期：5月9日成績(jī)： 指導(dǎo)老師： 年 月電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名： 趙宇亮 專業(yè)班級(jí)： 電科10-1班 學(xué)號(hào)： 22101154 設(shè)計(jì)日期： 2012 年 5 月 9 日設(shè)計(jì)題目： 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)要求、技術(shù)指標(biāo)：1、輸入交流電壓（220V、50Hz）2、輸出四路直流電源（+5、+/-12V、+1.25+14V可調(diào)）3、輸入電流不小于0.5A4、輸出最大紋波電壓小于50mV5、輸出電阻R00時(shí): 二極管導(dǎo)通，忽略二極管正向壓降，uo=u2u2Vb ：二極管 D1、 D3 導(dǎo)通； D2、 D4 截止 。u 負(fù)半周，VaVb ：二極管 2、4 導(dǎo)通；1、3 截止 。輸出波形：V0(AV)=VL=102V2sin(t)dt=22V20.9V2IL=VLRL=0.9V2RL脈動(dòng)系數(shù):S=V22-VL2VL=0.483平均整流電流:ID1=ID3=ID2=ID4=12IL=0.45V2RL最大反向電壓:VRM=2V2濾波模塊1.3.1濾波原理濾波原理： 利用儲(chǔ)能元件電容兩端的電壓(或通過(guò)電感中的電流)不能突變的特性（電抗元件的儲(chǔ)能作用）, 濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。濾波電路選擇要求：由于輸出最大電壓為14V，電流最小為0.5A，所以，RL=28。采取電路較為簡(jiǎn)單的電容濾波，為了獲得較為平滑的負(fù)載電壓，一般時(shí)間常數(shù)=RL*C（35）T/2.取RL*C=5* T/2，得C=1786F 。考慮電網(wǎng)電壓波動(dòng)10%，則電容所能承受的最高電壓1.1*U2*1.414=18.67V，所以采用2200F，25V的電解電容作為濾波電容。1.3.2濾波電路及橋式整流電容濾波電路分析：以單向橋式整流電容濾波為例進(jìn)行分析，其電路如圖所示。橋式整流電容濾波電路（1）未接入RLRL未接入uc=0,設(shè)t1時(shí)刻接通電源, u2正半周，D1、D3導(dǎo)通向C充電，u2負(fù)半周，D2、D4導(dǎo)通向C充電：由于Rinl很小，很快uc=2V2，充電結(jié)束（2）接入RL時(shí)u2uc時(shí)：二極管D1、D3導(dǎo)通，一方面向RL提供電流，另一方面向c充電。 1.3.3電容濾波電路的特點(diǎn)(1) 輸出電壓 Uo與放電時(shí)間常數(shù) RLC 有關(guān)。RLC 愈大 電容器放電愈慢 紋波減小V o愈大一般取近似估算:Uo=1.2U2。(2) 流過(guò)二極管瞬時(shí)電流很大。RLC 越大 Uo越高 負(fù)載電流的平均值越大 ; 整流管導(dǎo)電時(shí)間越短 iD的峰值電流越大故一般選管時(shí)，取IDF=23IL2=(23)12U0RL1.4.1穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo):輸出電壓 V0=f(VI,I0,T) 輸出電壓變化量 VO=KVVI+R0I0+STT穩(wěn)壓電路的選擇要求：根據(jù)輸出要求可知，有固定輸出和可調(diào)輸出兩大塊。由于集成穩(wěn)壓器具有穩(wěn)定性高以及完善的內(nèi)部保護(hù)措施，并且使用方便、價(jià)格低廉，所以決定采用7812,7912,7805作為固定穩(wěn)壓器，采用LM317作為可調(diào)穩(wěn)壓器，兩者的紋波電壓均可在50mV以下 ；輸出電流方面，78系列可達(dá)到1.5A，317系列TO220封裝也可達(dá)到1.5A，完全滿足設(shè)計(jì)要求。故采用上述器件作為整個(gè)電源的穩(wěn)壓部分。 1.4.2固定輸出穩(wěn)壓電源1、三端集成穩(wěn)壓器隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用的單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小，可靠性高，使用靈活，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。 最簡(jiǎn)單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端，故稱之為集成三端穩(wěn)壓器。常用的W7800 (W7900)系列三端集成穩(wěn)壓器，其內(nèi)部也是串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。電路內(nèi)部附有短路和過(guò)熱保護(hù)環(huán)節(jié)。2、固定式（78正電壓系列、79負(fù)電壓系列）注：型號(hào)后XX兩位數(shù)字代表輸出電壓值CW78LXX 輸出電流最大150mACW78MXX 輸出電流最大為500mACW78XX 輸出電流最大為1.5A額定電壓值有如下系列:5V、9V、12V 、15V、18V、 24V等 。 外形及引腳功能 塑料封裝1輸入端3 公共端2 輸出端 1 公共端3輸入端2 輸出端W7800系列穩(wěn)壓器外形 W7900系列穩(wěn)壓器外形性能特點(diǎn)（7800、7900系列） 輸出電流超過(guò) 1. 5 A（加散熱器） 不需要外接元件 內(nèi)部有過(guò)熱保護(hù) 內(nèi)部有過(guò)流保護(hù) 調(diào)整管設(shè)有安全工作區(qū)保護(hù) 輸出電壓容差為 4%輸出電壓額定值有: （5V、6V、 9V、12V 、 15V、 18V、 24V）等 。2、 三端固定輸出集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用輸出為固定正電壓時(shí)的接法如圖所示：CoW7805CiUI+_+_Uo123 0.11mF輸入電壓需高于輸出電壓3V以上3、可調(diào)集成三端穩(wěn)壓器正電壓: CW117-/CW117M-/CW117LCW217-/CW217M-CW217LCW317-/CW317M-/CW317L1為軍品級(jí)；2為工業(yè)品級(jí)；3為民品級(jí) 4、輸出可調(diào)集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用二 晶體管串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源2.1電路原理圖2.2電路框圖（1）元器件管腳要正確連接，如7812,7912的管腳使用區(qū)別。（2）原件標(biāo)識(shí)直觀明了（3）原理圖層次清晰2.3建立元器件封裝庫(kù)根據(jù)所選原件型號(hào)，仔細(xì)查閱數(shù)據(jù)手冊(cè)。根據(jù)手冊(cè)中器件尺寸圖，使用正確的器件封裝。注意：（1）遇到庫(kù)中不存在的器件封裝，如散熱片，手動(dòng)繪制封裝時(shí)，需要仔細(xì)測(cè)量其尺寸。2.4 PCB的繪制要求：布局合理，布線清晰。注意 ：（1）散熱片與電解電容距離要適中，防止電容受熱老化（2）使用覆銅作為地平面（地線）。 3- 1-1 元器件檢查與整形檢查PCB是否有斷線、短路、破損等情況；檢查元件型號(hào)、數(shù)量是否與清單一致；對(duì)主要元器件（如電源線、變壓器、整流二極管等）進(jìn)行參數(shù)測(cè)定。使用工具對(duì)相關(guān)元件按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行整形。（嚴(yán)禁粗暴整形）3-1-2 焊接焊接要按照從低到高的順序，依次進(jìn)行。焊點(diǎn)要有光滑整齊的外觀，足夠的機(jī)械強(qiáng)度以及可靠的電氣連接。3-1-3 裝配 1 變壓器副邊中心抽頭要接到地線上。2 220V電源線與變壓器原邊接線要有熱縮管保護(hù)，防止觸電短路。 3-1- 4 調(diào)試1 檢查電源插頭是否短路。2 各輸出對(duì)地是否短路3-2 實(shí)物圖片 直流穩(wěn)壓電源反面圖片 直流穩(wěn)壓電源正面圖片 3.3電路的參數(shù)測(cè)定 實(shí)驗(yàn)測(cè)量參數(shù)表格：電阻（歐姆）原邊副邊5445.96.4輸出電壓（伏特）+12V端輸出電壓11.8+5V端輸出電壓4.99最小電壓124最大電壓15.893-4實(shí)踐小結(jié)（收獲體會(huì)）本次電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)的題目是設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易直流穩(wěn)壓電源，并要求電壓連續(xù)可調(diào)。我感到所學(xué)知識(shí)是很有用的，基本理論知識(shí)是實(shí)際應(yīng)用的基石。在實(shí)際制作中，我深刻認(rèn)識(shí)到所學(xué)知識(shí)并不是空的無(wú)用的，而是對(duì)實(shí)際有著極其重要作用的。更重要的是要學(xué)會(huì)查詢資料、利用資料。最重要的學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)的方法，而自己設(shè)計(jì)的過(guò)程就是學(xué)習(xí)該如何學(xué)習(xí)并掌握陌生的知識(shí)并實(shí)際應(yīng)用。相信這是我自己電子設(shè)計(jì)的開(kāi)始，以后我將做的更好。參考文獻(xiàn)1電子線路課程設(shè)計(jì)仿真設(shè)計(jì)與制作 華永平、陳松，東南大學(xué)出版社，2002年2模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程 清華大學(xué)電子學(xué)教研組，楊素行主編，高等教育出版社，2000年3康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分( 第五版)高等教育出版社20054曹國(guó)清。數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)。徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，19985謝自美。電子線路設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)。測(cè)試。武漢：華中科技大學(xué)，2000附錄：固定輸出穩(wěn)壓電源元器件清單規(guī)格及型號(hào) 代號(hào) 數(shù)量470uF/25VC1, C7, C12, C1542200uF/25VC2, C5, C10, C1440.1uF/瓷片C3, C4, C6, C8, C11, C13, C16710uF/25VC1711N4007D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9, D10103mm紅色LEDDS1, DS2, DS337805MC117812、7912MC2（MC3)