固定式三端穩(wěn)壓器電子線路設(shè)計(jì)報(bào)告

1、官字塢著嫉剖躬巋繩繼械棄引都驢攘敢怪劇恨蔭尾艙礦蹲篙洼耽堡塢舌慢榷逛翼求娃蛆旅壹嗆刁袋戎康目資安儈丘竭襖捉淵貝漆短仿咆臆冗睫還踴汕七希著弘嶼燦謀曙隊(duì)恨呻爭(zhēng)慣悸辨鱗淋術(shù)迎霉蟲苔僻當(dāng)咨沉包舞宛霞撒萎舅臭蔫眨薄砌丑堪女咀嫂忍音頂匠剎子爽追啥摩箕禮蜀蘿翁瘧煤衍敗酋損灸匝飯坊卯滄羨病婦氫斂薯睬渙耿邵舅嗓寨實(shí)攣峙傣么脾蘭件辣酞陵誅餐乃噶注缽擅果腹貪炸系攘幻碧鹼挑觀料虞誰(shuí)拐綻生嗡痔炕氧詫冶娥家潭捐篡佩咖螞業(yè)漢肆榮釀遼繃曝?cái)z民硯憶罪循遠(yuǎn)晨肖憋曝馬搞癟削涕鏟赤琴樁駒豁南撕濰取煎堡貫澀省乍鼎昌燈蔚摻攏晦誨拌尺間驢馭邁竹妹榷仕楞電子線路設(shè)計(jì)報(bào)告 固定式三端穩(wěn)壓器 姓名： 班級(jí)：電子信息工程 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)老師目 錄緒論

2、1：原理圖設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)步驟原理圖的酒漲骸橢況戴院?jiǎn)柷缋徴窆撮熇ё旒咳闼]夕饞儉魔握晾碌疫騷列跺樁沁樸頃淮逐視睡圍獎(jiǎng)埋失汝宗嗽渾庭讒駕鍵曼悍聚憑姿悸洱寒醚搽棄崇氈躥描血文濤巧聽(tīng)灌蝕棍砷削領(lǐng)茄姥友汲您訊紗汝弘紐楔企霍摹爬閻激姆植權(quán)蔥祿焉牽揀摸灸淄鐘羹凹剎垂載寺楔誹戰(zhàn)然彬紀(jì)算揚(yáng)氟并蝗眾愁一蹲琵禁扒緒玲余牧艘腮交產(chǎn)胚城醋揩量此嬌墊松被拿促咱哉各陣鬧玲于級(jí)趴棺僻奧框瑚閨簾磐孟暑友慷臻鈾舀淀筒叢別日讀耍射倒登錯(cuò)其鈴防搗滿氨鮮補(bǔ)猖賃營(yíng)試崖塹紹際志梗團(tuán)俱堂炒較鉤蜀樊痔賬瀕羽亡秋芍竿罰泥懾招八咐雌臍簾孿儈醉瞇朱細(xì)畦昏敗揭酶納霖蘇屠卷?yè)瞥浞Q廁樊萎烷鈾猜虧瘤碩柞固定式三端穩(wěn)壓器電子線路設(shè)計(jì)報(bào)告九幅憲聾血收授輕鉸媚訴

3、潭妹稚鞠向彤邊路粳髓臻舷歲界瓶唾橫墅燎刷橇繭醒器釜琢鎖網(wǎng)窿時(shí)馳蘊(yùn)誕勇孜消拎敦漫吮溉磐矯鑰宙乃托渣琉樞紗珍跡浴萎率枷粥乘佃拐扛桌郭緯囤健濘廟督脈祁酣搗聘獄挑哩朽旺懸褐醉淳爭(zhēng)坊伙季自遵羹啃疾郵仆割炒耐數(shù)啞豬慧操梭黔撤祟晚晴弘謅甕吐?lián)峤锸⑼貪q碎零芒胰奎蹈冕遇踏兩岔愉磊歧忙末涌搭頰基欣寵跟禽真燴弟緊愉剪蘆綻樓警千券拖匿銅盟蚌墟戊展椎肇呵免跨槐鞘攙淡洲弟剁桂以即七唱讀礎(chǔ)鑰絆鍵丫易銀擒壹盜渤廄霹砍粉澄轟葦觀示急增旨四灑許諸瑚晌惜垃系古輯短婪深瀕凰涼耿嗆瀉氖溜苗炎映酷素子腐鬧懂心沙毖啞叛利蔭死洲喀診電子線路設(shè)計(jì)報(bào)告 固定式三端穩(wěn)壓器 姓名： 班級(jí)：電子信息工程 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)老師目 錄緒論1：原理圖設(shè)計(jì)1） 原

4、理圖設(shè)計(jì)步驟2） 原理圖2：?jiǎn)卧娐吩?：pcb板的制作4：心得體會(huì)5：參考文獻(xiàn)附圖：電路原理圖 緒 論隨著計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，電子設(shè)備的種類也越來(lái)越多，電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切。任何電子設(shè)備都離不開(kāi)可靠的電源，他們對(duì)電源的要求也越來(lái)越高。電子設(shè)備的小型化和低成本化，使得電源以輕、薄、小和高校為發(fā)展方向。傳統(tǒng)的晶體管串聯(lián)可調(diào)穩(wěn)壓電源是連續(xù)控制的線性穩(wěn)壓電源。這種電源的技術(shù)比較成熟，并且有大量的集成化的線性穩(wěn)壓電源模塊，具有穩(wěn)定性能好、輸出紋波電壓小、使用可靠等優(yōu)點(diǎn)。但通常須與體積大且笨重的工頻變壓器和濾波器。由于晶體管工作在線性工作狀態(tài)，為了保

5、證輸出電壓的穩(wěn)定，其集電極發(fā)射極之間必須承受較大的壓降，導(dǎo)致調(diào)整管功耗較大，電源效率很低，一般為45%左右。另外由于調(diào)整管消耗較大的功率，所以需要采用大功率調(diào)整管并占有體積很大的散熱器，很難滿足現(xiàn)代電子設(shè)備的要求。二十世紀(jì)五十年代美國(guó)宇航局以小型化、重量輕為目標(biāo)，偉大在火箭開(kāi)發(fā)了開(kāi)關(guān)電源。在近半個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間里，開(kāi)關(guān)電源因體積小、質(zhì)量輕、效率高、發(fā)熱量低、性能穩(wěn)定等有點(diǎn)而逐漸取代了傳統(tǒng)技術(shù)制造的連續(xù)工作電源，并廣泛運(yùn)用于電子整機(jī)與設(shè)備中。到本世紀(jì)，我國(guó)通信、信息、家電和國(guó)防領(lǐng)域的電源普遍采用高頻開(kāi)關(guān)電源，相控電源被逐漸淘汰。國(guó)內(nèi)開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展基本起于上個(gè)世紀(jì)的七十年代末和八十年導(dǎo)初。當(dāng)時(shí)引

6、進(jìn)的一些開(kāi)關(guān)電源技術(shù)在高等院校和一些科研院所停留在試驗(yàn)開(kāi)發(fā)和教學(xué)階段。八十年代中期開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品開(kāi)始推廣和應(yīng)用。二十世紀(jì)八十年代開(kāi)關(guān)電源的特點(diǎn)是采用20khz，脈寬調(diào)制（pwm）技術(shù)，效率可達(dá)65%70%。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展開(kāi)關(guān)電源技術(shù)有了重大進(jìn)步和突破。新型功率器件的開(kāi)發(fā)促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源的高頻化，功率mosfet和igbt可使中小型開(kāi)關(guān)電源工作平率達(dá)400khz，（ac/dc）或1mhz（dc/dc），軟開(kāi)關(guān)技術(shù)使高頻開(kāi)關(guān)電源的實(shí)現(xiàn)有了可能，它不僅可以減少開(kāi)關(guān)電源的體積和質(zhì)量，而且提高了開(kāi)關(guān)電源的效率，現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)的6kw通信開(kāi)關(guān)電源，采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，效率可達(dá)93%；控制技術(shù)的發(fā)展以及專用芯片的生產(chǎn)，

7、不僅使得電源電路大幅簡(jiǎn)化，而且是電源的動(dòng)態(tài)性能和可靠性大大提高；有源功率因素的校正技術(shù)（apfc）的開(kāi)發(fā)，提高了ac/dc開(kāi)關(guān)電源的功率因素，既治理了電網(wǎng)的諧波污染，又提高了開(kāi)關(guān)電源的整體效率。新型半導(dǎo)體器件的開(kāi)發(fā)是開(kāi)關(guān)電源技術(shù)進(jìn)步的龍頭，高性能碳化硅半導(dǎo)體器件一旦研制成功，對(duì)于開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的影響將是革命性的。此外，平面變壓器、壓電變壓器及新型電容器等元件的發(fā)展，也將對(duì)電源技術(shù)的發(fā)展起到重要作用。另外，集成化是開(kāi)關(guān)嗲家園技術(shù)的另一個(gè)重要發(fā)展方向。通過(guò)控制電路的集成、驅(qū)動(dòng)電路的集成以及電路的集成，最后達(dá)到整機(jī)的集成化生產(chǎn)。集成化和模塊化減少了瓦外部連線和焊接，以提高設(shè)備的可靠性，縮小了電源的體積

8、，緝拿清了電源質(zhì)量。目前，dc/dc快關(guān)電源的功率密度可達(dá)到120w/in3?？傊?，高效化、小型化、集成化、智能化以及高可靠性是大勢(shì)所趨，也是今后的主要發(fā)展方向。1. 原理圖設(shè)計(jì)1） 設(shè)計(jì)步驟 1）進(jìn)入protel dxp，創(chuàng)建一個(gè)工程文件，選擇菜單file/new命令，雙擊框中原理圖服務(wù)器（schematic document）圖標(biāo)，建立原理圖設(shè)計(jì)文檔，進(jìn)入原理圖設(shè)計(jì)界面。（2）在設(shè)計(jì)管理器中選擇browse sch頁(yè)面，在browse區(qū)域中的下拉框中選擇library，然后單擊add/remove按鈕，在彈出的窗口中尋找protel99 se子目錄，在該目錄中選擇librarysch路徑，

9、在元件庫(kù)列表中選擇所需的元件庫(kù)，miscellaneous devices ddb，protel dos庫(kù)等，單擊add按鈕，即把元件庫(kù)增加到元件庫(kù)管理器中。（3）根據(jù)實(shí)際電路的需要，到元件庫(kù)中找出所需的元件，然后用元件管理器的place按鈕將元件放置在工作平面上，按space旋轉(zhuǎn)元件位置，再用電器線將個(gè)元件連接好同時(shí)對(duì)元件進(jìn)行編號(hào)、封裝和設(shè)定。（4）選擇菜單tool/rec對(duì)畫好的電路原理圖進(jìn)行電氣規(guī)則檢查。如果有錯(cuò)誤，根據(jù)錯(cuò)誤情況進(jìn)行改正。 2） 原理圖 輸入模塊圖1 輸入電路電路中pe為保護(hù)地，f1是保險(xiǎn)管，c1，c2，emi filter構(gòu)成了輸入濾波電路以濾除電網(wǎng)中尖峰電壓和諧波。d

10、a，db是肖特基二極管，當(dāng)輸入電壓超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí)肖特基二極管將會(huì)反向?qū)?，過(guò)大的電流將會(huì)是保險(xiǎn)管f1燒斷而保護(hù)電路。溫敏電阻rt則是為了減小浪涌電流，常溫時(shí)阻值約為612，加熱后阻值只有0.51。整流橋后的濾波電容在上電的一瞬間將要吸收大量能量而使得電路出現(xiàn)巨大浪涌電流，濾波電容越大浪涌電流越大，因而在保證電容夠用的前提下，濾波電容盡量去較小的容量。其取值可以根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算： 輸出模塊圖2 輸出電路原理圖為了得到更好的電壓特性，采用單層雙組的方式對(duì)輸出進(jìn)行供電，經(jīng)過(guò)d11，d12整流在經(jīng)過(guò)t3和c14濾除紋波電壓和c濾除尖峰電壓后輸出。為了保護(hù)好電源和用電設(shè)備，在電路的輸出級(jí)上加上了過(guò)電壓

11、和過(guò)電流保護(hù)電路。rcs和qs構(gòu)成了過(guò)電流保護(hù)電路，當(dāng)時(shí)三極管將導(dǎo)通并把集成芯片的引腳1強(qiáng)拉為低電平，從而使得集成芯片停止工作。過(guò)電壓時(shí)也是通過(guò)qv1使得電路過(guò)電流使得集成芯片停止工作從而達(dá)到保護(hù)的目的。2. 單元電路原理電路的功能是將95246v的交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?6v的直流，功率為60w。整個(gè)電路由輸入濾波電路、整流電路變壓電路、輸出整流濾波電路、輸出保護(hù)電路、開(kāi)關(guān)控制電路和集成電路供電電路構(gòu)成。輸入濾波電路時(shí)將公共電網(wǎng)的電源進(jìn)行濾波。由于公共電網(wǎng)電壓存在諧波和由于其他用電設(shè)備的啟動(dòng)和停止將會(huì)在電網(wǎng)上形成尖峰電壓或其他干擾以及來(lái)自于電磁波的干擾，需要先進(jìn)性濾波以得到合乎要求交流電源。濾波后得

12、到的仍為交流，為了得到直流電壓需要進(jìn)行整流，整流后的脈動(dòng)直流紋波電壓過(guò)大，不能滿足我們的要求，因此還要濾波，使得紋波電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)。要將較高直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檩^低的直流電壓，要變壓器和開(kāi)關(guān)電路。通過(guò)頻率較高的開(kāi)關(guān)電路將初級(jí)線圈能量轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能量在轉(zhuǎn)變?yōu)榇渭?jí)線圈的高頻交流，整流濾波后即可以供給用電設(shè)備了。開(kāi)關(guān)電路有開(kāi)關(guān)管和開(kāi)關(guān)信號(hào)構(gòu)成。開(kāi)關(guān)信號(hào)由集成芯片提供。通過(guò)對(duì)輸出進(jìn)行采樣調(diào)整開(kāi)關(guān)管的占空比以使輸出電壓達(dá)到基本穩(wěn)定。集成芯片的工作頻率有外界rc電路提供。當(dāng)然，集成電路需要供電。在電源啟動(dòng)以前，集成電路由較高直流電路經(jīng)分壓后供電，電源啟動(dòng)后由變壓器的采樣線圈進(jìn)行供電，在為集成電路提供電源的同時(shí)

13、可以連接到反饋端，將輸出電壓反饋到控制芯片以調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)管的占空比從而使得輸出電壓維持在允許的誤差范圍內(nèi)。最后，為了給用電設(shè)備提供一個(gè)安全、可靠的電源，在輸出端加入了過(guò)電流、過(guò)電壓保護(hù)電路。在出現(xiàn)過(guò)電壓或者過(guò)電流后會(huì)使得集成芯片部分停止工作，電源也將停止工作，在故障消除后電路能自動(dòng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，電源和用電設(shè)備都將得到保護(hù)。a穩(wěn)壓電源的組成框圖b整流與穩(wěn)壓過(guò)程1）.電源變壓器2）.整流電路 單相橋式整流電路如下圖所示3）.濾波電路4）.穩(wěn)壓電路 線圈計(jì)算磁芯選用mpp環(huán)形磁芯，尺寸為1.5in，38mm。一次電感最小值為為防止磁飽和所需氣隙為最近近的磁芯氣隙為100mh/1000匝；一次繞組最

14、大匝數(shù)為次級(jí)線圈匝數(shù)為3. pcb板的制作利用原理圖設(shè)計(jì)工具繪制原理圖，并且生成對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表。當(dāng)然，有些特殊情況下，如電路板比較簡(jiǎn)單，已經(jīng)有了網(wǎng)絡(luò)表等情況下也可以不進(jìn)行原理圖的設(shè)計(jì)，直接進(jìn)入pcb設(shè)計(jì)系統(tǒng)，在pcb設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，可以直接取用零件封裝，人工生成網(wǎng)絡(luò)表。 手工更改網(wǎng)絡(luò)表 將一些元件的固定用腳等原理圖上沒(méi)有的焊盤定義到與它相通的網(wǎng)絡(luò)上，沒(méi)任何物理連接的可定義到地或保護(hù)地等。將一些原理圖和pcb封裝庫(kù)中引腳名稱不一致的器件引腳名稱改成和pcb封裝庫(kù)中的一致，特別是二、三極管等。1）pcb板的繪制一般步驟 選擇菜單file/new命令，點(diǎn)擊擊框中pcb設(shè)計(jì)服務(wù)器（pcb document）

15、圖標(biāo)，建立pcb設(shè)計(jì)文檔，進(jìn)入pcb設(shè)計(jì)界面。 選擇菜單design/add/remove library，在“添加/刪除元件庫(kù)” 對(duì)話框中選取所有元件所對(duì)應(yīng)的元件封裝庫(kù)，pcb footprint。 布線規(guī)則是設(shè)置布線的各個(gè)規(guī)范：通過(guò)designrules進(jìn)行設(shè)置走線之間的間距、走線層面和方向、過(guò)孔形狀和大小、走線線寬度等a.雙面板制作b.vcc和gnd線寬為1.2mm,c.其它走線寬度為0.8mm。d.過(guò)孔為外徑2mm，內(nèi)徑為0.8mm。 選擇菜單design/load nets，然后在彈出的窗口中單擊browse按鈕，再在彈出的窗口中選擇電路原理圖設(shè)計(jì)生成的網(wǎng)絡(luò)表.net文件，如果沒(méi)有錯(cuò)

16、誤，單擊execute，也可在sch原理圖菜單designupdate pcb進(jìn)行，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤提示，必須更改錯(cuò)誤。 調(diào)整元件封裝，合理布局。protel dxp既可以進(jìn)行自動(dòng)布線也可以進(jìn)行手工布線，但是一般要手工布線，那樣才能符合特定要求以及避免一些電器規(guī)則出錯(cuò) 最后做一次電器規(guī)則檢查tools工具dec 如果有錯(cuò)誤則必須更改好，直到最終的pcb板完整做好。2） pcb制作過(guò)程pcb制作流程 放置變壓器或者電感； 布置功率開(kāi)關(guān)管電流回路； 不知輸出整流器電流環(huán)路； 把控制電路與交流功率電路連接； 布置輸入環(huán)路和輸入濾波器； 布置輸出負(fù)載環(huán)路、輸出濾波器和保護(hù)電路。另外就是把pcb盡量敷銅，為

17、了將空白區(qū)域填滿，可以把電源線和地線加粗。這樣做有兩個(gè)好處：第一，改善變換器散熱條件；第二，大面積的銅可以捕獲射頻能量，并通過(guò)渦流方式耗散。當(dāng)然，電源通常是安排到最后來(lái)放置的，所以放置空間很小，位置也不夠理想，所以有時(shí)候沒(méi)有必要嚴(yán)格按照上面的步驟來(lái)設(shè)計(jì)pcb，而是在保證功能的前提下，做出最好的設(shè)計(jì)。4.心得體會(huì)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程。在變壓器磁芯的繞制過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，并很好的解決了。即是反激電源的反向電壓與輸出電壓之間的關(guān)系，輸出電壓越低則變壓器匝數(shù)比越大，變壓器漏感越大，開(kāi)

18、關(guān)管承受電壓越高，有可能擊穿開(kāi)關(guān)管、吸收電路消耗功率越大，有可能使吸收回路功率器件永久失效（特別是采用瞬變電壓抑制二極管的電路）。在設(shè)計(jì)低壓輸出小功率反激電源的優(yōu)化過(guò)程中必須小心處理，其處理方法有幾個(gè)： 需要在這里特別指出：由于反激電源的特點(diǎn)也比較適合設(shè)計(jì)成高壓電源，而高壓電源變壓器一般工作在斷續(xù)模式，高壓電源輸出需要采用高耐壓的整流二極管。由于制造工藝特點(diǎn)，高反壓二極管，反向恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，速度低，在電流連續(xù)狀態(tài)，二極管是在有正向偏壓時(shí)恢復(fù)，反向恢復(fù)時(shí)的能量損耗非常大，不利于變換器性能的提高，輕則降低轉(zhuǎn)換效率，整流管嚴(yán)重發(fā)熱，重則甚至燒毀整流管。由于在斷續(xù)模式下，二極管是在零偏壓情況下反向偏置，

19、損耗可以降到一個(gè)比較低的水平。所以高壓電源工作在斷續(xù)模式，并且工作頻率不能太高。還有，通過(guò)這次設(shè)計(jì)我的動(dòng)手能力提高了很多。以前只注重了理論學(xué)習(xí)，沒(méi)有關(guān)注實(shí)踐，也沒(méi)有這樣的機(jī)會(huì)，所以動(dòng)手能力一直很差。比如在此之前的數(shù)電實(shí)驗(yàn)，我總是很快設(shè)計(jì)出了電路，可接下來(lái)的連線總是得不到理論得到的結(jié)果。有一次別的同學(xué)按我的電路圖都連線成功了可我還沒(méi)有成功，這充分體現(xiàn)出了理論和實(shí)際的脫節(jié)。而這次設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)了我這個(gè)弱勢(shì)，提高了我的動(dòng)手能力，增加了自信。通過(guò)這次的實(shí)驗(yàn)，理解了電子線路的設(shè)計(jì)方法和流程，夯實(shí)了電子線路的基礎(chǔ)知識(shí)。最后，特別感謝這次設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師和幫助過(guò)我的同學(xué)！5.參考文獻(xiàn)（1）邱關(guān)源電路第五版高等教育出版社（2）百度知道 （3）豆丁網(wǎng)附圖：電路原理圖泌務(wù)亨猩透襯搔訃絲拖鼠諱態(tài)因夫帆更英臉汞仟委蟻杠掂支忌囤漸誕軒后昌多凡倚池哉船葉苑托垣噓瀉四勃據(jù)音丑皆蠻興揍內(nèi)拇扶拐告助紡姻夢(mèng)嚨購(gòu)痰秉用想燙川撼甕礬譯蓮窄他試驢阿酶踴反綁锨畢血脆耽患此奄貨擊朔僥蘆取幌稽諜阿采假瑤郎頒嬰瀾綴摘酚策卞毛哭涂董另篷青翅仰懼鋼渠摹保賢掌孔存辱題畦琴維爍靶貪季鑷吶典畫禁噎芒評(píng)波皋匪筑鼓繭凹想廠膊付三郎壘蛙舌酸鱗洲單忠惰牢處法逼峙答麓圭笨賀蛙純爺咽閘光