串聯(lián)型二路輸出直流穩(wěn)壓電源

1、 課程設(shè)計說明書課程設(shè)計名稱： 模擬電路課程設(shè)計課程設(shè)計題目： 設(shè)計制作一串聯(lián)型二路輸出直流穩(wěn)壓電源 學(xué) 院 名 稱： 信息工程學(xué)院 專業(yè)： 電子信息工程 班級： 學(xué)號： 姓名： 評分： 教師： 2013 年 9 月 30 日 模擬電路 課程設(shè)計任務(wù)書20 13 20 14 學(xué)年 第1學(xué)期第 1 周 4周 題目設(shè)計制作一串聯(lián)型二路輸出直流穩(wěn)壓正電源電路內(nèi)容及要求設(shè)計制作一串聯(lián)型二路輸出直流穩(wěn)壓正電源電路 一路輸出直流電壓12V；另一路輸出512V連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源； 輸出電流IOm=200mA；穩(wěn)壓系數(shù)Sr0.05；進(jìn)度安排2013.9.10-2013.9.17：布置課題，查閱資料，方案分析

2、并進(jìn)行電路仿真；2013.9.18-2013.9.25：完成系統(tǒng)的制作、焊接、調(diào)試；2013.9.25-2013.9.30：設(shè)計結(jié)果檢查，完成設(shè)計報告。學(xué)生姓名：姜官男指導(dǎo)時間：2013.9.3-2013.9.30指導(dǎo)地點(diǎn)： E 樓 311室任務(wù)下達(dá)20 13年 9月 2 日任務(wù)完成2013年 9 月 25日考核方式1.評閱 2.答辯 3.實際操作 4.其它指導(dǎo)教師張華南系（部）主任賈杰注：1、此表一組一表二份，課程設(shè)計小組組長一份；任課教師授課時自帶一份備查。2、課程設(shè)計結(jié)束后與“課程設(shè)計小結(jié)”、“學(xué)生成績單”一并交院教務(wù)存檔。摘要隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，各種各樣的電子設(shè)備隨之產(chǎn)生。電子

3、設(shè)備一般都需要直流電源提供電。這些直流電除了少數(shù)直接利用于電池和直流發(fā)電機(jī)外，大多數(shù)是采用把交流電（市電）轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷闹绷鞣€(wěn)壓電源。直流電源應(yīng)用非常廣泛，其好壞直接影響著電氣設(shè)備或控制系統(tǒng)的工作性能，目前，市場上各種直流電源的基本環(huán)節(jié)大致相同，都包括交流電源、交流變壓器(有時可以不用)、整流電路、濾波穩(wěn)壓電路等電網(wǎng)供給的交流電壓U1（220V，50HZ）經(jīng)電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓，再用濾波器濾去其交流分量，就可得到比較平直的直流電壓。但這樣的直流輸出電壓，還是會隨交流電網(wǎng)電壓的波動或負(fù)載的變動而變化。在對直流供點(diǎn)要求比較高的場合，還需要使用穩(wěn)壓電路，一保證輸出直流電壓更加

4、穩(wěn)定。整流電路是將工頻交流電轉(zhuǎn)為具有直流電成分的脈動直流電。濾波電路是將脈動直流中的交流成分濾除，減少交流成分，增加直流成分。穩(wěn)壓電路對整流后的直流電壓采用負(fù)反饋技術(shù)進(jìn)一步穩(wěn)定直流電壓。 這次課程設(shè)計所做的，就是一個簡易的串聯(lián)型直流電源。它可以直接接在220V的交流電上而輸出一穩(wěn)定的，符合實驗要求的直流電壓。這次實驗，不僅考察我們課本上的理論知識，還考察了我們的實際動手能力以及將理論轉(zhuǎn)化為實際的一種能力，對我們以后有很大幫助。（關(guān)鍵詞：穩(wěn)壓、直流、電源、串聯(lián)）目 錄l 第一章、設(shè)計內(nèi)容及其要求········

5、83;·····················5l 第二章、系統(tǒng)設(shè)計方案··························&#

6、183;·······6l 第三章、系統(tǒng)組成及其工作原理··························8l 第四章、單元電路設(shè)計、參數(shù)計算、器件的選擇·········

7、83;···9l 第五章、實驗、調(diào)試及測試結(jié)果與分析·····················10l 結(jié)論·····················&

8、#183;···························11l 參考文獻(xiàn)·····················

9、;························12l 附錄一························

10、3;······················13l 附錄二··························

11、83;····················18第一章、設(shè)計內(nèi)容及其要求內(nèi)容：設(shè)計制作一串聯(lián)型二路輸出直流穩(wěn)壓正電源電路要求：路輸出直流電壓12V，另一路輸出512V連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源； 輸出電流Iom=200mA； 穩(wěn)壓系數(shù)Sr0.05；目的：1學(xué)習(xí)基本理論在實踐中綜合運(yùn)用的初步經(jīng)驗，掌握模擬電路設(shè)計的基本方法、設(shè)計步驟，培養(yǎng)綜合設(shè)計與調(diào)試能力。2學(xué)會直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計方法和性能指標(biāo)測試方法

12、。3培養(yǎng)實踐技能，提高分析和解決實際問題的能力。第二章、系統(tǒng)設(shè)計方案1. 方案一：因為我們是為了將交流220V轉(zhuǎn)化為直流12V，首先考慮的是使用一個晶體管和一個穩(wěn)壓管，連上合適的電阻，通過晶體管和穩(wěn)壓管的性質(zhì)得到符合要求的電壓。因為所選實驗是二路的，一路要求輸出一恒定電壓，另一路要求輸出可調(diào)電壓。故為實現(xiàn)第二路的要求，我們可以改變輸入電壓的大小從而改變輸出電壓的大小，從而達(dá)到可調(diào)這一要求。2. 方案二：我們首先對輸入電壓進(jìn)行降壓，然后用單相橋式二極管對其進(jìn)行整流，整流后利用電容的充放電效應(yīng)，用電解電容對其進(jìn)行濾波，將脈動的直流電壓變?yōu)楦悠交闹绷麟妷?，通過三端穩(wěn)壓器的輸入輸出關(guān)系調(diào)整系數(shù)，保

13、持輸入電壓為直流19V。然后將這分為兩路，一路通過三端穩(wěn)壓器LM7812，通過7812的作用直接得到一電壓值為12V的恒定電壓。另一路通過三端穩(wěn)壓器LM317，同樣通過它的作用，再利用電位器的調(diào)節(jié)改變電阻，從而使輸出電壓可在要求范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。3. 方案比較：首先考慮的方案一，然而卻遇到了一些問題，方案中穩(wěn)壓管的電流無法具體分析每一時刻的大小，因為它會隨著輸入電壓的改變而變化，從而在選擇相關(guān)元器件參數(shù)時會有很大麻煩。于是請教指導(dǎo)老師，在指導(dǎo)老師的幫助下，通過查找課外相關(guān)資料，最終選擇方案二。方案二系數(shù)容易控制，并且輸出電壓和電流可以直接的達(dá)到實驗要求，可以減少使用元器件的數(shù)量。第三章、系統(tǒng)組成及其

14、工作原理 整個系統(tǒng)有五部分組成：交流電源、降壓部分、整流電路、濾波電路還有穩(wěn)壓電路。交流電源：為家用220V交流電源。降壓部分：通過變壓器作用，將220V電壓降為一個較小些的電壓，作為后面部分的輸入電壓。整流電路：將上一級輸入的交流電壓通過全波整流作用，使之成為一周期減半的正電壓，如左圖：濾波電路：將上一級整流電路中得到的正向交流電壓濾去交流部分，作為下一級穩(wěn)壓電路的輸入電壓，如右圖：穩(wěn)壓電路：上一級電容的濾波，所得的電壓并不是穩(wěn)定的，從濾波圖中也可以看出，故需要通過穩(wěn)壓器的作用，從而使輸出的電壓為一穩(wěn)定不變的電壓！實驗原理圖：第四章、單元電路設(shè)計、參數(shù)計算、器件的選擇 通過自己的初步設(shè)計，指

15、導(dǎo)老師的幫助以及查詢相關(guān)的資料，最終確定了各部分組成，元器件的選擇以及相關(guān)參數(shù)。一、 單元電路的設(shè)計 降壓部分：使用一個不同變壓器來實現(xiàn)降壓。整流電路：選用一個橋堆來對輸入的交流電壓進(jìn)行整流。濾波電路：根據(jù)電容的特性，我們選用它來進(jìn)行濾波。同時，為了濾波的效果更好 ，我們選用一個為大電容值的電容。穩(wěn)壓電路：根據(jù)方案的選擇，我們二路的穩(wěn)壓電路分別選用了LM7812和LM317。二、 參數(shù)計算和器件選擇 由于在領(lǐng)取元器件時，只有220V12V的，故經(jīng)過降壓后電壓為Ui=12V；整流之后電壓U1=12×0.9=10.8V；濾波是我們應(yīng)該選用一個大電容，所以選取了一個100uf的；穩(wěn)壓部分，

16、如圖，根據(jù)所知的穩(wěn)壓管的相關(guān)資料，左圖中C3和右圖中的C1電容要求為不超過1uf,我們選用了0.33uf的，同樣，左圖C2和右圖C3電容要求選用1-10uf的，我們選用了1uf的。在第一路輸出端選用了一個120的電阻。對于第二路，輸出電壓為：Uo=1.25（1R2÷R1）,并且由于R10.83K，R223.74K，所以選擇R1為200，R2為2K。為保證輸出最小電壓與要求的5V差不多，故用一510電阻與電位器R2串聯(lián)。第五章、實驗、調(diào)試及測試結(jié)果與分析 在查閱完相關(guān)資料，進(jìn)行大量原理研究后我們決定采用方案二進(jìn)行實驗，列出自己的原件清單后，然后開始了原件的焊接，對照原理圖仔細(xì)檢查理解后

17、進(jìn)行焊接，第一次在焊接完電路以后，確認(rèn)電路無虛焊，電路圖沒有問題后，開始進(jìn)行調(diào)試。在連接變壓器進(jìn)行測試時，由于實驗器材所采用的的電阻器和電容功率太小，電路中電流太大，導(dǎo)致470uf電容被擊穿，電阻發(fā)燙明顯，實驗未能成功過。所以采取新的措施，因為學(xué)校無法提供符合要求的電阻。為了降低電流，所以采用電阻功率稍大的電阻，而且適當(dāng)?shù)奶岣唠娮璧淖柚?。于是我們將電路進(jìn)行了改進(jìn)，將輸出電阻換成一個大電阻。然后開始焊接，檢查電路無虛焊，電路沒有連接錯誤后。我們開始了進(jìn)行第二次調(diào)試，連接上電壓器后各元件均無發(fā)燙和電容擊穿現(xiàn)象，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，我們測得輸入變壓器后的交流電壓為12.7v ，電路一端測得輸出12.0

18、3v的穩(wěn)定直流電壓，另一端測得電壓為5.0V，調(diào)節(jié)電位器?？梢暂敵?.7v-12.03V的連續(xù)可調(diào)的可變直流電壓。穩(wěn)壓系數(shù)和電流都已基本達(dá)到實驗的要求。結(jié)果如表輸入電壓固定端輸出電壓可調(diào)端輸出電壓最小值可調(diào)端輸出電壓最大值12.7V12.03V4.70V12.03V實驗誤差分析：（1）萬用表的測量不是十分精準(zhǔn) （2）電路元件參數(shù)存在誤差。 （3）變壓器降壓達(dá)不到要求。 （4）儀器測量誤差。結(jié)論實驗結(jié)果：輸入電壓固定端輸出電壓可調(diào)端輸出電壓最小值可調(diào)端輸出電壓最大值12.7V12.03V4.70V12.03V 本次課程設(shè)計設(shè)計制作一串聯(lián)型可調(diào)二路輸出直流穩(wěn)壓正電源電路，經(jīng)過實驗前的方案設(shè)計及仿真

19、、電路的焊接及成品測試，制作成品達(dá)到了輸出電流最大值約為200mA；一路輸出12.03V,一路輸出4.70V12.03V可調(diào)；穩(wěn)壓系數(shù)小于0.05的效果。在誤差允許的范圍內(nèi)與實驗要求基本一致，實驗成功。 在本次課程設(shè)計當(dāng)中，雖然有點(diǎn)小失誤，考慮不夠周全，導(dǎo)致電容擊穿，但是正因為如此我們也提高了發(fā)現(xiàn)自身改正錯誤并且積極尋找改正錯誤的能力，再查閱大量資料后有了堅實的理論基礎(chǔ)上，并且進(jìn)行實踐，充分的鍛煉了自身的動手能力和解決電路問題的能力，對自身的綜合能力有了很大的提高。而且從Multisim軟件的學(xué)習(xí)，到課題方案的設(shè)計，再到實驗電路的仿真，最后到實際電路的調(diào)試，無處不表現(xiàn)出團(tuán)隊精神的重要性。尤其是電路的焊接方面，組員之間的溝通、配合及分工的合理性。只有這樣，才能將事情做到精益求精，做任何事當(dāng)如此。此外,還要感謝指導(dǎo)老師的提點(diǎn),讓實驗得以順利的完成。參考文獻(xiàn)1、 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分（第五版）. 北京：高等教育出版社.2006.1(5)2、鄧謙,劉清平