±12V直流穩(wěn)壓電源設(shè)計與仿真

1、成績齊魯理工學(xué)院課程設(shè)計說明書（論文）題目± 12v直流穩(wěn)壓電源設(shè)計與仿真課程名稱模擬電子技術(shù) 二級學(xué)院機電工程學(xué)院 專業(yè)通信工程級通信一班學(xué)生姓名韓登志號 201310537017設(shè)計地點d102指導(dǎo)教師臧紅巖設(shè)計起止時間：2015年1月5 口至2015年1月9 口機電工程學(xué)院模擬電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計（論文）名稱：士 12v直流穩(wěn)壓電源設(shè)計與仿真 專業(yè)：通信工程學(xué)生姓名:韓登志指導(dǎo)教師：臧紅巖下達(dá)時間:2015.1.5一、課程設(shè)計任務(wù)：1 .運用模擬電子技術(shù)的理論知識設(shè)計一種雙向電壓輸出的直流穩(wěn)壓電源， 輸出電壓為±12v。2. 測出設(shè)計電路的輸出電阻；3. 測出設(shè)

2、計電路的穩(wěn)壓系數(shù)，并將穩(wěn)壓系數(shù)減到最?。?. 學(xué)習(xí)電路仿真過程，繪制電路圖，進(jìn)行基本的仿真試驗對設(shè)計的電路進(jìn) 行性能分析。二、課程設(shè)計的基本要求：1. 能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計任務(wù)的基本功能；2. 至少設(shè)計兩種電源的實例，并論證方案；3. 要求依據(jù)要求運用模擬電子技術(shù)的理論設(shè)計、制定實驗方案，并撰寫 課程設(shè)計論文要求符合模板的相關(guān)要求，字?jǐn)?shù)要求4000字以上。目錄一、設(shè)計任務(wù)與要求1二、總體方案設(shè)計1三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算1四、總原理圖及元器件清單3五、安裝與調(diào)試（或者仿真與調(diào)試）4六、性能測試與分析：5七、結(jié)論與心得：6八、參考文獻(xiàn)6±12v直流穩(wěn)壓電源設(shè)計與仿真一、設(shè)計任務(wù)與要求1. 輸

3、入工頻220v交流電的情況下，固定電壓輸出：+12vo2. 設(shè)計電路結(jié)構(gòu)，選擇電路元件，計算確定元件參數(shù)，畫出實用原理電路圖。3. 自擬實驗方法、步驟及數(shù)據(jù)表格，提出測試所需儀器及元器件的規(guī)格數(shù)量。4. 在實驗室multisim軟件上閫出電路閣，并仿真和調(diào)試，測試其主耍性能參數(shù)。二、總體方案設(shè)計1. 由輸出電壓，電流，確定穩(wěn)路電壓形式。通過計算極限參數(shù)選擇器件；2. 由穩(wěn)路電壓耍求的直流電壓，直流電流確定整流濾波電路形式；3. 選擇整流二極管及濾波電容并確定副邊電壓的宥效值，電流的宥效值及變壓器的 功率。三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算1. 電源變壓器單元電路設(shè)計：穩(wěn)壓電源變壓器t的作用是將交流電壓

4、變換成整流濾波電路所需耍的交流電壓ui, 變壓器的副邊與原邊的功率比為p2/pl=ri。電源變壓器的主要功能是功率傳送，電壓變 換和絕緣隔離。tr變壓器的電路圖符號參數(shù)計算，如:u2=12v+3v=15v;考慮電網(wǎng)電壓波動10%, u2=15xl. 1=16. 5v, ui： u2=220:16.5,由此得到變壓器變比為0. 075。2. 整流電路單元的設(shè)計:它的作用還將交流電網(wǎng)電網(wǎng)電壓vi變成整流電路要求的交流電壓v2=sint,是耍求 直流供電的負(fù)載電阻，四只整流二極管-接成電橋的形式，故宥橋式整流電路之稱。不 圖是特它的簡化畫法。整流橋的，的連接處稱為共陰極，用“ + ”標(biāo)記，即電流從此

5、流 出，連接處稱為共陽極，用標(biāo)記，其他兩點表示接交流電源用標(biāo)記。通過負(fù)載的電流以及電壓的波形如下圖所示，敁然它們都是單方向的全波脈動波 形。負(fù)載上直流電壓和直流電流的計算：直流電壓為：9i/2；tt直流電流力：了2;在橋式整流電路中，二極管，和，是兩兩輪流導(dǎo)通的，所以流經(jīng)每個二極管的平均電流為=1 z3. 濾波電路單元設(shè)計：濾波電路濾波電路是用于整流輸出的紋波，一般由電抗元件組成。為此濾波方式又 分為電容濾波和電感濾波。濾波電容濾除波紋ui.ui與交流電壓u2的關(guān)系為：ui=(l. 1-1. 2)u2。每支整流二極管的最大反向電壓=u2。式屮k為整流濾波電路的負(fù)載電阻，為電容提供放電回路，kc

6、放電時間常數(shù)應(yīng)該 滿足 rc= (3-5) t/2,公式中 t=20ms。(a)(b)(c)稔壓電路：由于輸入電壓ul發(fā)生波動、負(fù)載和溫度發(fā)生變化時，濾波電路輸出的直流電壓ut 會隨著變化。因此，為y維持輸出電壓ui穩(wěn)定不變，還需加一級穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路 的作用是當(dāng)外界因素(電網(wǎng)電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度)發(fā)生變化時，能使輸出直流電壓不 受影響，而維持穩(wěn)定的輸出。穩(wěn)壓電路一般采用集成穩(wěn)壓器和一些外圍元件所組成。采 用集成穩(wěn)壓器設(shè)計的穩(wěn)壓電源具宥性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單等cto穩(wěn)壓總原理及元器件清單1. 總原理圖:2.元件淸單:元件序號型號主耍參數(shù)數(shù)量備注變壓器12v1led指示燈1整流橋2a1三端穩(wěn)壓芯片

7、lm371, lm7805lm7905各一個散熱片2片電位器4. 7 t1極性電容220uf2個電阻若干電容若干五、安裝與調(diào)試（或者仿真與調(diào)試）1. 整流濾波電路的安裝：首先應(yīng)在變壓器的副邊電壓接入保險絲fu,以防電源輸出端短路損壞變壓器或其 他元件,整流濾波電路主要檢查整流二極管是否接反，否則會損壞變壓器。檢查無誤后， 通電測試（可用調(diào)壓器逐漸將輸入交流電壓升到220v）用滑線變阻器作等效負(fù)載，用 示波器觀察輸出是否止常。2. 穩(wěn)壓部分的安裝：集成穩(wěn)壓器耍安裝適當(dāng)?shù)纳崞?，根?jù)散熱器的安裝的位置決定是否需耍集成穩(wěn)壓 器與散熱器之間絕緣，輸入端加直流電壓（ uj*用直流電源作輸入，也叫用調(diào)試好

8、的整流 濾波電路作輸入），滑線變阻器作等效負(fù)載，調(diào)節(jié)電位器，輸出電壓隨之變化，說明穩(wěn) 壓電路止常工作。注意檢杳在額定負(fù)載電流不的穩(wěn)壓器的發(fā)熱情況。3.仿真電路:仿真結(jié)果:六、性能測試與分析：1. 使用仿真軟件multisim對直流穩(wěn)壓電源電路進(jìn)行仿真測試：仿真的輸出結(jié)果在12v左右，測試的過程是：先調(diào)節(jié)變壓器，使輸入電壓增加10%,即vi=242v，測量此時對應(yīng)的輸出電壓vol=12.023 v，再次調(diào)節(jié)變壓器使輸入電壓減少10%，即vi=198 v時，測量輸出電壓vo2=12.021 v，在測量vi=220v時，對應(yīng)的輸 vo=12. 022vo2. 穩(wěn)壓系數(shù)：當(dāng)負(fù)載保持不變，輸出電壓相對變

9、化量與輸出電壓變化量之比的仿真結(jié)果穩(wěn)&系數(shù)測量數(shù)據(jù)口輸入+12v-12v220v12. 568-12.542242v12. 568-12.54419sv12. 567-12.5423. 誤差分析：（1）元件件本身存在誤差；（2）線路板存在的微小誤差；（3）萬用表本身的誤差。七、結(jié)論與心得：在這次的實驗設(shè)計過程屮，我初步掌握了直流穩(wěn)壓電源的調(diào)試方法，熟悉了電子技 術(shù)設(shè)計的一些基本方法和技巧，并且學(xué)會了軟件的使用，單獨的設(shè)計電路，收獲頗大。 希望以后能將內(nèi)己設(shè)計的直流穩(wěn)壓電源運用到實際應(yīng)用屮去我們即可以鞏m以前所學(xué) 的知識，又可以學(xué)習(xí)新的知識，還鍛煉了自己的動手能力。在指導(dǎo)老師們的辛勤指導(dǎo)

10、下，在同學(xué)的幫助下，通過近一段時間的努力，終于將直流 穩(wěn)壓電源制作完成y。讓我感覺到所學(xué)的知識能得到很好的應(yīng)用，鞏固y所學(xué)的專業(yè)知 識，增強了自己的動手能力，在制作計的過程中學(xué)到了很多東兩。在過程中我得到過 很多同學(xué)的幫助，以及指異老師的意見，使得我的設(shè)計圓滿完成。感謝所冇幫助過我的 老師和同學(xué)。我相信宥這些只是的積累，以盾的硬件設(shè)計道路可以走的更遠(yuǎn)。八、參考文獻(xiàn)1 康平光.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）m.北京：高等教育出版社，20062 童詩白，平成英，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）.高等教育出版社，2006機電工程學(xué)院模擬電路課程設(shè)計成績評定表專業(yè)：通信工程班級:通信工程一班學(xué)號:201310537017 姓名:韓登志課題名稱± 12v直流穩(wěn)壓