上海大學(xué)生產(chǎn)實(shí)習(xí)5V直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)報(bào)告材料

1、實(shí)用文檔生產(chǎn)實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)報(bào)告5V直流穩(wěn)壓電源仿真及制作上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院自動(dòng)化系電氣工程及其自動(dòng)化姓名:*學(xué)號(hào):*指導(dǎo)老師:*2021年7月7日文案大全實(shí)用文檔目錄第1章直流穩(wěn)壓電源簡(jiǎn)介 11.1 定義11.2 直流穩(wěn)壓電源的構(gòu)成11.3 直流穩(wěn)壓電源的分類1第2章直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)及仿真 22.1 設(shè)計(jì)目的及要求22.2 設(shè)計(jì)步驟及思路22.2.1 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)思路 22.2.2 直流穩(wěn)壓電源原理 22.3 方案論證仿真 32.3.1 總體方案確定 32.3.2 各過(guò)程仿真及確定 42.3.3 總體電路圖 10第3章直流穩(wěn)壓電源制作 103.1 元器件選擇和電路參數(shù)計(jì)算說(shuō)明 1 03.2 電源

2、制作及實(shí)物圖11心得體會(huì)13文案大全實(shí)用文檔第1章直流穩(wěn)壓電源簡(jiǎn)介1.1 定義穩(wěn)壓電源是能為負(fù)載提供穩(wěn)定交流電源或直流電源的電子裝置.包括交流穩(wěn)壓電源和直流穩(wěn)壓電源兩大類.本報(bào)告討論直流穩(wěn)壓電源的仿真與設(shè)計(jì).直流穩(wěn)壓電源是一種利用市電為小型電子設(shè)備 負(fù)載供電或充電,能為其提供穩(wěn)定 直流電源的電子裝置.直流穩(wěn)壓電源的供電電源大都是交流電源, 當(dāng)交流供電電源的 電壓或負(fù)載電阻變化時(shí),穩(wěn)壓器的直流輸出電壓根本能夠保持穩(wěn)定.1.2 直流穩(wěn)壓電源的構(gòu)成許多電子產(chǎn)品如電視機(jī)、電子計(jì)算機(jī)、音響設(shè)備等都需要直流電源,電子儀器也 需要直流電源,實(shí)驗(yàn)室更需要獨(dú)立的直流電源.為了提升電子設(shè)備的精度及穩(wěn)定性, 在直流

3、電源中還要參加穩(wěn)壓電路,因此稱為直流穩(wěn)壓電源.典型的直流穩(wěn)壓電源主要 由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路等幾局部構(gòu)成.電源變壓器把50Hz的交流電網(wǎng)電壓變成所需要的交流電壓；整流電路用來(lái)將交流電變換為單向脈動(dòng)直流 電；濾波電路用來(lái)濾除整流后單向脈動(dòng)電流中的交流成分即波紋電壓 ,是指成為 平滑的直流電；穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)輸入交流電網(wǎng)電壓波動(dòng)、 負(fù)載及溫度變化時(shí),維 持輸出直流電壓的穩(wěn)定.1.3 直流穩(wěn)壓電源的分類目前生產(chǎn)直流穩(wěn)壓電源種類很多,可以從不同的角度分類：1,依穩(wěn)定方式：參數(shù)型如穩(wěn)壓管+電阻、反應(yīng)型如調(diào)整管+差放；2,依工作狀態(tài)：線性電源、開(kāi)關(guān)電源；3,依連接方式：串聯(lián)型、并聯(lián)型

4、.4,按作用器件：電子管穩(wěn)壓器、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓器、晶體管穩(wěn)壓器、可控硅穩(wěn)壓器文案大全實(shí)用文檔第2章直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)及仿真2.1 設(shè)計(jì)目的及要求(1)學(xué)習(xí)根本理論在實(shí)踐中綜合運(yùn)用的初步體驗(yàn),掌握模擬電路設(shè)計(jì)的根本方法、設(shè)計(jì)步驟,培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)與調(diào)試水平；(2)培養(yǎng)實(shí)踐技能,提升分析和解決實(shí)際問(wèn)題的水平；(3)設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu),選擇電路元件,計(jì)算確定元件參數(shù)；2.2 設(shè)計(jì)步驟及思路2.2.1 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)思路電網(wǎng)供電電壓交流220V (有效值)50Hz,要獲得低壓直流輸出,首先必須采 用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓.降壓后的交流電壓,通過(guò)整流電路變成單向直流電, 但其幅度變化大(即脈動(dòng)

5、大).由于此脈動(dòng)的直流電壓還含有較大的紋波,須經(jīng)過(guò)濾波電路變成平滑,脈動(dòng)小的直流電,即將交流成分濾掉,保存其直流成分.濾波后的直流電壓,再通過(guò)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓,便可得到根本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出,供應(yīng)負(fù)載Rl02.2.2 直流穩(wěn)壓電源原理直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置,它 需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成,見(jiàn)圖 2.1和圖2.2.文案大全實(shí)用文檔2.3 方案論證仿真2.3.1 總體方案確定老師給出5V或3.3V電源可供選擇,我選擇制作5V穩(wěn)壓電源.查閱資料得知, 總體方案有兩種,即采用集成運(yùn)放和分立元件組成的串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源;采用三端集成穩(wěn)

6、壓電路實(shí)現(xiàn).比擬下來(lái),方案一電路簡(jiǎn)單,容易實(shí)現(xiàn),本錢(qián)低,可以到達(dá)技術(shù)要求,與所學(xué)的 知識(shí)結(jié)合緊密；方案二電路比一更簡(jiǎn)單,采用三端集成穩(wěn)壓芯片更易實(shí)現(xiàn),本錢(qián)低, 能到達(dá)技術(shù)要求,但與所學(xué)知識(shí)結(jié)合不緊密,有違老師讓我們制作的初衷.所以我決 定采用方案一.文案大全實(shí)用文檔2.3.2 各過(guò)程仿真及確定1,電源變壓器：是降壓變壓器,它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓,并送給整流電路,變壓器的變化由變壓器的副邊電壓確定.由于想要制作5V穩(wěn)壓電源,所以選擇變壓到6V 有效值左右.圖2.3加變壓器電路圖圖2.4加變壓器后的波形比擬文案大全實(shí)用文檔由圖中可以看出,經(jīng)變壓器后,電壓峰值降至8.576

7、V左右,換算成有效值即為6.064V,符合要求.2,整流電路：利用單向?qū)щ娫?把50Hz的正弦交流電變換成脈動(dòng)的直流電.方案一：?jiǎn)蜗喟氩ㄕ麟娐稤3rYYYYY1 . 63單相半波整流簡(jiǎn)單,使用器件少,它只對(duì)交流電的一半波形整流,只要橫軸上面 的半波或者只要下面的半波.但由于只利用了交流電的一半波形,所以整流效率不高, 而且整流電壓的脈動(dòng)較大,變壓器的利用率低.由于半波整流電路只利用電源的正半 軸,電源的利用效率非常低,所以半波整流電路僅在高電壓 .小電流等少數(shù)情況下使 用,一般電源電路中很少使用.文案大全實(shí)用文檔方案二：?jiǎn)蜗嗳ㄕ麟娐酚捎趯?duì)multisim軟件的使用不是很熟練,無(wú)法找到中

8、央抽頭加到變壓器的次級(jí), 因而沒(méi)有能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全波整流的仿真,只能用理論波形圖代替討論.圖2.7全波整流電路圖使用的整流器件較半波整流時(shí)多一倍,整流電壓脈動(dòng)較小,比半波整流小一半 方案三：?jiǎn)蜗鄻蚴秸麟娐肺陌复笕珜?shí)用文檔圖2.9全橋整流電路圖圖2.10全橋整流波形分析：電源在正半周時(shí),T1次級(jí)上端為正下端為負(fù),整流二極管 13端和24端 導(dǎo)通,電流由變壓器T1次級(jí)上端經(jīng)過(guò)13,24回到變壓器T1次級(jí)下端：由圖可以看出 在電源負(fù)半周時(shí),T1上端為負(fù)下端為正,整流二極管 14和23導(dǎo)通,電流由變壓器 T1次級(jí)下端經(jīng)過(guò)14,23回到變壓器B1次級(jí)上端.負(fù)載倆端的電壓始終是上正下負(fù), 其波形與全波時(shí)一致

9、.文案大全實(shí)用文檔使用的整流器件較全波整流時(shí)多一倍, 整流電壓脈動(dòng)與全波整流相同,每個(gè)器件 所承受的反向電壓為電源電壓峰值,變壓器利用率較全波整流電路高.綜合3種方案的優(yōu)缺點(diǎn)：決定選用方案三.3,濾波電路：濾波電路分為電容和電感濾波,由于所設(shè)計(jì)的電源負(fù)載電流不大,所以放棄電感濾波,選擇電容濾波,并結(jié)合了課堂所學(xué)RC8波的知識(shí),仿真如圖:圖2.11 濾波電路圖Channel A 6669 V 6,689 V20.134 mVChannel B -3-272 mV8,579 V a.533VTime210,000 ms245,227 rrs35,227msSav史圖2.12濾波波形圖比擬由圖中可以

10、看出,經(jīng)過(guò)濾波電壓根本輸出穩(wěn)定的直流量,濾波效果較佳.4,穩(wěn)壓電路：雖然濾波后已經(jīng)可以得到較為平整的直流電壓,但是其受到交流 電壓及負(fù)載變化的影響而不穩(wěn)定,因此需要進(jìn)行穩(wěn)壓.本次設(shè)計(jì)采用穩(wěn)壓二極管進(jìn)行 穩(wěn)壓,仿真如圖：文案大全實(shí)用文檔12k0 ：-C2 ：C% _ ±100nF lOOOpPT(C1 :±1Q0n： D2R1 ： 10KQR35.6kO1N473$A 1 ,1 ,.tx?J " " I " * J LED圖2.13穩(wěn)壓電路圖Iifne HO. 000 ms 464,621 m& 24.621msChannel_AChan

11、ne1_B5.009 V773.697uV5.009 V8.548 V-9,969 uV8.549 V圖2.14穩(wěn)壓后的波形分析：圖中可以看出經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓可以得到相當(dāng)穩(wěn)定的直流電壓文案大全實(shí)用文檔2.3.3 總體電路圖第3章直流穩(wěn)壓電源制作3.1 元器件選擇和電路參數(shù)計(jì)算說(shuō)明1、變壓器的選擇在電容濾波的整流電路中,變壓器次級(jí)線圈除供應(yīng)負(fù)載電流外,還要向電容充電. 由于充電時(shí)的電流瞬時(shí)值很大,因此通過(guò)變壓器次級(jí)線圈的電流平均值雖然等于1=,但通過(guò)變壓器次級(jí)線圈的有效值I2要比1=大,I2和1 =的關(guān)系決定于電流脈沖波型的形 狀,波型愈小,有效值愈大.由于一般這種整流電路后面都要用穩(wěn)壓電路,因此估算

12、已能解決實(shí)際問(wèn)題,而沒(méi)有必要再作繁瑣的精確計(jì)算.2、整流電路中的二極管的選擇變壓器的副邊電壓U2=8.5V橋式整流電路中的二極管承受的最高反向電壓為：8.5橋式整流電路中二極管承受的最高平均電流為：0.3查手冊(cè)選整流二極管IN4007,其參數(shù)為：反向擊穿電壓 UBR=1000V>16V,最大整流電流IF=1.0A>0.3A3、濾波電路中濾波電容的選擇參考查閱資料后可得電解電容采用1000瓷片電容采用0.1心F.4、元器件清單文案大全實(shí)用文檔元件規(guī)格數(shù)量變壓器220V 轉(zhuǎn) 6V1全橋二極管1N40074電角單電容1000aF1瓷片電容0.1 aF2接插頭1電阻10K1電阻1.2K1電

13、阻5.1K1Led1保險(xiǎn)絲13.2 電源制作及實(shí)物圖根據(jù)之前仿真的電路圖進(jìn)行制作, 在實(shí)際制作過(guò)程中,我在變壓器原邊加了保險(xiǎn)絲以保護(hù)電路,預(yù)防負(fù)載由于意外而損毀.并且在穩(wěn)壓二極管后串聯(lián)一個(gè)led燈來(lái)指示是否有電壓,給人直觀地印象.具體實(shí)物如圖：I 瓦.Ag 的Wtr 尸%誣¥號(hào)皿W0向1懈!<4£和 電源變壓器6V潭圳市才資電子圖3.1 正面圖文案大全實(shí)用文檔OOOOOOOO OGC r -:鏟 JOOOOOOOOOOOOG . C> 0 求 OOOOOOOOOOr；r,G* -o JOOOOOOOOOOOOOOOOQ e ooooooooooooooooon

14、(oooooooooooooooood CQO 0000 0 0 000 0 00,00 0 產(chǎn);ooocooyfc Dy 風(fēng)門(mén) ooo©I J i-r1 = - X»OC .SOOOOOOOOCOOOCCH i -OOOOO/ OO0OOO0O 11oooor joooooooo - - o q 0O OQ口O0.OOQ, i：8O, OOOOOOOOQ -fQC JO OO OO O O G G 1 j圖3.2反面圖圖3.3工作時(shí)亮燈指示圖3.4 工作電壓4.96V文案大全實(shí)用文檔經(jīng)萬(wàn)用表測(cè)試可得,工作電壓為 4.96V.心得體會(huì)本次的直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)制作,培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用課本理論解決實(shí)際問(wèn)題的能 力；我覺(jué)得這次設(shè)計(jì)對(duì)我的幫助是很大的, 它需要我們將學(xué)過(guò)的理論知識(shí)與實(shí)際系統(tǒng) 地聯(lián)系起來(lái),增強(qiáng)我們對(duì)學(xué)過(guò)的知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用水平.在設(shè)計(jì)過(guò)程中,我通過(guò)查閱有關(guān)資料,與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)等方式,使自己學(xué) 到了不少知識(shí),也經(jīng)歷了不少艱辛,但收獲同樣巨大.在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東 西,也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的水平,樹(shù)立了對(duì)自己工作水平的信心,相信會(huì)對(duì)今后的學(xué) 習(xí)工作生活有非常重要的影響.而且大大提升了動(dòng)手的水平,使我充分體會(huì)到了在創(chuàng) 造過(guò)程中探