設(shè)計(jì)制作一串聯(lián)型連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓正電源電路

1、課題名稱：串聯(lián)型連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓正電源電路 所在院系：機(jī)械電子工程學(xué)院_班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：姓 名：指導(dǎo)老師：時(shí) 間：模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)制作一串聯(lián)型連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓正電源電路設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 輸出直流電壓1.5s 10V可調(diào)； 輸出電流l°m=300mA ;（有電流擴(kuò)展功能） 穩(wěn)壓系數(shù)Srw 0.05; 具有過(guò)流保護(hù)功能。設(shè) 計(jì) 要 求1. 調(diào)研、查找并收集資料。2. 總體設(shè)計(jì)。3. 硬件設(shè)計(jì)：用A4紙畫出硬件的接線圖。4. 撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書（字?jǐn)?shù)約 2500字左右）。5. 參考資料目錄參 考 資 料1、 電工電子實(shí)踐指導(dǎo)（第二版），王港兀主編，江西科學(xué)技術(shù)出版

2、社（2005）2、電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試（第二版），謝自美主編，華中理工大學(xué)出版社（2000）3、 電子線路設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)，張友漢主編，福建科學(xué)技術(shù)出版社（2000）4、555集成電路實(shí)用大全，郝鴻安等主編，上海科學(xué)普及出版社5、 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究與設(shè)計(jì)，陳兆仁主編，電子工業(yè)出版社（2000）6、 畢滿清主編，電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社。7、 用萬(wàn)用表檢測(cè)電子兀器件，杜龍林編，遼寧科學(xué)技術(shù)出版社（2001）8、 新型集成電路的應(yīng)用，梁宗善，華中理工大學(xué)出版社（2001）9、 新穎實(shí)用電子設(shè)計(jì)與制作，楊振江等編，西安電子科大出版社（2000）。班級(jí):姓名： 指導(dǎo)老師： 2015

3、年4月5日教研室主任簽字:年 月日目錄引言 4第一章方案設(shè)計(jì) 5第二章總體電路設(shè)計(jì) 7第三章總體電路的功能和性能驗(yàn)證 9第四章課程設(shè)計(jì)總結(jié) 13附表元件清單 14附錄參考文獻(xiàn) 15引言隨著社會(huì)的發(fā)展， 科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步， 對(duì)電子產(chǎn)品的性能要求也更高。 我 們做為 21 世紀(jì)的一名學(xué)電子的大學(xué)生，不僅要將理論知識(shí)學(xué)會(huì)，更應(yīng)該將其應(yīng) 用與我們的日常生活中去， 使理論與實(shí)踐很好的結(jié)合起來(lái)。 電子課程設(shè)計(jì)是電子 技術(shù)學(xué)習(xí)中的一個(gè)非常重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)， 能夠真正體現(xiàn)我們是否完全吸收了所學(xué) 的知識(shí)。目前，各種直流電源產(chǎn)品充斥著市場(chǎng)，電源技術(shù)已經(jīng)比較成熟。然而，基于 成本的考慮， 對(duì)于電源性能要求不是很高的

4、場(chǎng)合， 可采用帶有過(guò)流保護(hù)的集成穩(wěn) 壓電路，同樣能滿足產(chǎn)品的要求。本次設(shè)計(jì)的題目為設(shè)計(jì)一串聯(lián)型可調(diào)兩路直流穩(wěn)壓正電源： 先是經(jīng)過(guò)家用交 流電源流過(guò)變壓器得到一個(gè)大約十五伏的電壓U1,然后U1經(jīng)過(guò)一個(gè)橋堆進(jìn)行整流在橋堆的輸出端加兩個(gè)電容 C1、C2進(jìn)行濾波，濾波后再通過(guò)LM7812（具體參 數(shù)參照手冊(cè)）輸出一個(gè)固定的12V電壓，這樣就可以在一路輸出固定的電壓。 在 LM7812的輸出端加一個(gè)電阻 R3,調(diào)整端加一個(gè)固定電阻 R1和一電位器R2,這 樣輸出的電壓就可以在512V范圍內(nèi)可調(diào)。經(jīng)過(guò)自己對(duì)試驗(yàn)原理的全面貫徹,以及相關(guān)技術(shù)的掌握,和反復(fù)的調(diào)試,經(jīng) 過(guò)自己的不斷的努力, 老師的耐心的指導(dǎo),

5、終于把這個(gè)串聯(lián)型兩路輸出直流穩(wěn)壓 輸出正電源電路。第一章方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)制作一串聯(lián)型可調(diào)兩路輸出直流穩(wěn)壓正電源電路一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求(1) 一路輸出直流電壓12V;另一路輸出5 12V連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源(2) 輸出電流 lom=300mA ;穩(wěn)壓系數(shù)Srw 0.05;(4)具有過(guò)流保護(hù)功能二、設(shè)計(jì)方案直流穩(wěn)壓電源是電子設(shè)備能量的提供者， 對(duì)直流電源要求是：輸出電壓的幅 值穩(wěn)定，平滑，變換頻率高，負(fù)載能力強(qiáng)，溫度穩(wěn)定性好。(1)整流電路：交流電壓轉(zhuǎn)變成單向脈動(dòng)直流電a半波整流其原理是利用半導(dǎo)體的導(dǎo)通性組成的各種整流電路U0=2兀 10U0d 't =云 2i 2u2 sin t d t =

6、U2=0.45U20 二b、橋式整流然而單相橋式整流電路與半波整流電路相比，在相同的變壓器副邊電壓下，對(duì)二極管的參數(shù)要求式一樣的，并且還具有輸出電壓高、變壓器利用率高、脈動(dòng) 小、見(jiàn)笑了輸出電壓的脈動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，因此在次設(shè)計(jì)中我選用單相橋式整流電路。（2）濾波電路:經(jīng)整流后的電壓仍具有較大的交流分量， 不能直接輸出變?yōu)橹绷麟娫?，必?通過(guò)濾波電路將交流分量濾掉。盡量保留其輸出中的直流分量，才能獲得比較平 滑的直流分量，使之波形變得平滑，接近理想的的直流電源。所以可以利用電容兩端電壓不能突變或流經(jīng)電感的電流不能突變的特點(diǎn)，將電容與負(fù)載并聯(lián)，或?qū)㈦姼信c負(fù)載串聯(lián)就能起來(lái)濾波作用。（3）穩(wěn)壓電路：由于濾波后

7、的直流電壓Ui受電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和負(fù)載電流變化的影響（T的 影響）很難保證輸出電流電壓的穩(wěn)定。所以必須在濾波電路和負(fù)載一直加上穩(wěn)壓 電路，才能保證輸出直流電壓的進(jìn)一步穩(wěn)定。如圖就是由橋堆和電容組成的整流濾波電路當(dāng)交流電電流流過(guò)橋堆時(shí)，負(fù)方向的電流改變方向，以正方向的形式從橋堆 中流出，從而形成如圖中的綠色部分的電流。當(dāng)這種電流經(jīng)過(guò)電容的濾波效果就 形成了較為平滑的直流電流。第二章總體電路設(shè)計(jì)1.實(shí)驗(yàn)電路原理2.設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路第三章 總體電路的功能參數(shù)和性能驗(yàn)證、電路工作原理當(dāng) 220 交流電經(jīng)變壓器產(chǎn)生低壓交流電時(shí)，電流信號(hào)經(jīng)過(guò)橋堆時(shí)產(chǎn)生單向脈動(dòng)電壓， 然后再經(jīng)過(guò)濾波電路的濾波輸出交流成分較少的

8、平滑的直流電壓，最后經(jīng)過(guò)LM7812的穩(wěn)壓作用輸出固定的直流電壓12V,所以可以借鑒這的電壓，產(chǎn)生一組固定的電壓12V,另一組可調(diào)式電壓可由電阻與電位器組成的電路得到 范圍為 5-12 的電壓。二、元件參數(shù)的計(jì)算由模擬電路基礎(chǔ)教程可知，W7812勺輸入有效值電壓U3=19V而經(jīng)過(guò)電 容的濾波效應(yīng)，所以在經(jīng)過(guò)橋堆之前的電壓 U2=U3/1.2=15.83V,由此可以算出 變壓器的匝數(shù)比 N1:N2約為220/15.83/1.414 約為10:1。電容 C1 的選擇，因?yàn)?C1 為濾波電容，從理論上來(lái)講，濾波電容越大，放電 過(guò)程越慢，輸出電壓越平滑，平均值越高。但在實(shí)際上，電容的容量越大，不但 體

9、積越大， 而卻會(huì)使整流二極管流過(guò)的沖擊電流更大。 根據(jù)參考文獻(xiàn)， 可選擇電 容C1470uf。電容C2用于抵消長(zhǎng)線傳輸而引起的電感，其容量可選擇在1uF以下，故選擇C20.1uF;電容C3改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)，其容量可選 1uF及以下。但 若C3大，則會(huì)在穩(wěn)壓器輸入端斷開(kāi)時(shí)，C3通過(guò)穩(wěn)壓器放電，所以選擇C3=0.1uF。 同理可選擇 C4=1uF。由于實(shí)驗(yàn)要求 輸出電流lom=200mA，所亦可根據(jù)固定端的電壓可確定R3=12/0.2 Q=60 Q，根據(jù)穩(wěn)壓器輸出端與公共端電流恒定不變電流I=12/60=0.2A，設(shè)計(jì)要求的電壓范圍，當(dāng)R2接入組織為0時(shí)，l*R1=5，可以算出R1的阻值，當(dāng)R2

10、輸入最大阻值時(shí)， 有（R1+R2） =12，以及根據(jù)仿真結(jié)果可以精確算出電阻R仁24 Q，以及電位器 R2阻值的組織范圍為 034 Q。三、實(shí)驗(yàn)仿真電路圖驗(yàn)證(a)圖中波形為可調(diào)時(shí)的最小電壓為 5V (此時(shí)開(kāi)關(guān)不閉合)10皿IK1 - Mu 蠱 m 二盟一團(tuán)3 is- 賽巨IZ.OJ盤S雷裳叵H*D 弟或EisB1匡劇晝些BCPL 丿圉"Ifl¥卜rglM IkllA o.§«iittis 也：r-c a.80«卄-rf§司佔(zhàn)-冋-12s卸&P& 一：聲-8 鬥區(qū) JJBTlkS雷-呂目竽 X當(dāng)鬥 可 qnity.A

11、一空一vikAS* 畐-ml 黑-o fEF奩£1OI二MERISI(b)圖中波形為可調(diào)時(shí)候的最大電壓 12V (開(kāi)關(guān)不閉合)g|f|e|d|c|b|Al%JBtfallhilJS熔4Ufc9L±711(c)圖中是固定輸出的直流電壓為 5V (開(kāi)關(guān)閉合)9慮切吐凰乓L1呈247口愿軋LBlT1回閔皿爐擂HUH凹時(shí)爭(zhēng)宀E二蠱E 畐S芒訊巨莊包旅世巴第胃邑 口二屛目當(dāng)旨S】剛宀邑甜SE；r?!1rL丄rrii電a12圖 5-3第四章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)結(jié)論與心得：一個(gè)學(xué)期結(jié)束了，在上了這么久的模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程 ，在這個(gè)課程 設(shè)計(jì)中，我發(fā)現(xiàn)了許多的問(wèn)題。 發(fā)現(xiàn)自己對(duì)模擬電子這門課還

12、存在很多的不足之 處，理論知識(shí)的理解不是很深。通過(guò)對(duì)該電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試，使我學(xué)會(huì)運(yùn)用了用 選擇器整流二極管、濾波器、濾波電容及集成穩(wěn)壓器來(lái)設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源。使我有效的結(jié)合所學(xué)知識(shí)， 把理論應(yīng)用于實(shí)際。 然而在調(diào)試過(guò)程我們沒(méi)有充 分的考慮輸入電壓達(dá)不到要求， 從而導(dǎo)致調(diào)試結(jié)果與理論只有一定差距。 盲目地 從電路中找錯(cuò)誤， 浪費(fèi)許多時(shí)間。 這使我懂得要如何分析錯(cuò)誤來(lái)源， 使我更加快 速而精準(zhǔn)的找出錯(cuò)誤所在的地方。以后要自己更加細(xì)心。在這次課設(shè)中充分鍛煉了自己的動(dòng)手能力， 熟練掌握了焊接技術(shù)。 學(xué)會(huì)了如 何查找資料是自己的設(shè)計(jì)達(dá)到合理的要求。雖然在在設(shè)計(jì)過(guò)程遇到一些困難， 但是經(jīng)過(guò)自己查閱的資料和老師細(xì)心的指 導(dǎo)，是我們克服種種困難， 終于在最后把這個(gè)串聯(lián)二路輸出直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)出 來(lái)了。并通過(guò)此吃課程設(shè)計(jì)任務(wù)是我們加深了對(duì)橋堆整流電路， 電容濾波電路的 了解。13（附表）電子元件清單元件名稱型號(hào)及數(shù)量橋堆3N247 1 個(gè)電容2 個(gè) O.l