穩(wěn)壓電源實驗報告

1、可調(diào)數(shù)顯穩(wěn)壓電源一實驗?zāi)康?學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源方面的基礎(chǔ)知識；2完成可調(diào)數(shù)顯穩(wěn)壓電源的方案選擇；3完成可調(diào)數(shù)顯穩(wěn)壓電源的軟硬件設(shè)計、開發(fā)及調(diào)試。二實驗儀器與設(shè)備1.數(shù)字示波器2數(shù)字萬用表3仿真軟件Multisim4模擬電子技術(shù)實驗箱5數(shù)字電子技術(shù)實驗箱三實驗原理與實現(xiàn)方案1小功率直流穩(wěn)壓電源的基本原理穩(wěn)壓電源的輸出電壓， 是相對穩(wěn)定而并非絕對不變的，它只是變化很小，小到可以允許的范圍之內(nèi)。產(chǎn)生這些變化的原因：一是因電網(wǎng)輸入電壓不穩(wěn)定所導(dǎo)致。二是因為供電對象而引起的，即出負(fù)載變化形成的。 三是由穩(wěn)壓電源本身條件促成的。第四，元器件因受溫度、濕度等環(huán)境影響而改變性能也會影響穩(wěn)壓電源輸出不穩(wěn)。一般地，

2、穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計首先要考慮前兩種因素，并針對這兩種因素設(shè)計穩(wěn)壓電源中放大器的放大倍數(shù)等。在選擇元器件時，就要重點考慮第三個因素。在設(shè)計高精度穩(wěn)壓電源時，必須要高度重視第四個因素。因為在高穩(wěn)定度電源中，溫度系數(shù)和漂移這兩個關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)的好壞都是由這個因素所決定 的。一般直流穩(wěn)壓電源是由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四個部分組成如圖1所示：電網(wǎng)電壓電源變壓器4整流電路*濾波電路-穩(wěn)壓電路輸出至負(fù)載圖1直流穩(wěn)壓電源的基本組成電源變壓器是將交流電網(wǎng) 220V的電壓變?yōu)樗枰慕涣麟妷褐?。整流電路的作用是將交流電壓變成單方向脈動的直流電壓；濾波電路將脈動直流中的高次諧波成分濾除，減少諧波成

3、分，增加直流成分；穩(wěn)壓電路采用負(fù)反饋技術(shù)，進一步穩(wěn)定整流后的直流電壓。2可調(diào)數(shù)顯穩(wěn)壓電源的實現(xiàn)方案（1）整體方案經(jīng)過系統(tǒng)地分析與比較， 我們采用以下方案來實現(xiàn)可調(diào)數(shù)顯穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的設(shè)計：該系統(tǒng)主要由變壓器、整流電路、濾波電路、可調(diào)穩(wěn)壓模塊和數(shù)顯模塊等組成，其中在數(shù)顯模塊上分別采用由ADC0809與數(shù)字芯片搭建的數(shù)字電路來實現(xiàn)。對于各個模塊的設(shè)計與分析，我們將在以下的報告中給出詳細(xì)的說明。（2）整流電路整流電路利用二極管的單向?qū)щ娮饔脤⒔涣麟妷鹤兂蓡畏较蛎}動的直流電壓，本實驗采用單向橋式整流電路。 單向橋式整流是四個二極管接成的電橋，其輸出電壓脈動較小， 正負(fù)半周均有電流流過， 電源利用率高，輸

4、出的直流電壓比較高。 所以橋式整流電路中變壓器的 效率較高，在同等功率容量條件下， 體積可以小一些，其總體性能優(yōu)于單相半波和單相全波整流電路，如圖2所示圖2單向橋式全波整流電路該電路工作原理如下：設(shè)次級變壓器的交流電壓為Vi . 2Vsin t。當(dāng)vi o時，二極管D2及D3導(dǎo)通，D1及D4截止，電流從 A端沿DPRL D3流向B端；當(dāng)vi 0時，vi通過D1及D3向C充電；在交流電源的負(fù)半周，即Vi 25Uf ,Cm10uF)時帶所推薦的保護二極 管的LM317二極管D1防止輸入短路時 Co經(jīng)集成電路放電。二極管 D2防止輸出短路時電 容5放電對集成電路放電。 二極管D1和D2的組合防止輸入

5、短路時 5通過集成電路放電。(5) 數(shù)顯電路數(shù)顯電路有兩種方案：其一是利用單片機Atmega16內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換模塊把待測電壓從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，之后通過數(shù)碼管顯示； 其二是利用電阻分壓， 經(jīng)過ADC0809進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，把輸出的二進制通過門電路轉(zhuǎn)換成BCD碼，利用74LS48驅(qū)動數(shù)碼管顯示。實驗當(dāng)中，由于時間問題，在這一方案上我們沒有加門電路，而是直接通過譯碼器驅(qū)動數(shù)碼管顯示二進制值00 FF。本設(shè)計通過數(shù)碼管顯示系統(tǒng)輸出電壓，電壓信號的采集是通過電阻按比例分壓后輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)字信號后通過搭建的門電路轉(zhuǎn)換成BCD碼，處理成實際電壓值對應(yīng)的數(shù)值，利用74LS4

6、8驅(qū)動，通過三位共陰數(shù)碼管顯示出來。因此電壓顯示模塊重點使用到ADC模塊和數(shù)碼管的原理和顯示方式。ADC0809是采樣頻率為8位的、以主次逼近原理進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬信號中的一個進行 A/D轉(zhuǎn)換。其主要特征有：具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?，轉(zhuǎn)換時間極短，模擬輸入電壓范圍為0 5V,不需零點和滿刻度校準(zhǔn)，低功耗，約15mV其工作過程是：首先輸入三位地址， 并使ALE=1,將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將主逐次逼近寄存器復(fù)位。 下降沿啟動A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC俞出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正

7、在進行。 直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖剑甘?A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信 號可用作中斷申請。當(dāng)OE輸入高電平時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。四實驗數(shù)據(jù)測試與分析1變壓器原、副邊電壓測試?yán)碚撝禍y量值原邊電壓220V227V副邊電壓12V12V13.51V13.57V2整流電路輸出電壓平均值Vo根據(jù)公式V 0.9V可得電壓平均值VO 0.9*13.54V12.186V整流濾波電路輸出波形為12345678VinVout3 PWM占空比不變，調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸入電壓Vin測試系統(tǒng)空載輸出電壓 Vout。4穩(wěn)壓電路輸出紋波電壓波形圖SAVE REC 動作夫于 存圉像 選擇 文件夾佛存TEHOOOO.JPO分析:待測電壓分壓后輸入電壓輸出數(shù)字量顯示值5 ADC電路輸入電壓、相應(yīng)的輸出數(shù)字量以及顯示值25.52V5V11111111FF10.21V201100110660V0V0000000000五實驗小結(jié)在做電類實驗的時候發(fā)現(xiàn)， 在實驗系統(tǒng)中電源模塊占據(jù)了舉足輕重的地位。因此對于各種電子系統(tǒng)電源的設(shè)計尤為重要。一個好的電源模塊不但可以給整個系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源還可以提高系統(tǒng)的抗干擾性能，是設(shè)計一個良好電子系統(tǒng)不可缺少的部分。在整個實驗系統(tǒng)中深入的學(xué)習(xí)了基于LM317直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計