多路直流穩(wěn)壓直流電源

1、課程設計說明書課程名稱： 模擬電子技術課程設計 題 目： 多路直流穩(wěn)壓直流電源 學生姓名： 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 指導教師： 日 期： 年 月 日一.設計任務與要求（1）輸出：±12V/1A，±5V/1A，一組可調(diào)正電壓+3+18V/1A。（2）輸入電壓 AC 220±22V，（50±1）Hz（3）具有過壓、過流保護功能二、方案設計與論證（1）本設計主要分為變壓電路、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路。  變壓電路：將交流電網(wǎng)220V的電壓變味所需要的電壓值。  整流電路：將交流電壓變成脈動的直流電壓。  濾波電路：由于經(jīng)

2、過整流的脈動直流電壓還含有較大的紋波，因此需要設計濾波加除。  穩(wěn)壓電路：在電網(wǎng)電壓波動、負載和溫度變化時，依然維持輸出直流電壓穩(wěn)定。下面有兩個方案： 方案一：采用電源變壓器、整流濾波電路和穩(wěn)壓電路。其中穩(wěn)壓電路采用集成電路LM7805、LM7905和LM7812、LM7912穩(wěn)壓器實現(xiàn)輸出，可調(diào)正電壓采用LM317集成穩(wěn)壓器實現(xiàn)。 方案二：采用兩個獨立的變壓器分別和LM317及LM337組成集成穩(wěn)壓電路，可實現(xiàn)±12V/1A、±5V/1A 、+3+18V/1A 輸出。 方案一與方案二相比較主要是最后穩(wěn)壓電路所用穩(wěn)壓器的不同；方案一用7805，7905，7812，

3、7912四個穩(wěn)壓器，得到四個輸出端分別輸出±12V、±5V穩(wěn)定直流電壓；方案二是得到可調(diào)的直流穩(wěn)壓電壓。依據(jù)設計要求綜合考慮之后，可以發(fā)現(xiàn)此方案一結(jié)構(gòu)簡單，所用元件數(shù)目較少，且容易調(diào)試。方案較為貼近設計要求。 （2）1.1電源變壓器  電源變壓器是將輸入的220V交流電壓U1轉(zhuǎn)變?yōu)檎麟娐匪枰慕涣麟妷篣2。因為要最終通過78、79系列和LM317系列輸出正向最大18V負向最大12V的電壓，所以選擇帶有中間抽頭的雙12V變壓器?？紤]到今后的功率需要，這次我選擇了25W的變壓器。這樣兩個12V的輸出分別給78、79系列使用，中間抽頭作為固定電壓輸出部分的地線；而將

4、兩個12V的輸出端加給LM317，即輸出24V。  1.2 整流電路  整流電路有半波整流電路與單相橋式整流電路。 半波整流電路的特點是輸出電壓波形為輸入正弦波電源波形的正半周期，所以輸出電壓脈動很大，直流分量較小，整流效率較低。 另一種是單向橋式全波整流電路。如下圖，四肢整流二極管D1D4形成電橋。 在V2正半周。電流從變壓器副邊線圈上端流出，只經(jīng)過D1流向RL,在由D3流回變壓器，所以D1、D3正向?qū)?，D2、D4反偏截止。在負載上產(chǎn)生一個極性為上正下負的輸出電壓。電流通路用實線箭頭表示。 同理在V2負半周時，D2、D4

5、正向?qū)?，D1、D3反偏截止。在負載上產(chǎn)生上正下負的輸出電壓。電流通路如圖的虛線箭頭表示。3 綜上可知輸入端經(jīng)變壓器后在副邊得到了一個單向的脈動電壓。 圖1 圖2 圖31.3 濾波電路 經(jīng)過整流的脈沖電壓紋波很大要經(jīng)過濾波電路的濾波作用，一般有電抗元件組成，如在電阻兩端并聯(lián)電容器C，或在整流電路輸入端與負載間串聯(lián)電感器L，以及有電容、電感組合而成的各種復式濾波電路。在這里選擇用電容濾波，適合小電流負載。 圖41.4 穩(wěn)壓電路  由于輸出地直流電壓會隨著穩(wěn)壓電路的波動、負載和溫度發(fā)生變化而變化，所以，為了維持輸出直流電壓穩(wěn)定不變，還要加

6、上穩(wěn)壓電路。由于電源要求的輸出功率較小，為了簡化電路并提高電路的穩(wěn)定性，因此選擇集成穩(wěn)壓器。集成穩(wěn)壓器在使用中普遍使用的是三端穩(wěn)壓器?？梢苑譃楣潭ㄊ胶涂烧{(diào)式，按正負的輸出電壓還可分為CW317、CW337、LM317、LM337。其中317系列穩(wěn)壓器可以連續(xù)輸出可調(diào)正電壓，337系列則是可調(diào)負電壓。它們的可調(diào)范圍為1.237V，最大輸出電流為1.5A。三端集成穩(wěn)壓器還有78、79系列分別對應正電壓輸出和負電壓輸出.79系列和78系列的外形相似但是連接不同，79的1端接地，2端接負的輸入。3端接輸出。 圖5 圖6三、單元電路設計與參數(shù)計算 變壓電路： 整流電路： 二極管的選擇： 由于IN4001

7、的反向擊穿電壓為，額定電流為1A，所以整流管選擇為IN4001。濾波電容的選擇： ，電路中濾波電容承受最高電壓時，所以選擇電容的耐壓值應該大于34V所以選擇的電容?？烧{(diào)穩(wěn)壓電阻的選擇：根據(jù)LM317特性有：，Uref是集成穩(wěn)壓器件的輸出電壓，為1.25V。改變滑動變阻器Rp的值，U。的值即可改變。當Rp短路時，U。最?。辉龃驲p時，U。增大。設滑動變阻器最大值Rv1=5解之的R5=330 R6=600（2） 串聯(lián)分壓部分，在可調(diào)電壓組負載處串聯(lián)2K電子，12V組輸出端串聯(lián)100電阻，5V組串聯(lián)2K電阻。四、總原理圖及元器件清單1總原理圖 圖72元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注R1R1517

8、805U117812U317905U217912U41LM317U51CAPC1，C2,C3,C40.33uF4CAPC5，C6，C7C80.1uF4VSINETRE12W005GBR11IN4001D1,D2,D3,D44GENELECT10U50C9,C10,C113R2361R32341R4121R52.06k1R617k1FUSE15、 安裝與調(diào)試（沒有進行安裝調(diào)試的這部分寫電路中參數(shù)的選擇與計算）6、 性能測試與分析（寫仿真調(diào)試與分析）參數(shù)測試分析：由直流電壓表的示數(shù)可知：可調(diào)輸出端的輸出電壓最低為3.16V，最高為17.8V，可以輸出318V的電壓，符合要求；±5V輸出端

9、的輸出電壓分別為+5.0V、-5.04V,符合要求； ±12V輸出端的輸出電壓分別為+12.0V、-12.0V，符合要求。但其波動范圍有一定的比率 圖8 圖9 圖107、 結(jié)論與心得 本來只有一周的模電課程設計的，但是老師卻給了我們充分的時間讓我們分析和復習上學期所學的內(nèi)容，當我選課題的時候，這個題目給我的第一印象是非常熟悉，因為大部分的知識都能在書本上找到。所以一開始也覺得這個課程設計會很簡單的，但是當我開始著手做這個課程設計的時候，我發(fā)現(xiàn)這個設計不是我想的那么簡單的，因為這個設計是由四部分組成的，第一部分是電源變壓器，當你要做這個的時候，你應該考慮的因素就有幾個，比如說

10、你應該選擇怎么樣的變壓器，什么型號的，因為每個變壓器的功能有些許不同的，雖然仿真軟件具有可調(diào)的功能，但還是選擇有那個功能是最好的了。第二部分是整流部分，這里的關鍵是選好二極管的大小，和考慮選擇怎樣的濾波比較好，這回影響到下面部分的電路的實現(xiàn)，因為是交轉(zhuǎn)流的關鍵所在。第三部分是濾波部分，這里關鍵的是選擇電阻和濾波電容的的大小，我就依據(jù)書上的公式去計算，但到了在軟件上去實現(xiàn)時，發(fā)現(xiàn)那些計算出的值，在上面運行和自己隨便給的值是沒多大區(qū)別，第四部分是做這個的最重要的部分，要實現(xiàn)這個功能有好幾個選擇，我在我所知道的幾個中選擇自己覺得好的方法。那就是選擇與功能相對應的期間。如7905，7912,7805,

11、7812,LM317，這幾個器件，我也查看了網(wǎng)上的用法，并結(jié)合書上的只是，我就開始嘗試去接，但當我接好一個圖是，并開始運行時，發(fā)現(xiàn)那個功能竟然沒有達到自己想要的結(jié)果，自己就開始去發(fā)現(xiàn)問題，并經(jīng)過多次的調(diào)整，結(jié)果就有了自己想要的，表面的結(jié)果是符合了題目的要求的，但是當自己用電壓表等器件去測的時候卻是另一番的數(shù)據(jù)，也想這可能就是軟件的誤差吧?？墒怯行﹨?shù)的改變竟然對自己設計的圖的影響卻不是很大。但有些參數(shù)的計算卻是對自己的圖的影響卻有點大。這時會影響自己對自己計算出來的參數(shù)沒有信心一樣，不過這時候就應該進行必要的調(diào)試，那么你的結(jié)果的誤差就會小一些。所以只有堅持才能夠收獲自己想要的東西和實現(xiàn)自己想要的功能的。 在這次的課程設計中最大的收獲是如何去分析一個問題，當你要去網(wǎng)上找的時候，你千萬