固定的直流穩(wěn)壓電源 課程設(shè)計(jì)論文

成績(jī)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目： 固定的直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)課程名稱： 模擬電子技術(shù) 學(xué)院： 電子信息與電氣工程學(xué)院學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 2013年6月7日

課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目 固定的直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 所在學(xué)院電子信息與電氣工專業(yè)、年級(jí)子王姓名I 所在子院I程學(xué)院I班設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)制作一個(gè)直流穩(wěn)壓電源電路；輸入電壓為220V的交流電壓，頻率為50Hz；輸出直流電壓為+15V、-15V兩種穩(wěn)定電壓；最大輸出電流為Iomax=1A；紋波電壓小于10mV，穩(wěn)壓系數(shù)Sr小于5%。學(xué)生應(yīng)完成的任務(wù)：設(shè)計(jì)電路圖，并利用Multisim仿真，得出符合設(shè)計(jì)要求的電路圖;用AltiumDesigner設(shè)計(jì)原理圖；3用AltiumDesigner09設(shè)計(jì)PCB板；制版；電路安裝與調(diào)試；書(shū)寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。參考文獻(xiàn)：童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2005.秦長(zhǎng)海，張?zhí)禊i，翟亞芳.數(shù)字電子技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2012.邱關(guān)源，羅先覺(jué).電路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.[5]古樹(shù)忠，劉文洲，姜航.Altiumdesigner教程一原理圖、PCB設(shè)計(jì)與仿真[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.工作計(jì)劃：5月27日一5月28日原理圖設(shè)計(jì)與仿真；5月29—5月30日用AltiumDesigner設(shè)計(jì)原理圖；5月31日設(shè)計(jì)PCB板；6月3日一6月4日制版；6月5日安裝與調(diào)試；6月6日一6月7日書(shū)寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。任務(wù)下達(dá)日期：2013年5月27日任務(wù)完成日期：2013年6月07日指導(dǎo)教師（簽名）：學(xué)生（簽名）：指導(dǎo)教師（簽名）：學(xué)生（簽名）：固定的直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)摘要：本次設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)一個(gè)固定的直流穩(wěn)壓電源，將220V的電壓通過(guò)一系列的電路轉(zhuǎn)換為我們需要的15V直流穩(wěn)壓電源，主要通過(guò)電壓器降壓，橋式全波整流將交流電裝變?yōu)閱蜗蛎}動(dòng)的直流電壓，濾波電路濾去交流成分，穩(wěn)壓電路維持輸出直流電壓的穩(wěn)定，就可以將220V的電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的正負(fù)15V百流電壓。關(guān)鍵詞：變壓器；整流；濾波；穩(wěn)壓TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)背景 1\o"CurrentDocument"1.1了解模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)的特點(diǎn) 11.2掌握Multisim軟件和DXP軟件 1\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)方案 1\o"CurrentDocument"2.1設(shè)計(jì)分析 1\o"CurrentDocument"2.2方案選擇 2\o"CurrentDocument"方案實(shí)施 3\o"CurrentDocument"3.1原理圖設(shè)計(jì) 33.2電路仿真 53.3設(shè)計(jì)PC B、 制版、安裝、調(diào)■■■■ ■■■■■■■■ ■■■■■■■■■ ■■■■■■ ■■■ ■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■ ^6\o"CurrentDocument"結(jié)果與結(jié)論 7\o"CurrentDocument"4.1測(cè)試結(jié)果 7\o"CurrentDocument"4.2結(jié)論 8\o"CurrentDocument"收獲與致謝 8\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 8附件 91.設(shè)計(jì)背景1.1了解模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課是入門(mén)性質(zhì)的技術(shù)基礎(chǔ)課，目的是使學(xué)生掌握模擬電子技術(shù)的理論、基本知識(shí)和基本技能。使用的模擬電子電路幾乎都要通過(guò)調(diào)試才能達(dá)到預(yù)期的指標(biāo)，掌握常用電子儀器的使用方法、模擬電子電路的測(cè)試方法、故障的判斷和排除方法、仿真方法是教學(xué)的基本要求。了解各元器件參數(shù)對(duì)電路性能的影響是正確調(diào)試的前提，而對(duì)所測(cè)試的電路原理的理解是正確判斷和排除故障的基礎(chǔ)。1.2掌握Multisim軟件和DXP軟件掌握一種電子電路計(jì)算機(jī)輔助分析和設(shè)計(jì)軟件對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯電路、模擬電路、模擬電路以及數(shù)字-模擬混合電路都有很重要的作用。因此選擇Multisim，它提供了電路原理圖輸入和硬件描述語(yǔ)言模型輸入的接口和比較全面的仿真分析功能，同時(shí)還提供了一個(gè)龐大的元、器件模型庫(kù)和一整套虛擬儀器表。DXP軟件是一個(gè)高效的PCB制版軟件，先設(shè)計(jì)原理圖，然后制版。2?設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)分析直流電源是能量轉(zhuǎn)換電路，將220V（或380V）50Hz的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。設(shè)計(jì)方案如圖。邊叩1"Hz—■0-0-■0-0-設(shè)計(jì)方案如圖。邊叩1"Hz—■0-0-■0-0-IK

tt圖1電源電路圖單向交流電經(jīng)過(guò)電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成直流電源。變壓器的作用是降壓，整流電路的作用是將全波改為半波，濾波電路的作用

是濾去交流成分，穩(wěn)壓電路的作用是穩(wěn)點(diǎn)輸出電壓。本次設(shè)計(jì)輸出直流電壓為+15V、-15V。2.2方案選擇1.變壓器電路選擇：要想得到最后為+15V,-15V的直流電壓，首先將220V的電壓降為22V的電壓。選擇三端子的變壓器，有一端子接地。

由波形可知橋式整流可將整個(gè)波形都變?yōu)檎胼S。經(jīng)它整流后的輸出電壓為路如圖。4DD0.9U。而單向半波整流后的輸出電壓為如U。橋式整流電流利用率更高。綜上，我們選擇橋式整流I路如圖。4DD?220VRl50Hz:Rl圖4橋式整流電路圖3.濾波電路：濾波電路分為電容濾波電路，LC濾波電路。在橋式整流電路的基礎(chǔ)上，輸出端并聯(lián)一個(gè)電容C就構(gòu)成了電容濾波電路。LC濾波則是并聯(lián)一個(gè)電容，再串聯(lián)一源最大輸出電流?電容，再串聯(lián)一源最大輸出電流?220V50Hz個(gè)電感。電容濾波電路是最簡(jiǎn)單的濾波電路，且我們所設(shè)計(jì)的電圖5電容濾波電路圖4.穩(wěn)壓電路：集成三端穩(wěn)壓器分為可調(diào)式三端穩(wěn)壓器和固定式三端穩(wěn)壓器?？烧{(diào)式三端穩(wěn)壓器的電壓可調(diào)，固定式三端穩(wěn)壓器電壓不可調(diào)。因?yàn)槲覀円龅氖枪潭ㄖ绷鞣€(wěn)壓電源，因此我們選固定式三端穩(wěn)壓器。3-方案實(shí)施3.1原理圖設(shè)計(jì)整流電路整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)性直流電，這就是交流電的整流過(guò)程，橋式整流電路主要由整流二極管組成。二

極管的最大反向工作電壓等于變壓器副邊的峰值電壓U2的1.5倍。因?yàn)閁2為24V,所以U為36V。整流二極管選用1N4001，電路如圖。圖6整流電路濾波電路濾波電容必須滿足RC=(3-5)T/2°(U=15V,I=1A,f=50HZ)所以選用2200uF的電容。但要注意電容是帶極性的，接反容易發(fā)生爆炸，電路如圖?！?.穩(wěn)壓電路■穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，■只需要兩個(gè)穩(wěn)壓器,7815?、?7915來(lái)設(shè)計(jì)電路。它有三個(gè)端口，一個(gè)輸入，一個(gè)輸出，一個(gè)接地組成。另外，為了防止穩(wěn)壓器因過(guò)壓而損壞，我們需要在穩(wěn)壓器兩端各加一個(gè)保護(hù)二極管。但要注意方向。D2D4ICS旬hF3.2電路仿真一切準(zhǔn)備工真，把所設(shè)訐的電路圖的器件在Multism上都找1N4001GP 1N4001GP7-十LMMN5.圖9原理圖在用Multism仿真是應(yīng)注意:1.4個(gè)整流二極管的方向一定要注意，不可以接反。C7,C8,C9,C10是有極性的，而且極性不能接反。注意7815和7915，如果庫(kù)里沒(méi)有，不能用其它相似的器件代替。4.注意7815和7915的接線，注意箭頭。矽萬(wàn)用表-XMM5涉萬(wàn)用表-XMM1115556V15.545V設(shè)址...而萬(wàn)用表-XMM5多萬(wàn)用表-XMM110.241uV66&555nV營(yíng)址...圖10仿真結(jié)果3.3設(shè)計(jì)PCB、制版、安裝、調(diào)試制版：用AltiumDesigner09設(shè)計(jì)原理圖，并制作PCB版，注意布線，允許跳線，但跳線數(shù)不得超過(guò)五根。PCB版制作要求:1.單位采用公制單位（mm）。2.電源線和地線要求采用0.8mm或是0.6mm，如果從兩個(gè)焊盤(pán)中間穿過(guò)時(shí)用0.4mm或0.3mm。3.信號(hào)線采用0.5mm。如果從兩個(gè)焊盤(pán)中間穿過(guò)時(shí)用0.4mm或0.3mm。4.焊盤(pán)的內(nèi)徑用0.9mm或0.85mm。外徑根據(jù)需要進(jìn)行修改，設(shè)為X方向1.6mm，Y方向2.0mm，或是X方向2.0mm，Y方向1.6mm。按照自己設(shè)計(jì)的電路，在在通用板上焊接。焊接完畢后，應(yīng)對(duì)照電路圖仔細(xì)檢查，看是否有錯(cuò)接、漏接、虛焊的現(xiàn)象。對(duì)安裝完成的電路板的參數(shù)及工作狀

態(tài)進(jìn)行測(cè)量，以便提供調(diào)整電路的依據(jù)。經(jīng)過(guò)反復(fù)的調(diào)整和測(cè)量，使電路的性能達(dá)到要求。圖11PCB圖安裝前應(yīng)檢查元器件的質(zhì)量，安裝是特別要注意電解電容、集成芯片等主要器件的引腳和極性，不能接錯(cuò)。從輸入級(jí)開(kāi)始向后級(jí)安裝。靜態(tài)調(diào)試當(dāng)連好電路板的線路時(shí)，先不要急著通電，而因該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行檢測(cè)：對(duì)照原理圖，用萬(wàn)用表一一檢查線路的各個(gè)接口是否接通，是否有短路、斷路或漏接的現(xiàn)象，如果有，因該及時(shí)改好電路連線。對(duì)照原理圖，檢查各元件是否接正確。動(dòng)態(tài)調(diào)試接通220V的電源，用數(shù)字萬(wàn)用表對(duì)所設(shè)計(jì)的電路實(shí)物進(jìn)行測(cè)試，看電壓是否在正常的范圍內(nèi)變化。結(jié)果與結(jié)論4.1測(cè)試結(jié)果1.測(cè)試儀器測(cè)試儀器如表所示:表1測(cè)試儀器名稱型號(hào)數(shù)量備注1數(shù)字萬(wàn)用表DT9205A1無(wú)2雙蹤示波器BS-55021無(wú)2.測(cè)試結(jié)果接通220V電壓，檢測(cè)輸出電壓穩(wěn)定，為+15.00V、-15.00V。誤差為0.實(shí)驗(yàn)很成功！4.2結(jié)論本設(shè)計(jì)主要利用電源變壓器、整流二極管、濾波電容及集成穩(wěn)壓器固定式來(lái)設(shè)計(jì)同時(shí)輸出+15V、-15V電壓直流穩(wěn)壓電源。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用元器件較少；系統(tǒng)的可靠性好，其精度高，成本低，便于維修，且可作為一個(gè)獨(dú)立的模塊為其他電子設(shè)備提供電能。總而言之，本次設(shè)計(jì)還是比較成功的。收獲與致謝收獲通過(guò)這次設(shè)計(jì)，了解了書(shū)本上沒(méi)有的知識(shí)，更加鞏固了所學(xué)的知識(shí)，也增強(qiáng)了自己靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)到實(shí)踐中的能力。此外，也學(xué)到了許多的經(jīng)驗(yàn)，做什么事都有思前想后，我們?cè)诤附訒r(shí)，就因?yàn)闆](méi)有深入思考，把六腳開(kāi)關(guān)接成了開(kāi)關(guān)起作用時(shí)的狀態(tài)，好在檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)了。這次的課程設(shè)計(jì)，獲益匪淺，也讓我深深體會(huì)到了做學(xué)問(wèn)一定要有認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，這也將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作起到莫大的幫助。有最后不足的地方希望老師指正，以后一定改正，加強(qiáng)。感謝感謝同學(xué)，沒(méi)有同學(xué)的幫助，自己很難快速完成本次設(shè)計(jì)；感謝老師，沒(méi)有老師的教導(dǎo)，自己更本不知道對(duì)與錯(cuò)；感謝學(xué)校，沒(méi)有學(xué)校的實(shí)踐，自己根本不可能有機(jī)會(huì)設(shè)計(jì)。感謝所有愛(ài)我的人和我愛(ài)的人，謝謝你們?。⒖嘉墨I(xiàn)[1]童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2005.⑵臧春華.電子線路設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社，2005.邱關(guān)源，羅先覺(jué).電路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.閻石.數(shù)字電子技術(shù)（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005.張陽(yáng)天，韓異凡ProtelDXP電路設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2005.7.附件實(shí)驗(yàn)原理圖圖12原理圖PCB版

實(shí)物圖圖1