課程設(shè)計(jì)多路輸出直流穩(wěn)壓電源

湖南人文科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱:

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目: 多路輸出直流穩(wěn)壓電源系別： 通信與操縱工程系專業(yè)：電子信息工程班級： 學(xué)生姓名: 學(xué)號： 起止日期： 年月日一年月日指導(dǎo)教師： 教研室主任：

指導(dǎo)教師評語：指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日成績評定項(xiàng) 目權(quán)重成績1、設(shè)計(jì)過程中出勤、學(xué)習(xí)態(tài)度等方面2、課程設(shè)計(jì)質(zhì)量與答辯3、設(shè)計(jì)報(bào)告書寫及圖紙規(guī)范程度總成績教研室審核意見：教研室主任簽字： 年 月 日教學(xué)系審核意見：主任簽字： 年 月 日在電子電路中，電子系統(tǒng)都要求用穩(wěn)固的直流電源，日用電器通常都需要電壓穩(wěn)固的直流穩(wěn)壓電源供電，而人們在日常生活中都利用220V交流電源，因此，需要將交流電變換成直流電。將交流電壓變換為直流電壓并使之穩(wěn)固的設(shè)備確實(shí)是直流穩(wěn)壓電源，它要緊由電源變壓器，整流電路，濾波電路及穩(wěn)壓電路四部份組成。本文介紹了一種采納7805,7905,7812,7912系列穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)功能，融入了整流橋式的整流作用和電容的濾波作用，一起實(shí)現(xiàn)多路直流穩(wěn)壓電源的輸出。要緊論述如何利用以上集成芯片完成對生活中常常要用到小功率穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，其中對包括參數(shù)的選取、實(shí)際情形對電路的阻礙的說明，和對爾后設(shè)計(jì)同類電路的總結(jié)。在設(shè)計(jì)進(jìn)程中要緊運(yùn)用Multisim進(jìn)行軟件仿真，展現(xiàn)了Multisim在硬件設(shè)計(jì)進(jìn)程中的壯大功能。其便利性對咱們爾后的硬件設(shè)計(jì)提供了重大幫忙！關(guān)鍵詞：單相橋式、穩(wěn)壓電源、Multisim、可變電壓，濾波TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1設(shè)計(jì)目的及要求 1\o"CurrentDocument"1.1設(shè)計(jì)目的 11.2設(shè)計(jì)任務(wù) 1\o"CurrentDocument"2設(shè)計(jì)原理及其方案比較 2\o"CurrentDocument"2.1方案一 2\o"CurrentDocument"2.2方案二 2\o"CurrentDocument"2.3方案比較與實(shí)施方案 3\o"CurrentDocument"3單元電路的設(shè)計(jì) 4\o"CurrentDocument"3.1電源變壓器 43.2整流電路 53.3濾波電路的設(shè)計(jì) 6\o"CurrentDocument"3.4穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"4電路仿真與電路板制作 84.1模擬仿真 8\o"CurrentDocument"4.2電路板制作 94.2.1電路板制作 94.2.2電路實(shí)物圖 104.2.3硬件調(diào)試 115總結(jié)試探與致謝 12參考文獻(xiàn) 13附錄一電路原理圖 14附錄二PCB圖 15\o"CurrentDocument"附錄三元器件清單 16多路輸出直流穩(wěn)壓電源1設(shè)計(jì)目的及要求1.1設(shè)計(jì)目的1、 通過集成直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，安裝和調(diào)試，學(xué)會選擇變壓器、整流二極管、濾波電路、集成穩(wěn)壓器及相關(guān)元器件設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源；2、 把握直流穩(wěn)壓電路的調(diào)試及要緊技術(shù)指標(biāo)的測試方式。1.2設(shè)計(jì)要求1、 要求設(shè)計(jì)制作一個多路輸出直流穩(wěn)壓電源，可將220V50HZ交流電源輸出±12V、±5V直流電壓，電流在1A左右；2、 選定電路方案，完成對確信方案電路的設(shè)計(jì)。計(jì)算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫出整體電路原理圖，論述大體原理；3、 安裝調(diào)試并書寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書2設(shè)計(jì)原理及方案比較2.1方案一多路輸出直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)需要電源變壓器，整流電路，濾波電路及穩(wěn)壓電路四個部份，大體框圖和各部份相對應(yīng)的波形圖如圖2-1因此：電網(wǎng)一|電源電壓|變親器整流

電路穩(wěn)壓電網(wǎng)一|電源電壓|變親器整流

電路穩(wěn)壓電路圖2.1 大體框圖和各部份相對應(yīng)的波形圖1、 電網(wǎng)供電電壓交流220V（有效值）50Hz，要取得低壓直流輸出，第一必需采納電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低取得所需要交流電壓。2、 降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向直流電，但其幅度轉(zhuǎn)變大（即脈動大）。3、 脈動大的直流電壓須通過濾波電路變成滑膩，脈動小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。4、 濾波后的直流電壓，再通過7805，7905，7812，7912穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)功能，取得大體不受外界阻礙的±12V、±5V穩(wěn)固直流電壓。2.2方案二多路輸出直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)需要電源變壓器，整流電路，濾波電路及穩(wěn)壓電路四個部份，大體框圖和各部份相對應(yīng)的波形圖如圖2-2因此：

電網(wǎng)電壓電網(wǎng)電壓圖2.2大體框圖和各部份相對應(yīng)的波形圖電網(wǎng)供電電壓交流220V（有效值）50Hz，要取得低壓直流輸出，第一必需采納電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低取得所需要交流電壓。降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向直流電，但其幅度轉(zhuǎn)變大（即脈動大）。脈動大的直流電壓須通過濾波電路變成滑膩，脈動小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。濾波后的直流電壓，再通過可調(diào)式穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)功能，取得大體不受外界阻礙的穩(wěn)固直流電壓。2.3方案比較與方案實(shí)施方案比較方案一與方案二相較較主若是最后穩(wěn)壓電路所用穩(wěn)壓器的不同；方案一用7805，7905，7812，7912四個穩(wěn)壓器，取得四個輸出端別離輸出±12V、±5V穩(wěn)固直流電壓；方案二是取得可調(diào)的直流穩(wěn)壓電壓。依據(jù)設(shè)計(jì)要求綜合考慮以后決方案一較為切近設(shè)計(jì)要求。本次設(shè)計(jì)第一，依照依照以上的方案一設(shè)計(jì)思路估量初步的參數(shù)值，然后畫出草圖；第二，在Multisim軟件中進(jìn)行仿真，在仿真進(jìn)程中不斷地調(diào)劑參數(shù)已達(dá)到最理想的成效，并依照顯現(xiàn)的最好結(jié)果最終確信參數(shù)值；畫PCB圖，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行硬件仿真，調(diào)試出結(jié)果后，就開始電路板制作

3單元電路的設(shè)計(jì)3.1電源變壓器圖3.1電源變壓器部份仿真圖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，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確信。二、選擇電源變壓器因?yàn)樵蹅兇丝踢x擇的三端穩(wěn)壓器7812,7912,7805,7905的要求的輸入電壓與輸出電壓差至少要有4V的區(qū)別，咱們此刻選最大的輸出的電壓為12V，那么三端穩(wěn)壓器輸入端得電壓至少得為V2=12+4=16V，咱們此刻手頭上有一220V-12V的變壓器，理論上該變壓器經(jīng)整流濾波后的電壓為：V=1.414U=1.414*12=16.968>16。

I0兀 2I0兀 2兀3兀4兀>OTZ一、 整流電路：利用單向?qū)щ娫?0Hz的正弦交流電變換成脈動的直流電.二、 在橋式整流電路中，每一個二極管都只在半個周期內(nèi)導(dǎo)電，因此流過每一個二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半,即2七 。電路中的每只二極管經(jīng)受的最大反向電壓為."五2（U2是變壓器副邊電壓有效值）。3、選擇整流電路中的二極管變壓器的副邊電壓U2=12V橋式整流電路中的二極管經(jīng)受的最高反向電壓為： &?17V2U2~17V橋式整流電路中二極管經(jīng)受的最高平均電流為：/0.8o=—=0.4A2 2查手冊選整流二極管IN4001，其參數(shù)為：反向擊穿電壓Ubr=50V>17V，但學(xué)校提供的只有IN4007,它與IN4001只存在反向擊穿電壓不同，為1000V,故一樣知足。最大整流電流IF圖3.4濾波電路部份仿真圖一、 濾波電路：能夠?qū)⒄麟娐份敵鲭妷褐械慕涣鞒煞荽蟛糠菁右詾V除，從而取得比較滑膩的直流電壓。二、 在設(shè)計(jì)中，常利用電容器兩頭的電壓不能突變和流過電感器的電流不能突變的特點(diǎn)，將電容器和負(fù)載電容并聯(lián)或電容器與負(fù)載電阻串聯(lián)，以達(dá)到使輸出波形大體滑膩的目的。選擇電容濾波電路后，直流輸出電壓：Uo1?1.2)U2,直流輸出電流： /_(^是變壓器副邊電流的有效值。)，穩(wěn)壓電路<>1_(^^)可選集成三端穩(wěn)壓器電路。3、濾波電路中濾波電容的選擇濾波電容的選擇應(yīng)依照其所在回路的時刻常數(shù)及其所能經(jīng)受的耐壓值來確信，電容的值應(yīng)知足：C>>(T*I)/(2U),一樣選擇電容的值為C=(3-5)(T*I)/(2U).其中T為輸入正弦信號的周期，咱們此刻用的市電頻率都為50Hz，故有其周期為T=1/f=0.02s,I為三端穩(wěn)壓器的最大輸入電流，U為三端穩(wěn)壓器的最小輸入電壓(14.5V)，帶入各項(xiàng)計(jì)算的：C=2758uF,通過調(diào)試與仿真，咱們最終確信譽(yù)2200uF電容。注意：因?yàn)榇笕萘侩娊怆娙萦斜厝坏睦@制電感散布電感，易引發(fā)自激振蕩，形成高頻干擾，因此穩(wěn)壓器的輸入、輸出端常并入瓷介質(zhì)小容量電容用來抵消電感效應(yīng)，抑制高頻干擾。3.4穩(wěn)壓電路1、要緊由78系列（輸出正電壓）和79系列（輸出負(fù)電壓）兩位數(shù)字通常表示電壓大小，依照設(shè)計(jì)要求選擇：7805，7905,7812,7912四個穩(wěn)壓器，組成四個輸出端;2、穩(wěn)壓電源測試電路如圖3.5：KIIM1rnff-lwm■C&豐JDOliE±：Z20uF4-:m:::無1郵°1:偵We?ftH5ACPOO'inF::tnir■■C&豐JDOliE±：Z20uF4-:m:::無1郵°1:偵We?ftH5ACPOO'inF::tnir■urnCifl

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七加誠moLD2UPl瀕5：R6A^A-?忙16E'UPC7912：4電路仿真與電路板制作Timtbtst如女IDms/Drv.^P4ftion|dIhtt做|翊川。|'*，：、「?，?? -'f74^7.' -：飛" |5cat[ai心”SwleP'O4電路仿真與電路板制作Timtbtst如女IDms/Drv.^P4ftion|dIhtt做|翊川。|'*，：、「?，?? -'f74^7.' -：飛" |5cat[ai心”SwleP'OMedE「?ElYpcfbon|drpostnn|dEgl|q JV帥口叵 f?/cjjJiBT_JQTyptSr>3.|Nor.jA±d|Norrtni.|-￡”-圖4.1 電路變壓器部份仿真圖及電壓輸出波形圖flI'圖4.2 變壓器及單相橋式整流電路部份仿真圖及電壓輸出波形3、圖4.3整理電路仿真圖及輸出電壓值圖4.2電路板制作電路板制作在畫出正確可行的電路原理圖并在Multisim軟件仿真成功以后，開始PCB電路板制作。覆銅基板上彎彎繞繞的銅線，確實(shí)是用來實(shí)現(xiàn)電信號的傳遞的，因此，咱們只要把銅箔蝕掉不用的部份，留下銅線部份就能夠夠了。如何實(shí)現(xiàn)這一步，第一，咱們需要了解一個概念，那確實(shí)是〃線路底片〃或稱之為〃線路菲林〃，咱們將板卡的線路設(shè)計(jì)用光刻機(jī)印成膠片，然后把一種要緊成份對特定光譜靈敏而發(fā)生化學(xué)反映的感光干膜覆蓋在基板上，干膜分兩種，光聚合型和光分解型，光聚合型干膜在特定光譜的光照射下會硬化，從水溶性物質(zhì)變成水不溶性而光分解型那么正好相反。那個地址咱們就用光聚合型感光干膜先蓋在基板上，上面再蓋一層線路膠片讓其曝光，曝光的地址呈黑色不透光，反之那么是透明的（線路部份）。光線通過膠片照射到感光干膜上一結(jié)果怎么樣了？凡是膠片上透明通光的地址干膜顏色變深開始硬化，牢牢包裹住基板表面的銅箔，就像把線路圖印在基板上一樣，接下來咱們通過顯影步驟（利用碳酸鈉溶液洗去未硬化干膜），讓不需要干膜愛惜的銅箔露出來，這稱作脫膜（Stripping）工序。接下來咱們再利用蝕銅液（侵蝕銅的化學(xué)藥品）對基板進(jìn)行蝕刻，沒有干膜愛惜的銅全軍覆沒，硬化干膜下的線路圖就這么在基板上呈現(xiàn)出來。這整個進(jìn)程有個叫法叫〃影像轉(zhuǎn)移〃。銅線電路支撐以后即是安裝元器件，最后是焊接。硬件調(diào)試依照以上原理，焊接好電路以后，用萬用表測得輸出電壓別離為-4.9V、5.01V,-11.9V、+11.9V大體符合設(shè)計(jì)要求。說明了硬件電路的正確性。從而說明這次模擬電路課程設(shè)計(jì)大體成功。也說明在實(shí)際情形中會顯現(xiàn)與軟仿真不完全符合的結(jié)果，這就要求咱們在實(shí)際的焊接進(jìn)程中適當(dāng)?shù)母脑谲浖抡鏁r所選擇元件參數(shù)以達(dá)到加倍理想的結(jié)果，固然誤差是不能幸免的，必然的誤差也是工程所許諾的課程設(shè)計(jì)體會意得與致謝本次課程設(shè)計(jì)至此已經(jīng)接近尾聲，盡管時刻不是很豐裕，但在電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)進(jìn)程中收成頗豐。由于電路的設(shè)計(jì)的要求明確，需要通過翻閱溫習(xí)以前學(xué)過的知識確立了實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案，然后慢慢細(xì)化進(jìn)行各模塊的設(shè)計(jì)；第二，就要依照設(shè)計(jì)的草圖進(jìn)行仿真，在電路仿真的進(jìn)程中總會顯現(xiàn)一些問題，在仿真中慢慢完善自己的電路圖。但是，這次課程設(shè)計(jì)讓咱們感受最深的是在焊接電路板時碰到的問題由于對實(shí)際元件了解不是專門好在焊接時顯現(xiàn)了短路，致使了鎮(zhèn)流器奧被燒毀。檢查電路時依照原理圖檢查去怎么也發(fā)覺不了癥結(jié)所在。在通過了耐心和長時刻的排錯后終于發(fā)覺錯誤所在。期間花費(fèi)了咱們大量的時刻和精力，多次都欲舍棄最終在確認(rèn)不是原理問題后才不將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到芯片上，只是令人慶幸的是最終仍是找到了