模電設計性實驗實驗報告

65-《模擬電子設計性試驗》學院：計算機與通信工程學院專業(yè)：通信工程班級：通信10-2姓名：程振華王海軍武文超孟憲帥學號：1008222291008223010082215100082216課程設計目的1）學會選擇變壓器，整流二極管，濾波電容及集成穩(wěn)壓器來設計直流穩(wěn)壓電源；2）結合所學的電子電路的理論知識完成直流穩(wěn)壓電源課程設計；3）通過該設計學會并掌握常用電子元器件的選擇和使用方法；4）掌握直流穩(wěn)壓電源的調(diào)試及主要技術指標的測試方法；5）加強自主性學習、研究性學習，加強團隊合作，提高創(chuàng)新意識2.課程設計考核題目2.1課程設計任務用LM137設計一個輸出1A的恒壓源,輸出電壓為-3~-10V2.2課程設計要求1）畫出系統(tǒng)電路圖，并畫出變壓器輸出、濾波電路輸出及穩(wěn)壓輸出的電壓波形；畫出變壓器副邊電流的波形。2）輸入工頻220V交流電的情況下，確定變壓器變比；3）在滿載情況下選擇濾波電容的大?。ㄈ?倍工頻半周期）；4）求濾波電路的輸出最大電壓；5）求電路中固定電阻阻值、可調(diào)電阻調(diào)節(jié)范圍。2.3設計思路直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，直流穩(wěn)壓電源包括變壓器，整流，濾波，穩(wěn)壓電路，負載組成。其框圖如下3.設計電路圖; 4.設計所需電子元件220V交流電壓源，變壓器，二極管3N246，定值電阻，可調(diào)電阻，電容及三端可調(diào)式輸出集成穩(wěn)壓器LM138，其中LM138的主要參數(shù)如下：輸出電壓從-1.2V至-37V可調(diào);最大輸出電流:1.5A;基準電壓:1.25V;輸入、輸出電壓差為3~40V.設計步驟 1）確定穩(wěn)壓電路的最低輸入直流電壓UImin:UImin≈(UOmax+(UI-UO)min)/0.9式中：(UI-UO)min為穩(wěn)壓器的最小輸入、輸出電壓差，而LM137的允許輸入、輸出電壓差為3~40V，現(xiàn)取為3V；系數(shù)0.9是考慮電網(wǎng)電壓可能波動±10%。代入數(shù)據(jù)，計算得：UImin≈(10+3)÷0.9=14.4V這里取15V。選擇電源變壓器：確定電源變壓器副邊電壓及電流：U2≧UImin/1.1, I2≧IImin因為輸出電流最大為1A,所以取I2為1.1A,U2≧15/1.1=13.6V。輸入的交流電壓：U1=220v,所以變壓器的變比為： n=220/13.6=16.18,1/n=0.062.選擇整流二極管：利用單向?qū)щ姸O管，把50Hz的正弦交流電變換成脈動的直流電。 整流二極管的平均電流：Id=1/2*I(omax)=0.5A二極管承受的最大反向電壓：Urm=1.414*U2=19.233V所以根據(jù)算出的最大反向壓降和導通電流可以選擇二極管為3N246型選擇濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。此次設計采用單向橋式整流濾波電容濾波。題目要求是5倍工頻半周期，所以C1=5*T*Imax/2UImin=3819UF所以應選擇3.9mF/14v的電解電容設計穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負載的變化而變化。本次試驗使用的是三端可調(diào)式輸出集成穩(wěn)壓器LM138.設計要求為輸出電壓-3~-10V間可調(diào)，而輸出電壓又與穩(wěn)壓電路的R1與R2有關，UO=1.25*(1+R2/R1)，取R2=120Ω,R所以R2min=168Ω，R2max=840Ω；所以滑動變阻器R2=1KΩ的可調(diào)范圍應選在17%~84%。實驗結果與誤差分析調(diào)節(jié)滑動變阻器R2為84%時，用直流電壓表測得直流穩(wěn)壓電源兩端的電壓-10.035V；調(diào)節(jié)滑動變阻器R2為17%時，用直流電壓表測得直流穩(wěn)壓電源兩端的電壓-3.032V。計算最大誤差=(|-10.035-(-10)|/|-10|)×100%=0.35%。誤差分析：=1\*GB2⑴在計算變壓器副邊電壓時，UImin取的是近似值比實際值大，導致變壓器副邊電壓比理論值大，進而影響直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓；=2\*GB2⑵由于直流穩(wěn)壓電源的最大輸出電流是1A，所以穩(wěn)壓器的輸入電流應大于1A，而在計算濾波電容時將其取為1A，導致濾波電容比實際值大，進而影響直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓；=3\*GB2⑶在計算UO輸出電壓時，采用了近似運算UO=1.25*(1+R2/R1)，而實際上UO=1.25*(1+R2/R1)+Iadj*R2 導致實際輸出電壓比理論值大。7.仿真波形圖1，經(jīng)過變壓器后的波形 圖2濾波后的波形圖3穩(wěn)壓后的波形8.設計總結： 通過這次模電課程設計，我們將掌握了的有關模擬電子技術方面的知識應用在實踐之中，雖然在設計過程中遇到了一些問題，但經(jīng)過小組成員一次又一次的思考與討論之后，最終解決了問題，這也暴露出了前期準備不充分，設計不全面的問題。通過自己親手設計制作，我們收獲到了許多在課堂上學不到的知識與經(jīng)驗：=1\*GB3①做事應分清層次，有條理的進行。在此次設計試驗中，要將直流電源的每一個部分依次完成，不要急功近利；=2\*GB3②實踐是檢驗真理的唯一標準，無論課本上講的內(nèi)容如何，只有事實才是真正的真理；=3\*GB3③團隊的力量大于個人，團隊的默契程度可以將各種困難一一化解，不是一個人厲害就行，要以大局為重。

同時，在課程設計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多問題，最后在老師的指導下，終于游逆而解。在今后社會的發(fā)展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不