模擬電路課程設(shè)計(jì)--直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)

1、<p>　　模擬電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　設(shè)計(jì)課題：直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一前言</b></p><p>　　設(shè)計(jì)3V~9V可調(diào)集成直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓可調(diào)：。學(xué)習(xí)掌握選擇變壓器、整流二極管、濾波電容及集成穩(wěn)壓器來設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源，直流穩(wěn)壓電源的調(diào)試及主要技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試方法。</p>

2、;<p><b>　　二方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.直流穩(wěn)壓電源的基本原理</p><p>　　直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成。一般由電源變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖如下：</p><p><b>　　其中，

3、</b></p><p>　　(1)電源變壓器：是降壓變壓器，它的作用是將220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui。變壓器的變比由變壓器的副邊按確定，變壓器副邊與原邊的功率比為P2/P1=n，式中n是變壓器的效率。</p><p>　　(2)整流電路：利用單向?qū)щ娫?，?0HZ的正弦交流電變換成脈動(dòng)的直流電。</p><p>　　(3)

4、濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分濾除。濾波電路濾除較大的波紋成分，輸出波紋較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。 </p><p>　　(4)穩(wěn)壓電路:穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路其工作原理是利用穩(wěn)壓管兩端的電壓稍有變化，會(huì)引起其電流有較大變化這一特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)與穩(wěn)壓管串聯(lián)的限流電阻上的壓降來達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。</p><p><b>

5、;　　2方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　我們采用LM317可調(diào)式三端穩(wěn)壓器電源，LM317可調(diào)式三端穩(wěn)壓器電源能夠連續(xù)輸出可調(diào)的直流電壓. 不過它只能連續(xù)可調(diào)的正電壓,穩(wěn)壓器內(nèi)部含有過流,過熱保護(hù)電路;由一個(gè)電阻(R)和一個(gè)可變電位器(RP)組成電壓輸出調(diào)節(jié)電路,輸出電壓為:Vo=1.25(1+RP/R).</p><p>　　由此可見此穩(wěn)壓器的性能和穩(wěn)壓穩(wěn)定都比上一個(gè)三

6、端穩(wěn)壓電源要好,所以選用LM317三端穩(wěn)壓電源。</p><p><b>　　三 單元模塊設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.集成三端穩(wěn)壓器</b></p><p>　　LM317內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓高得多的紋波抑制比。可調(diào)整輸出電壓低到1.2V，保證1

7、.5A輸出電流，典型線性調(diào)整率0.01%，80dB紋波抑制比，輸出短路保護(hù)，過流、過熱保護(hù)，調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)，標(biāo)準(zhǔn)三極管封裝。</p><p>　　LM317其特性參數(shù)：</p><p>　　可調(diào)范圍為1.25V-7V</p><p>　　最大輸出點(diǎn)流為1.5A</p><p>　　輸入與輸出工作壓差為：3V-40V。</p>

8、<p><b>　　輸出表達(dá)式為：</b></p><p>　　其中，是集成穩(wěn)壓器件的輸出電壓，為1.25V。如圖所示，改變R2的值，Uo的值即可改變。當(dāng)R2短路時(shí)，Uo最小，為即1.25V；當(dāng)R2大于零時(shí)，Uo都大于，最大可達(dá)37V,如右圖所示。</p><p><b>　　2.選擇電源變壓器</b></p><

9、;p>　　1）確定副邊電壓U2：</p><p>　　根據(jù)性能指標(biāo)要求： </p><p><b>　　又 </b></p><p><b>　　其中： </b></p><p><b>　　此范圍可任選：</b></p><p><

10、b>　　根據(jù) </b></p><p>　　可得變壓的副邊電壓： </p><p>　　2）確定副邊電流： </p><p><b>　　又副邊電流 取</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　3)選擇變壓器的功率</

11、p><p><b>　　變壓器的輸出功率：</b></p><p>　　3.選擇整流電路中的二極管</p><p><b>　　變壓器的伏變電壓 </b></p><p>　　橋式整流電路中的二極管承受的最高反向電壓為：</p><p>　　橋式整流電路中二極管承受的最高平均電流

12、為： </p><p>　　查手冊(cè)選整流二極管IN4007,其參數(shù)為：反向擊穿電</p><p><b>　　最大整流電流</b></p><p>　　4.濾波電路中濾波電容的選擇</p><p><b>　　求： </b></p><p>　　根據(jù)穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓系數(shù)的定義：

13、</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求 </b></p><p>　　代入上式，則可求得 ；</p><p><b>　　2）求濾波電容C</b></p><p><b>　　設(shè)定</b></p><p><b>　　所以濾波電容：。&

14、lt;/b></p><p>　　電路中濾波電容承受的最高電壓為,所以所選電容器的耐壓應(yīng)大于17V.</p><p><b>　　四仿真圖</b></p><p><b>　　五實(shí)際電路</b></p><p><b>　　六 安裝與調(diào)試</b></p>&

15、lt;p>　　按PCB圖所示，制作好電路板。安裝時(shí)，先安裝比較小的原件，所以先安裝整流電路，在安裝穩(wěn)壓電路，最后再裝上電路（電容）。安裝時(shí)要注意，二極管和電解電容的極性不要接反。檢查無誤后，才將電源變壓器與整流濾波電路連接，通電后，用萬用表檢查整流后輸出LM317輸入端電壓Ui的極性，若Ui的極性為負(fù)，則說明整流電路沒有接對(duì)，此時(shí)若接入穩(wěn)壓電路，就會(huì)損壞集成穩(wěn)壓器。然后接通電源，調(diào)節(jié)Rw的值，若輸出電壓滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，說明穩(wěn)壓電源中

16、各級(jí)電路都能正常工作，此時(shí)就可以進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試。</p><p>　　電位器RV1取最大時(shí)，Uo=9.087V</p><p>　　電位器RV1滑到最小時(shí)，Uo=2.972V</p><p>　　電位器在0到1K之間，輸出電壓連續(xù)可調(diào)：約為3V~9V</p><p><b>　　七總結(jié)</b></p>

17、<p>　　經(jīng)過一個(gè)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，我還是把我的課程設(shè)計(jì)報(bào)告完成了。通過這一次的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，讓我對(duì)模電知識(shí)更近一步的了解，對(duì)模電課程中直流穩(wěn)壓電源這一章所涉及的部分元件有了一定的認(rèn)識(shí)；掌握了選擇變壓器、整流二極管、濾波電容及集成穩(wěn)壓器來設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源，學(xué)會(huì)了用Pretues仿真軟件對(duì)直流穩(wěn)壓電源進(jìn)行調(diào)試及各部件主要技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試。</p><p>　　從選題到畫圖這個(gè)過程并沒有發(fā)費(fèi)我太多的時(shí)間，但是畫

18、PCB板關(guān)系到之后的印版，所以畫PCB板的時(shí)候我特意向在行的同學(xué)尋求幫助，問他們哪些地方需要改進(jìn)的。但任存在不足的是，容值較大的電容與穩(wěn)壓管的距離靠得太近，導(dǎo)致散熱片不能正常接上去，影響了穩(wěn)壓管的散熱。</p><p>　　硬件的制作按流程操作并不是很難，我只用了一個(gè)下午的時(shí)間，由于仿真軟件本身的原因也可能造成誤差，所以在完成硬件之后，我用萬用表測(cè)得的輸出電壓范圍是4.5V~9.06V，與要求的輸出電壓值有較大的

19、誤差，我又將與變壓器串聯(lián)的電阻換成更小阻值的，之后測(cè)得的輸出電壓為2.972V~9.08V，減少了誤差。</p><p>　　整個(gè)事件過程中最難的要數(shù)調(diào)試了。由于對(duì)仿真軟件使用懂得不多，對(duì)模電知識(shí)學(xué)習(xí)的也不是很透徹，所以有些數(shù)據(jù)的測(cè)試是參考資料測(cè)試的。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)查找資料和綜合應(yīng)用課本理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。在計(jì)算和動(dòng)手方面要更加的耐心加細(xì)心，