畢業(yè)設(shè)計(jì)---跟蹤式穩(wěn)壓電源

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)論文</b></p><p>　　0-±15V跟蹤式穩(wěn)壓電源</p><p>　　系 別 電子信息工程系 </p><p>　　專業(yè)名稱 　 　應(yīng)用電子技術(shù) </p><p>　　班級(jí)名稱 電子073

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 xxx 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 xxxx 職稱 實(shí)驗(yàn)師 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要：3</b></p><p><b&g

3、t;　　1 引言4</b></p><p>　　1.1 原理分析5</p><p>　　1.1.1 電路介紹5</p><p>　　1.2 電路原理圖5</p><p>　　1.3 方案論證7</p><p>　　1.4 電路框架圖7</p><p>　　1.

4、5 應(yīng)用領(lǐng)域8</p><p><b>　　2 電路原理9</b></p><p>　　2.1 組成結(jié)構(gòu)9</p><p>　　2.2 整流濾波穩(wěn)壓電路9</p><p>　　2.3 穩(wěn)壓電路10</p><p>　　2.4 調(diào)壓電路11</p><p&g

5、t;　　2.5 差分放大器 ,+6.8V輔助電源11</p><p>　　3 總電路的原理功能分析13</p><p>　　3.1 電路中各元器件功能13</p><p>　　3.2 總電路的原理分析14</p><p><b>　　4.參考文獻(xiàn)15</b></p><p><

6、;b>　　5 結(jié)語(yǔ)16</b></p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　跟蹤式穩(wěn)壓電路是從0起調(diào)至±15V直流穩(wěn)壓電源。用LM317和LM337三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，故內(nèi)部有線電流、短路和熱保護(hù)等完善功能。其獨(dú)特之處：僅用一個(gè)單連電位器即能實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電壓“跟蹤”調(diào)節(jié)，具有線路簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)方便、性能優(yōu)良等特點(diǎn)。本電路由

7、降壓整流濾波電路、穩(wěn)壓器、調(diào)壓電路、差分放大器、±6.8V輔助電源組成。因此，該系統(tǒng)不僅功能強(qiáng)大，而且實(shí)用性強(qiáng)。</p><p><b>　　關(guān)鍵詞：</b></p><p>　　LM337三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器；整流濾波；±6.8V輔助電源；調(diào)壓電路；差分放大器；穩(wěn)壓器。</p><p><b>　　1 引言<

8、;/b></p><p>　　在傳統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源中，控制部分按模擬信號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代，電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路的基礎(chǔ)上的。但是，現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來(lái)越重要，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟，顯示出越來(lái)越多的優(yōu)點(diǎn)：便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾（提高抗干擾能力）、便于軟件包調(diào)試以及容錯(cuò)等技術(shù)的植入。</p><p>　　本

9、文采用LM317以及LM337兩種芯片進(jìn)行研究，起初在設(shè)計(jì)電路時(shí)采用7805穩(wěn)壓塊， 7805雖然可接成恒流電路，但恒流效果不如LM317，前者是固定輸出穩(wěn)壓IC，后者是可調(diào)輸出穩(wěn)壓IC，最重要的是7805不允許GND端懸空，否則器件極易損壞。而LM317即使ADJ端懸空，各種保護(hù)功能仍然有效。兩種芯片的售價(jià)又相近，采用LM317才是更為合理的改進(jìn)。</p><p><b>　　1.1 電路設(shè)計(jì)<

10、;/b></p><p>　　1.1.1 電路介紹</p><p>　　跟蹤式穩(wěn)壓電路是從0起調(diào)至±15V的直流穩(wěn)壓電源。用LM317和LM337三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，故內(nèi)部有限流、短路和熱保護(hù)等完善功能。其獨(dú)特之處：僅用一個(gè)單連電位器即能實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電壓“跟蹤”調(diào)節(jié)，具有線路簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)方便、性能優(yōu)良等特點(diǎn)。</p><p>　　1.2 電路框架圖&

11、lt;/p><p>　　跟蹤式穩(wěn)壓電源的電路框圖如圖1-4-1所示。</p><p>　　圖1-2-1跟蹤式穩(wěn)壓電源的電路框圖</p><p><b>　　1.3 方案論證</b></p><p>　　為設(shè)計(jì)0-±15V跟蹤式穩(wěn)壓電源，系統(tǒng)應(yīng)具有差分放大器，穩(wěn)壓器，降壓整流濾波,±6.8V輔助電源和采樣

12、等單元。由于功能定為0-±15V跟蹤式穩(wěn)壓電源，因此采用LM317和LM337三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器。</p><p>　　LM317和LM337三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，故內(nèi)部有限流、短路和熱保護(hù)等完善功能。其獨(dú)特之處：僅用一個(gè)單連電位器即能實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電壓“跟蹤”調(diào)節(jié)，具有線路簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)方便、性能優(yōu)良等特點(diǎn)。</p><p><b>　　2 各模塊電路設(shè)計(jì)</b>&

13、lt;/p><p><b>　　2.1 組成結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　本電路由降壓整流濾波電路、穩(wěn)壓器、調(diào)壓電路、差分放大器、±6.8V輔助電源組成。由于正負(fù)電路結(jié)構(gòu)與原理相同所以在次不做重復(fù)。</p><p>　　2.2 降壓整流濾波電路</p><p>　　整流的任務(wù)是將正弦波變換成直流電壓；濾波的

14、任務(wù)是將全濾波性通過(guò)RC濾波網(wǎng)絡(luò)以后變成更平坦的直流電壓，減小脈動(dòng)，提高整流的效果；穩(wěn)壓的任務(wù)是要求輸出恒定的直流電壓，且要達(dá)到課題所提出的要求。整流濾波穩(wěn)壓電路如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 整流濾波穩(wěn)壓電路圖</p><p>　　T是一個(gè)交直流轉(zhuǎn)換器，它實(shí)現(xiàn)的動(dòng)能是將220V交流電壓轉(zhuǎn)換成為15.5V，1.5A的直流變壓器，這樣就確保了電路的正常使用，由于交流電壓過(guò)大，

15、會(huì)使得在小功率電路中電路中的元器件損壞。</p><p>　　VD1~VD4是由四個(gè)二極管組成的橋式整流電路，在擺放四個(gè)二極管的時(shí)候要保持方向一致，不然任何其中一只因極性不正確會(huì)使得電路短路或者燒壞電路元件。</p><p>　　C1是一只2200uF/25V的電解電容，它在電路里起的作用是將整流之后的電壓進(jìn)行濾波，使得輸入電路的電壓更接近于直流電壓，獲得上下對(duì)稱的±22V直流電

16、壓。</p><p><b>　　2.3 正穩(wěn)壓電路</b></p><p>　　正穩(wěn)壓的作用是通過(guò)通常穩(wěn)壓二極管都是與串聯(lián)電阻組合使用的，穩(wěn)壓二極管是并聯(lián)在輸出兩端。當(dāng)輸入電壓高于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定（擊穿）電壓時(shí)，穩(wěn)壓二極管有電流通過(guò)，加大了在串聯(lián)電阻上的電壓降，使輸出電壓不高于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定（擊穿）電壓。穩(wěn)壓電路如圖2-3-1所示。 </

17、p><p>　　圖2-3-1穩(wěn)壓電路圖</p><p>　　VD7 是二極管，作用是當(dāng)有反向電壓時(shí)，可以直接從VD7流過(guò)，防止電壓過(guò)大損壞穩(wěn)壓管IC1，防止外接負(fù)載加大有電容放電，致使IC1與IC3輸出端損壞。</p><p>　　R3、R6、R7、RP1：構(gòu)成穩(wěn)壓輸出值調(diào)整電路；</p><p>　　R1、R2:決定VD5、VD6穩(wěn)壓管的偏置電

18、流；</p><p>　　LM317是可調(diào)節(jié)3-端正電壓穩(wěn)壓器，在輸出電壓范圍為1.2V到37V時(shí)能夠提供超過(guò)1.5A的電流。此穩(wěn)壓器非常易于使用，只需要兩個(gè)外部電阻來(lái)設(shè)置輸出電壓。此外還使用內(nèi)部限流、熱關(guān)斷和安全工作區(qū)補(bǔ)償使之基本能防止燒斷保險(xiǎn)絲。LM317元件外形圖如圖2-3-2所示。</p><p>　　各管腳作用：1.調(diào)節(jié)端 2.Vout 3.Vin </p

19、><p>　　圖2-3-2 LM317元件外形圖</p><p>　　2.4 負(fù)穩(wěn)壓電路電路</p><p>　　負(fù)穩(wěn)壓的作用是通過(guò)通常穩(wěn)壓二極管都是與串聯(lián)電阻組合使用的，穩(wěn)壓二極管是并聯(lián)在輸出兩端。當(dāng)輸入電壓高于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定（擊穿）電壓時(shí)，穩(wěn)壓二極管有電流通過(guò)，加大了在串聯(lián)電阻上的電壓降，使輸出電壓不低于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定（擊穿）電壓。穩(wěn)壓電路如圖2-3-2所示。

20、</p><p><b>　　2.4 調(diào)壓電路</b></p><p>　　調(diào)壓電路時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)電路中的電阻來(lái)改變，電路圖如2-4-1所示。</p><p>　　圖2-4-1 調(diào)壓電路圖</p><p>　　RP1: 改變輸出電壓</p><p>　　2.5 差分放大器 ,+6.8V輔助電源&l

21、t;/p><p>　　分別接在運(yùn)放 IC4和運(yùn)放 IC3的 V+與 V-端，以保證IC3、IC4的工作電壓不超過(guò)極限范圍。差分放大器及輔助電源如圖2-5-1所示。</p><p>　　圖2-5-1 差分放大器及輔助電源圖</p><p>　　1.3 系統(tǒng)整體電路圖</p><p>　　跟蹤式穩(wěn)壓電源的電路原理圖見(jiàn)圖1-2-1。</p>

22、;<p>　　圖1-2-1 跟蹤式穩(wěn)壓電源的電路原理圖</p><p>　　3 總電路的原理功能分析</p><p>　　3.1 電路中各元器件功能</p><p>　　T:把220V交流電壓轉(zhuǎn)換成15.5V、1.5A交流電壓；</p><p>　　VD1~VD4:組成橋式整流電路；</p><p>

23、　　VD5:穩(wěn)壓二極管；</p><p>　　VD6:穩(wěn)壓二極管；</p><p>　　VD7: 當(dāng)有反向電壓時(shí)可以直接從VD7流過(guò)，防止電壓過(guò)大損壞穩(wěn)壓器IC1；</p><p>　　VD7、VD8: 防止外接負(fù)載加大有電容放電，致使IC1與IC3輸出端損壞；</p><p>　　VD9、 VD10: 防止因某種原因IC3輸出正飽和和IC4

24、輸出負(fù)飽和而將IC1、IC2</p><p>　　調(diào)節(jié)端擊穿，因IC1與IC2的調(diào)節(jié)端不允許流入反相電流；</p><p>　　C1、C2: 將整流之后的電壓進(jìn)行濾波，使得輸入電路的電壓更接近于直流電壓，</p><p>　　獲得上下對(duì)稱的±22V直流電壓；</p><p>　　C3、C4:用來(lái)消除大的瞬變電流相互間的影響；<

25、/p><p>　　C5、C6:與C1、C2功能一樣，只是輸出的；</p><p>　　C7、C8:與C3、C4功能一樣，只是輸出的；</p><p>　　R1、R2:決定VD5、VD6穩(wěn)壓管的偏置電流；</p><p>　　R3、R6、R7、RP1構(gòu)成穩(wěn)壓輸出值調(diào)整電路；</p><p>　　R4:反相端輸入電阻；<

26、/p><p><b>　　R5:反饋電阻；</b></p><p>　　R8:穩(wěn)壓器輸入端電阻；</p><p>　　R9、R10:反相端輸入電阻；</p><p><b>　　IC1:穩(wěn)壓器；</b></p><p><b>　　IC2:穩(wěn)壓器；</b>&

27、lt;/p><p>　　IC3:運(yùn)放，接成差分輸入；</p><p>　　IC4:運(yùn)放，接成反相輸入；</p><p>　　RP1: 改變輸出電壓；</p><p>　　3.2 總電路的原理分析</p><p>　　1.正輸出電路由穩(wěn)壓器IC1及相關(guān)元器件組成，通常接在穩(wěn)壓器IC1的調(diào)節(jié)上電位器另一端是接地的。假如RP1

28、電阻調(diào)至0值，那么輸出電壓Vout=1.2V，即電路內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為1.2V，同時(shí)在電阻R3上產(chǎn)生10mA恒流，只要改變RP1的阻值即可改變輸出電壓。這里，將RP1接地端改接在運(yùn)放IC3的輸出端，并設(shè)法使IC3的輸出電壓為-1.2V，以抵消IC1的基準(zhǔn)電壓+1.2V，這樣便可實(shí)現(xiàn)從0起調(diào)，要實(shí)現(xiàn)上述目的也很簡(jiǎn)單，只要將運(yùn)放IC3連成差分放大器，進(jìn)行減法運(yùn)算即可。由圖可知，同相輸入端電壓為V1，而反相輸入端電壓為V2，因R4=R5=R6=R

29、7，故IC3的輸出端電壓VO=R5/R4 ×（V1-V2）=-1.2V，同理也可得出穩(wěn)壓器IC1的輸出電壓+Vout＝5mA×R3＋10mA×PR1-1.2V。</p><p>　　2.負(fù)輸出電路由穩(wěn)壓器IC2及相關(guān)元件組成，這里省去了IC2調(diào)節(jié)端上原設(shè)置的電位器RP3，改接在運(yùn)放IC4的輸出端，由IC4的輸出電壓控制調(diào)節(jié)端，同樣可以達(dá)到調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器的輸出電壓目的。由于運(yùn)放IC4接成增

30、益為1的反相放大器，其反相輸入端連到正輸出電路的穩(wěn)壓器輸出端上，所以負(fù)輸出穩(wěn)壓器便產(chǎn)生極性相反幅度相等的穩(wěn)壓電壓，即-Vout=-R10／R9×（+Vout），因R9=R10，所以-Vout＝＋Vout，即負(fù)輸出電壓跟蹤正輸出電壓。</p><p>　　3.電路中二極管D7與D8用以防止外接負(fù)載加大有電容放電，致使IC1與IC3輸出端損壞；另外二極管D9與D10為防止因某種原因IC3輸出正飽和和IC4輸

31、出負(fù)飽和而將IC1和IC2調(diào)節(jié)端擊穿，因IC1與IC2的調(diào)節(jié)端不允許流入反相電流。</p><p><b>　　4.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.謝自美主編。電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試。武漢：華中理工大學(xué)出版社，1994。</p><p>　　2.孫義芳，莊慕華編。電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。北京：高等教育出版社，1992。</p>

32、<p>　　3.孟貴華主編。電子技術(shù)工藝基礎(chǔ)。北京：電子工業(yè)出版社，1996</p><p>　　4.張璞，李慶常編著。電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)。北京：北京理工大學(xué)出版社，1994。</p><p>　　5.清華大學(xué)電子學(xué)教研組孫梅生等編。電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)。北京：高等教育出版社，1989。</p><p>　　6.張連春編著。收音機(jī)擴(kuò)音機(jī)錄音機(jī)和電視機(jī)用穩(wěn)

33、壓電源的制作。北京：人民郵電出版社，1995。</p><p><b>　　5 結(jié)語(yǔ)</b></p><p>　　本次論文通過(guò)查閱網(wǎng)絡(luò)與圖書館搜集到的資料，再加上指導(dǎo)老師指點(diǎn)，結(jié)合生活中對(duì)遙控器的功能特性要求，設(shè)計(jì)出了這一套以模擬電子技術(shù)為核心技術(shù)的0-±15V跟蹤式穩(wěn)壓電源，基本完成了課題的要求。</p><p>　　從開(kāi)始接到論

34、文題目到電路圖的確立，再到論文文章的完成，每走一步對(duì)我來(lái)說(shuō)都是新的嘗試與挑戰(zhàn)。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識(shí)也有很多感受。當(dāng)然在做的過(guò)程中也遇到過(guò)很多的麻煩，一些沒(méi)有接觸過(guò)的元件，它們的封裝需要自己去書籍、網(wǎng)上搜索，在更新的時(shí)候會(huì)有一些錯(cuò)誤，自己很難改正，只得求助老師，最后得以解決。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我開(kāi)始了自主的學(xué)習(xí)和試驗(yàn)，查看相關(guān)的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作

35、品一步步完善起來(lái)，每一次改進(jìn)都是我學(xué)習(xí)的收獲。各種系統(tǒng)的適用條件，各種程序的選用標(biāo)準(zhǔn)，各種元件的安裝方式，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我對(duì)設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)也對(duì)自己提出了新的要求。課題設(shè)計(jì)過(guò)程中我不怕失敗，在失敗中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為成功積累素材；學(xué)著自我超越，敢于嘗試，在嘗試中進(jìn)步，這對(duì)我能力的提高大有好處。每一次老師交代的任務(wù)，每一個(gè)任務(wù)都是一個(gè)鍛煉的機(jī)會(huì)和成長(zhǎng)的過(guò)程，我在規(guī)定的時(shí)間盡善盡美的完成，把自

36、己的能力發(fā)揮到最大限度。這些本是我工作后才會(huì)意識(shí)到的問(wèn)題，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我提前了解了這些知識(shí)。</p><p>　　論文的撰寫過(guò)程，讓我對(duì)學(xué)習(xí)、工作的思路有了更為明朗的認(rèn)識(shí)：它是站在一定高度上去工作的。曾經(jīng)也做過(guò)課程設(shè)計(jì)，都是局限在課本中，這次讓我頗收豐富。</p><p>　　這次做論文的經(jīng)歷使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過(guò)程，沒(méi)有學(xué)習(xí)