電子線路課程設(shè)計(jì)--多路輸出直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作

1、<p>　　電子線路課程設(shè)計(jì)（1）</p><p>　　論文（設(shè)計(jì)）題目：多路輸出直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作</p><p>　　系 別：物理與電子工程系</p><p>　　專 業(yè)： 電子信息工程</p><p>　　年 級(jí)： 2008級(jí)</p><p>　　學(xué)生姓名： *

2、** </p><p>　　指導(dǎo)教師： *** </p><p>　　時(shí) 間： 2010年6月17日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要………………………………………………………………………………2</p><p>　　關(guān)鍵詞……………

3、…………………………………………………………………2</p><p>　　1、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求…………………………………………………………………3</p><p>　　2、方案設(shè)計(jì)與論證………………………………………………………………3</p><p>　　2.1方案一…………………………………………………………………………3</p><p>

4、　　2.2方案二…………………………………………………………………………3</p><p>　　2.3論證……………………………………………………………………………3</p><p>　　3、硬件單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算………………………………………………3</p><p>　　3.1 整流電路電路………………………………………………………………3</p>

5、<p>　　3.2 濾波電路電路………………………………………………………………4</p><p>　　3.3 穩(wěn)壓電路電路………………………………………………………………4</p><p>　　3.4 步進(jìn)升壓電路電路……………………………………………………………4</p><p>　　3.5 分壓翻轉(zhuǎn)電路電路……………………………………………………

6、………5</p><p>　　3.6 CD4017介紹……………………………………………………………………5</p><p>　　3.7工作過程介紹……………………………………………………………………5</p><p>　　4、總原電路及元器件清單………………………………………………………5</p><p>　　4.1總原理圖……………………

7、………………………………………………5</p><p>　　4.2 PCB制板圖…………………………………………………………………6</p><p>　　4.3整體電路仿真圖以及仿真結(jié)果分析………………………………………6</p><p>　　4.4元件清單……………………………………………………………………6</p><p>　　5、安裝與

8、調(diào)試……………………………………………………………………6</p><p>　　5.1電路安裝……………………………………………………………………6</p><p>　　5.2電路調(diào)試……………………………………………………………………7 </p><p>　　6、性能測(cè)試與分析………………………………………………………………7</p><p&

9、gt;　　7、結(jié)論與心得……………………………………………………………………7</p><p>　　8、致謝……………………………………………………………………………7</p><p>　　摘要:直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟?。整流器把交流電變?yōu)橹绷麟姟＝?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。本設(shè)計(jì)

10、主要采用多路輸出直流穩(wěn)壓構(gòu)成穩(wěn)壓電路，通過變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓過程將220V交流電，變?yōu)榉€(wěn)定的直流電，并實(shí)現(xiàn)電壓可在+4~+20V可調(diào)和實(shí)現(xiàn)固定輸出電壓+-15,+-12v,+-5v。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：直流；開關(guān)穩(wěn)壓；變壓 </p><p>　　1、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：要求設(shè)計(jì)制作一個(gè)多路輸出直流穩(wěn)壓電源，可將220V/50HZ交流電轉(zhuǎn)換為多路直流穩(wěn)壓輸出：

11、+12V/1A，-12V/1A，+5V/1A，-5V/1A，+5V/3A及一組可調(diào)正電壓</p><p><b>　　2、方案設(shè)計(jì)與論證</b></p><p><b>　　2.1方案一</b></p><p>　　使用7805,7812，7905,7912等三端穩(wěn)壓芯片來對(duì)電源進(jìn)行穩(wěn)壓，用317T作為可調(diào)電壓穩(wěn)壓芯片。&

12、lt;/p><p><b>　　該方案</b></p><p><b>　　2.2方案二</b></p><p>　　使用LM2576開關(guān)穩(wěn)壓芯片進(jìn)行穩(wěn)壓，用CD4017進(jìn)行切換各值電壓。</p><p><b>　　2.3論證</b></p><p>　　

13、方案一簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，但是電流無法達(dá)到要求，并且效率太低，對(duì)輸入電壓有較大浪費(fèi)。方案二該方案較復(fù)雜，但可以實(shí)現(xiàn)3A的電流輸出，并且開關(guān)電源的可以更節(jié)能。</p><p>　　3、硬件單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　3.1整流電路 </b></p><p>　　整流電路常采用二極管單相全波整流電路，所示。在u2的正半周內(nèi)，二極管

14、D1、D2導(dǎo)通，D3、D4截止；u2的負(fù)半周內(nèi)，D3、D4導(dǎo)通，D1、D2截止。正負(fù)半周內(nèi)部都有電流流過的負(fù)載電阻RL，且方向是一致的。 </p><p>　　在橋式整流電路中，每個(gè)二極管都只在半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)電，所以流過每個(gè)二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半 。電路中的每只二極管承受的最大反向電壓為</p><p><b>　　3.2濾波電路 </b></

15、p><p>　　濾波電路選用一個(gè)100μF 的電解電容和一個(gè)104F 的小容量瓷片并聯(lián)濾波，如下圖。理論上，在同一頻率下容量大的電容其容抗小，這樣一大一小電容相并聯(lián)后其容量小的電容C2 不起作用。但是，由于大容量的電容器存在感抗特性，等效為一個(gè)電容與一個(gè)電感串聯(lián)。在高頻情況下的阻抗反而大于低頻時(shí)的阻抗，小電容的容量小，在制造時(shí)可以克服電感特性，幾乎不存在電感。在大電容C1 上并聯(lián)一個(gè)小電容C2 可以補(bǔ)償其在高頻下的不

16、足。當(dāng)電路的工作頻率比較低時(shí)，小電容不工作（容抗大相當(dāng)于開路）。大電容的容量越大濾波效果越好。當(dāng)電路的工作頻率比較高時(shí)（輸入信號(hào)的高頻干擾成分），大電容由于感抗大而處于開路狀態(tài)。這時(shí)高頻干擾成分通過小電容流到地線，濾除各種高頻干擾成分。</p><p><b>　　3.3穩(wěn)壓電路</b></p><p>　　交流電經(jīng)電源變壓器隔離降壓再經(jīng)橋式整流濾波后,加到LM257

17、6-ADJ輸入端1腳。穩(wěn)壓器控制端4腳接于電位器W和電阻R 組成的分壓電路上,改變W即可改變分壓比,就能調(diào)節(jié)其輸出電壓大小。Vo = UREF(1 +W/R) ,其中UREF為穩(wěn)壓器取樣電路基準(zhǔn)電壓為1. 23V。C1 輸入端濾波電容, C2 、C3 輸出端濾波電容如下圖。</p><p><b>　　3.4步進(jìn)升壓電路</b></p><p>　　用十進(jìn)制/分頻器，

18、按動(dòng)開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)脈沖的輸入，當(dāng)電源接通后，CD4017的Q0置于高電平，此時(shí)，只有第一個(gè)三級(jí)管導(dǎo)通，第一個(gè)電阻就被介入電路，VOUT為5V同理遞增為9V、12V。</p><p><b>　　3.5分壓翻轉(zhuǎn)電路</b></p><p>　　對(duì)于大多數(shù)的OTL 功放類器件而言，其內(nèi)部一般都設(shè)置了對(duì)稱的偏置電路結(jié)構(gòu)，</p><p>　　這就使其輸

19、出端的直流電位近似為電源電壓的一半；根據(jù)上述原理，我們完全可</p><p>　　以利用集成功放將單電源轉(zhuǎn)換成為大小相等的雙極性正、負(fù)電源</p><p>　　3.6 CD4017芯片介紹</p><p>　　CD4017 是5 位Johnson 計(jì)數(shù)器，具有10 個(gè)譯碼輸出端，CP、CR、INH 輸入端。時(shí)鐘輸入端的斯密特觸發(fā)器具有脈沖整形功能，對(duì)輸入時(shí)鐘脈沖上升

20、和下降時(shí)間無限制。INH 為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器在時(shí)鐘上升沿計(jì)數(shù)；反之，計(jì)數(shù)功能無效。CR 為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零。Johnson 計(jì)數(shù)器，提供了快速操作、2 輸入譯碼選通和無毛刺譯碼輸出。防鎖選通，保證了正確的計(jì)數(shù)順序。譯碼輸出一般為低電平，只有在對(duì)應(yīng)時(shí)鐘周期內(nèi)保持高電平。在每10 個(gè)時(shí)鐘輸入周期CO 信號(hào)完成一次進(jìn)位，并用作多級(jí)計(jì)數(shù)鏈的下級(jí)脈動(dòng)時(shí)鐘。CD4017 提供了16 引線多層陶瓷雙列直插(D)、熔封陶瓷雙列直插(J)、塑料雙列直

21、插(P)和陶瓷片狀載體(C)4 種封裝形式。</p><p><b>　　3.7工作過程介紹</b></p><p>　　220V的交流電通過整流橋變成不穩(wěn)定的直流電，通過LM2576穩(wěn)壓輸出穩(wěn)定的直流電，通過三極管代替開關(guān)，當(dāng)CD4017連接到的三極管基極輸出高電平的時(shí)候該三極管導(dǎo)通改變分壓電阻的阻值改變步進(jìn)輸出的電壓</p><p>　　4

22、、總原電路及元器件清單（反轉(zhuǎn)電路已經(jīng)用圖3代替時(shí)間來不急用的萬用板）</p><p><b>　　4.1原理圖</b></p><p><b>　　4.2 PCB</b></p><p><b>　　4.3原件清單</b></p><p><b>　　5、安裝與調(diào)試&

23、lt;/b></p><p><b>　　5.1電路安裝</b></p><p>　　PCB板里的自鎖開關(guān)封裝使用錯(cuò)誤，對(duì)器件進(jìn)行了簡(jiǎn)單改造，負(fù)電源照成了串聯(lián)無法實(shí)現(xiàn)雙電源，于是用運(yùn)放進(jìn)行分壓輸出。</p><p><b>　　電路調(diào)試</b></p><p><b>　　6、性能測(cè)

24、試與分析</b></p><p>　　輸出可以在4V-22V間變化可調(diào)，不過定值切換無法達(dá)到預(yù)想的5V,12V只能進(jìn)行兩路輸出，并不是嚴(yán)格意義上的多路輸出</p><p><b>　　7、結(jié)論與心得</b></p><p>　　第一次經(jīng)行電路設(shè)計(jì)遇到問題很多，對(duì)元器件浪費(fèi)也很大，對(duì)器件分析制作不夠嚴(yán)謹(jǐn)錯(cuò)誤從從，最終雖然能解決一些問題

25、，但是無法達(dá)到預(yù)期效果，繁雜而想與眾不同的設(shè)計(jì)讓整個(gè)電路顯得臃腫浮躁，并不能很好的直接表現(xiàn)出實(shí)用與價(jià)值，希望能在下次的設(shè)計(jì)中找準(zhǔn)定位全力完成。</p><p><b>　　8、致謝</b></p><p><b>　　藍(lán)良生老師</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)小組</b></p