设计制作一串联型可调两路输出直流稳压正电源电路.doc

课程设计说明书课程设计名称： 模拟电路 课程设计题目： 设计制作一串联型可调两路输出直流稳压正电源电路 学 院 名 称： 信息工程 专业： 通信工程 班级： 090422 学号： 09042229 姓名： 荀乐文 评分： 教师： 张华南 欧巧凤 20 11 年 3 月 10 日 模拟电路 课程设计任务书20 10 20 1 1 学年 第 2 学期第 1 周 2 周 题目设计制作一串联型可调两路输出直流稳压正电源电路内容及要求设计任务和要求 一路输出直流电压12V；另一路输出512V连续可调直流稳压电源。 输出电流IOm=200mA；稳压系数Sr；能根据题目的要求，综合所学知识，进展资料查询、系统设计、选用适宜的元器件，先仿真通过后，用万能板/实验箱制作调试和进展结果分析，按学院要求的格式写出总结报告。进度安排1. 布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备： 3天； 2. 领元器件、制作、焊接：3天3调试： 天学生姓名：荀乐文 叶文陶指导时间：2021年2月21日3月4日指导地点：E-508室任务下达2021年 2月 16 日任务完成2021 年 3月4 日考核方式1.评阅 2.辩论 指导教师张华南 欧巧凤系部主任付崇芳目 录摘要4 前言5 第一章 设计任务与方案 6第二章 设计电路图 7 第三章 原件及其介绍 8第四章 设计原理及参数计算 9第五章 实验仿真结果 10第六章 实验结果及其分析 11第七章 实验结论及其体会 14附表 元件清单 16附录 参考文献 17摘要随着生活的各式各样，我们生活所需要的产品的品种也越来越多，其中绝大多数产品为电子产品，不同的产品工作时所需要的电源电压也不同，因而对电源的性能和参数要求也不同。目前，各种直流电源产品充满着市场，电源技术已经比拟成熟。然而，基于本钱的考虑，对于电源性能要求不是很高的场合，可采用带有过流保护的集成稳压电路，同样能满足产品的要求。本次设计的题目为设计一串联型可调两路直流稳压正电源：先是经过家用交流电源流过变压器得到一个大约十五伏的电压U1，然后U1经过一个桥堆进展整流在桥堆的输出端加两个电容C1、C2进展滤波，滤波后再通过LM7812具体参数参照手册输出一个固定的12V电压，这样就可以在一路输出固定的电压。在LM7812的输出端加一个电阻R3，调整端加一个固定电阻R1和一电位器R2，这样输出的电压就可以在512V范围内可调。 经过自己对试验原理的全面贯彻，以及相关技术的掌握，和反复的调试，经过自己的不断的努力，教师的耐心的指导，终于把这个串联型两路输出直流稳压输出正电源电路。关键词：两路 固定 可调 直流稳压电源 前 言随着社会的开展，科学技术的不断进步，对电子产品的性能要求也更高。我们做为21世纪的一名学电子的大学生，不仅要将理论知识学会，更应该将其应用与我们的日常生活中去，使理论与实践很好的结合起来。电子课程设计是电子技术学习中的一个非常重要的实践环节，能够真正表达我们是否完全吸收了所学的知识。在电子市场，各种各样的串联稳压电源琳琅满目，但大多数本钱都不低，基于本钱考虑，我们可以应用所学的知识自己设计一个简单的电路。大局部电压都是正电源，而人们的需求也日益丰富，所以直流稳压负电源也越来越多。尤其是在学校，我们所用的许多电源都是自己学校设计的，电压大概在120之间可调。虽然现在的电源很普遍，技术也很成熟，但其中的电路设计分析的思路仍值得我们去学习和研究。又因为其简单、易做、易设计。对材料无特别要求的特点。使得直流稳压电源的设计能广泛应用与课程设计中。第一章 设计任务与设计方案设计制作一串联型可调两路输出直流稳压正电源电路一、设计任务与要求(1)一路输出直流电压12V；另一路输出512V连续可调直流稳压电源。(2)输出电流IOm=200mA；(3)稳压系数Sr；二、方案设计与论证直流稳压电源是电子设备能量的提供者，对直流电源要求是：输出电压的幅值稳定，平滑，变换频率高，负载能力强，温度稳定性好。1 整流电路：交流电压转变成单向脉动直流电a、半波整流其原理是利用半导体的导通性组成的各种整流电路.U0=U2b、桥式整流然而单相桥式整流电路与半波整流电路相比，在一样的变压器副边电压下，对二极管的参数要求式一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小、见笑了输出电压的脉动等优点，因此在次设计中我选用单相桥式整流电路。2滤波电路：经整流后的电压仍具有较大的交流分量，不能直接输出变为直流电源，必须通过滤波电路将交流分量滤掉。尽量保存其输出中的直流分量，才能获得比拟平滑的直流分量，使之波形变得平滑，接近理想的的直流电源。所以可以利用电容两端电压不能突变或流经电感的电流不能突变的特点，将电容与负载并联，或将电感与负载串联就能起来滤波作用。3稳压电路： 由于滤波后的直流电压Ui受电网电压的波动和负载电流变化的影响T的影响很难保证输出电流电压的稳定。所以必须在滤波电路和负载一直加上稳压电路，才能保证输出直流电压的进一步稳定。如图就是由桥堆和电容组成的整流滤波电路当交流电电流流过桥堆时，负方向的电流改变方向，以正方向的形式从桥堆中流出，从而形成如图中的绿色局部的电流。当这种电流经过电容的滤波效果就形成了较为平滑的直流电流。第二章 设计电路图设计的实验的路第三章 元件及其介绍1变压器：型号AIR_CORE_XFORMEP。变压器的最根本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电 (具有某一频率)流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有一样频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。 一般指连接交流电源的线圈称之为一次线圈;而跨于此线圈的电压称之为一次电压.。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈间的匝数比所决定的。因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。 在此次实验中我们采用降压变压器，目的是将220V交流电降到我们所需的的范围。2桥堆： 型号 3N247桥堆是一种电子元件，内部由多个二极管组成.主要作用是整流，调整电流方向。用桥堆整流是比拟好的，首先是很方便，而且它内部的四个管子一般是挑选配对的，所以其性能较接近，还有就是大功率的整流时，桥堆上都可以装散热块 简化，使工作时性能更稳定，当然使用场合不同也要选择不同的桥堆，不能只看耐压是否够，比方高频特性等。在实验中，我们的设计的是直流电源，所以我们需对降压产生的交流进展整流，应选择此桥堆。(3)三端稳压器： 型号LM7812三端稳压器，主要有两种，一种输出电压是固定的，称为固定输出三端稳压器，另一种输出电压是可调的，称为可调输出三端稳压器，其根本原理一样，均采用串联型稳压电路。在线性集成稳压器中，由于三端稳压器只有三个引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能稳定，价格低廉等优点，因而得到广泛应用。因为在实验中，我们要产生一固定电压12V，应选择型号为型号LM7812KC的三端稳压器。4电容： 2个0.1uF 1个uF 1个470uF。其中470uF的电容是用于抵消长线传输而引起的电感，其容量一般在1uF以下。5电阻： 1个24 1个64。 电位器 34。根据设计要要求可计算出各个电阻的值。6开关： 单刀开关 1个第四章 设计原理及参数计算一、电路工作原理当220 交流电经变压器产生低压交流电时，电流信号经过桥堆时产生单向脉动电压，然后再经过滤波电路的滤波输出交流成分较少的平滑的直流电压，最后经过LM7812的稳压作用输出固定的直流电压12V，所以可以借鉴这的电压，产生一组固定的电压12V，另一组可调式电压可由电阻与电位器组成的电路得到范围为5-12的电压。二、元件参数的计算由?模拟电路根底教程?可知，W7812的输入有效值电压U3=19V，而经过电容的滤波效应，所以在经过桥堆之前的电压U2=U3/1.2=15.83V，由此可以算出变压器的匝数比N1:N2约为220/15.83/1.414约为10:1。电容C1的选择，因为C1为滤波电容，从理论上来讲，滤波电容越大，放电过程越慢，输出电压越平滑，平均值越高。但在实际上，电容的容量越大，不但体积越大，而却会使整流二极管流过的冲击电流更大。根据参考文献，可选择电容C1470uf。电容C2用于抵消长线传输而引起的电感，其容量可选择在1uF以下，应选择C20.1uF;电容C3改善负载的瞬态响应，其容量可选1uF及以下。但假设C3大，那么会在稳压器输入端断开时，C3通过稳压器放电，所以选择C3=0.1uF。同理可选择C4=1uF。由于实验要求输出电流IOm=200mA=60，根据稳压器输出端与公共端电流恒定不变，设计要求的电压范围，当R2接入组织为0时，I*R1=5，可以算出R1的阻值，当R2输入最大阻值时，有R1+R2=12，以及根据仿真结果可以准确算出电阻R1=24，以及电位器R2阻值的组织范围为034。第五章 实验仿真结果实验仿真电路图如下(a)图中波形为可调时的最小电压为5V此时开关不闭合b图中波形为可调时候的最大电压12V开关不闭合c图中是固定输出的直流电压为5V开关闭合第六章 实验结果及分析实验焊接、调试及实验结果分析在领玩元器件之后，按照画好的电路图，把元器件在PPC板是进展排版，然后按照元器件从低到高进展焊接。不能靠板上的线路连接的，用到导线连好，完成一个完整的电路。然后在实验室进展调试。由于实验限制，我们没有适宜的变压器，致使电路测试达不到要求，而且在实验室给的变压器降得的电压达不到是要求，所以实验结果达不到实验要求，可调电压也是在一定的范围内的，固定输出电压也是一定的。在接入输入信号好，用万用表测量输出敌压数值其结果如下：输入电压U=220Vf=50Hz固定队输出电压可调多输出电压在此次设计任务中虽然实验结果与理想结果有一定的误差，但是还是满足设计任务。在现实生活中，精准的直流电源不可能这么简单，要是实现更加接近理想的情况这需要更多的器件，通过复杂的电路来实现。 第七章 实验结论及体会结论与心得一个学期完毕了，在上了这么久的?拟电子技术根底课程?，在这个课程设计中，我发现了许多的问题。发现自己对模拟电子这门课还存在很多的缺乏之处，理论知识的理解不是很深。通过对该电路的设计、调试，使我学会运用了用选择器整流二极管、滤波器、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。使我有效的结合所学知识，把理论应用于实际。然而在调试过程我们没有充分的考虑输入电压达不到要求，从而导致调试结果与理论只有一定差距。盲目地从电路中找错误，浪费许多时间。这使我懂得要如何分析错误来源，使我更加快速而精准的找出错误所在的地方。以后要自己更加细心。在这次课设中充分锻炼了自己的动手能力，熟练掌握了焊接技术。学会了如何查找资料是自己的设计到达合理的要求。虽然在在设计过程遇到一些困难，但是经过自己查阅的资料和教师细心的指导，是我们克制种种困难，终于在最后把这个串联二路输出直流稳压电源设计出来了。并通过此吃课程设计任务是我们加深了对桥堆整流电路，电容滤波电路的了解。附表元件清单元件名称型号及数量桥堆3N247 1个电容2个0.1uF 1个1uF 1个470uF电阻1个24 1个60电位器1个34三端稳压器LM7812KC 1个开关单刀 1个附录参考文献1、华成英?模拟电子技术根本教程? 2、熊伟 侯传教 梁青 孟涛编著?MuItisim7电路设计及仿真应用?著 3、高桔祥?电子技术根底实验与课程设计? 第二版 4、南航航空大学?电子实践技术2?5、谢自美 ?电子线路设计、课题、测试?第二版