2022年多路输出直流稳压电源设计.docx

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1、精品学习资源多路输出直流稳压电源设计目录课程设计任务书 错误！未定义书签；武汉理工高校课程设计教案检查记录表错误！未定义书签；摘要 21. 绪论 22 设计内容及要求 32.1 设计的初始条件及主要任务 32.2 设计思路 43 单元模块设计原理 43.1 电源变压器 43.2 整流电路 43.3 滤波电路 53.4 稳压电路 53.5 电源指示 6 4 元件参数挑选 64.1 集成稳压器的挑选： 64.2 电源变压器的挑选 74.3 集成整流桥及滤波电容的挑选 74.4 分压电阻的挑选 75 硬件调试 8电路测试相关参数一览表 86 整体电路图 107 器件清单及仪器相关参数 118 心得体

2、会 11 参考文献 12 附录 12电子技术课程设计进度要求 12欢迎下载精品学习资源电子技术课程设计说明书与图纸要求13信息工程学院课程设计评分表 13摘要本文介绍了一种采纳集成稳压器制作多路输出直流稳压电源的方法，主要阐述如何运用集成稳压器，协作变压器、单向整流桥、滤波电容，完成规定任务的设计方法，重点表达了整体设计的工作原理、相关元件的选定思路、电路详细调试过程三个部分；本次课程设计的目的培育同学正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，庄重认真、实事求是的科学态度和勇于探究的创新精神；培育同学综合运用所学学问分析和解决工程实际问题的才能通过课程设计，使同学在理论运算、结构设计、工程绘图、

3、查阅设计资料、标准与规范的运用和运算机应用方面的才能得到训练和提高；巩固、深化和扩展同学的理论学问与初步的专业技能；关键词：直流 滤波 集成稳压器1. 绪论很多电子设备，家用电器都需要直流电源供电，其中除了少量的低功耗、便携式的一起设备选用干电池供电外，绝大多数电子设备正常工作需要直流供电，而常用的电源市电是 220V 或 380V 的沟通电，因此需要把沟通电变换成直流电；1 例如在我们学习的大多数集成运算放大器都需要加规定的直流偏置才能正常工作；所以直流稳压电源对于我们的模电课程学习来说特别重要，一个稳固牢靠的直流稳压电源是今后我们学习、设计其他电路的保证；但是不同的电路对于直流电压值有着不

4、同的需求，常见的有 12V 、 5V 等等不同的需求；为了达到巩固课程学问目的的同时，能够做到学以致用，制作一些对于今后有实际意义的电路，我们挑选 12V 、 5V 以及 318V 五组参数作为设计的电压输出参数值；此次所要设计的电源要求的输出功率较小，为了简化电路并提高电路的稳固性，因欢迎下载精品学习资源此挑选集成稳压器的设计思路；三端固定输出集成稳压器是一种串联调整式稳压器；它将全部电路集成在单块硅片上，整个集成稳压电路只有输入、输出和公共3 个引出端，使用特别便利；因其内部有过热、过流爱护电路，因此它的性能优良，牢靠性高；又因这种稳压器具有体积小、使用便利、价格低廉等优点，所以得到广泛应

5、用；其代表产品有78xx 正电压输出系列、 79xx 负电压输出系列； 1可调输出的集成稳压器是在固定输出集成稳压器的基础上进展起来的，这种集成稳 压器，在集成芯片的内部，输入电流几乎全部流到输出端，流到公共端的电流特别小， 因此可以用少量的外部元件便利的组成精密可调的稳压电路，应用更为敏捷；典型可调 输出集成稳压器芯片 ,正电源系列有 LM117/217/317，负电源系列有 LM137/237/337；本设计中依据任务需要挑选五种集成稳压器芯片：LM7812 、LM7805 、LM7912 、LM7905 、LM317 ；22 设计内容及要求2.1 设计的初始条件及主要任务2.1.1 设计

6、的初始条件可选元件：变压器 /15W/12V ；整流二极管或整流桥如干，电容、电阻、电位器如干； 依据需要挑选如干三端集成稳压器；沟通电源220V，或自备元器件；可用仪器：示波器，万用表，毫伏表2.1.2 设计任务要求要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50Hz 沟通电转换为多路直流稳压电源输出： 12V/1A ，5V/1A ，一组可调正电压 +3+18V/1A ；欢迎下载精品学习资源2.2 设计思路本设计主要分为变压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路、电源指示五个部分；欢迎下载精品学习资源220V 沟通输入变压电路整流电路滤波电路稳压电路欢迎下载精品学习资源电源指示部分直流电

7、压输出变压电路：将沟通电网220V 的电压变味所需要的电压值；整流电路：将沟通电压变成脉动的直流电压；滤波电路：由于经过整流的脉动直流电压仍含有较大的纹波，因此需要设计滤波电路加以滤除；稳压电路：在电网电压波动、负载和温度变化时，依旧维护输出直流电压稳固；电源指示；显示当前的电路通断情形，便利明白电源当前的工作状况；3 单元模块设计原理3.1 电源变压器电源变压器是将输入的 220V 沟通电压 U1 转变为整流电路所需要的沟通电压U2；由于要最终通过 78、79 系列和 LM317 系列输出正向最大 18V 负向最大 12V 的电压，所以挑选带有中间抽头的双12V 变压器；考虑到今后的功率需要

8、，这次我挑选了25W 的变压器；这样两个 12V 的输出分别给 78、79 系列使用，中间抽头作为固定电压输出部分的地线；而将两个 12V 的输出端加给 LM317 ，即输出 24V；3.2 整流电路整流电路有半波整流电路与单相桥式整流电路； 半波整流电路的特点是输出电压波形为输入正弦波图 3-2-1 半波整流电路输入输出波形对比欢迎下载精品学习资源电源波形的正半周期，所以输出电压脉动很大，直流重量较小，整流效率较低；另一种是单向桥式全波整流电路；如右图，四肢整流二极管D1D4 形成电桥；在 V2 正半周；电流从变压器副边线圈上端流出，只经过D1 流向 RL, 在由 D3 流回变欢迎下载精品学

9、习资源压器，所以 D1、D3 正向导通， D2、D4 反偏截止；在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压；电流通路用实线箭头表示；同理在 V2 负半周时， D2、D4 正向导通， D1、D3 反偏截止；在负载上产生上正下负的输出电压；电流通 路如图的虚线箭头表示； 3综上可知输入端经变压器后在副边得到了一个单向的脉动电压；3.3 滤波电路经过整流的脉冲电压纹波很大要经过滤波电路的滤 波作用，一般有电抗元件组成，如在电阻两端并联电容 器 C，或在整流电路输入端与负载间串联电感器L，以及有电容、电感组合而成的各种复式滤波电路；4 在这里挑选用电容滤波，适合小电流负载；3.4 稳压电路由于输出地直流

10、电压会随着稳压电路的波动、负载和温度发生变化而变化，所以，为了维护输出直流电压稳固不变，仍要加上稳压电路；由于电源要求的输出功率较小，为了简化电路并提高电路的稳固性， 因此挑选集成稳压器；集成稳压器在使用中普遍使用图 3-2-2 单向桥式全波整流电路图 3-2-3 单向桥式全波整流电路输入输出波形对比图 3-3-1 几种不同的复式滤波电路图 3-4-1 集成稳压器 LM317欢迎下载精品学习资源的是三端稳压器；可以分为固定式和可调式，按正负的输出电压仍可分为CW317 、CW337、LM317 、LM337 ；其中 317 系列稳压器可以连续输出可调正电压， 337 系列就是可调负电压；它们的

11、可调范畴为 1.237V，最大输出图 3-4-2 集成稳压器 LM78xx欢迎下载精品学习资源电流为 1.5A ；图 3-4-3 集成稳压器 LM79xx三端集成稳压器仍有 78、79 系列分别对应正电压输出和负电压输出.79 系列和 78 系列的形状相像但是连接不同， 79 的 1 端接地， 2 端接负的输入； 3 端接输出；3.5 电源指示发光二极管具有工作电压很低；工作电流很小，牢靠性高，寿命长；由于有这些特点，发光二极管在一些光电掌握设备中用作光源，在很多电子设备中用作信号显示器； 4 因此，我们电源指示部分将使用发光二极管来实现；通过给它串联不同的分压电阻并联在变压器输出端以及各路稳

12、压电路的输出端以显示其工作状况；4 元件参数挑选4.1 集成稳压器的挑选：4.1.1 输出电压固定的集成稳压器的挑选输出电压固定的集成稳压器有正电源LM7800 系列稳压器和负电源 LM7900 系列稳压器；按 LM7800 系列输出电压可分为 7805+5V 、7806+6V 、7809+9V 、7812+12V 、7815+15V 、7818+18V 、7824+24V；按输出电流可分为 78Lxx 表示输出电流 100mA、78Mxx表示输出电流 500mA、78xx 表示输出电流 1.5A；负向集成稳压器与正向类似； 5由于 此次要输出得电 压为 12V、 5V，电 流要求均为 1A，

13、固 挑选 的芯片 为LM7805、LM7812、LM7905、LM7912；4.1.2 输出电压可调的集成稳压器的挑选可调输出的集成稳压器是在固定输出集成稳压器的基础上进展起来的，这种集成稳压器，在集成芯片的内部，输入电流几乎全部流到输出端，流到公共端的电流特别小， 因此可以用少量的外部元件便利的组成精密可调的稳压电路，应用更为敏捷；正电源系列的基准电压为 1.25V，可在 1.25V 37V 之间连续可调；其内部设有过流、过电压爱护和欢迎下载精品学习资源调整管安全工作区爱护电路，使用安全牢靠，性能比LM7800 系列性能更加，而且它的输出电压输出电流均符合要求，所以此次的可调集成稳压器挑选L

14、M317；4.2 电源变压器的挑选Uomax+Ui-Uomin Ui Uomin+Ui-Uomax18V+3V Ui 3V+40V21VUi 43V U2Uimin/1.1=21/1.1=19.09V取 U2=20 就 P=20W，所以选取 24V/25W 的变压器即可；4.3 集成整流桥及滤波电容的挑选由于 Urm=1.41424=33.936V，I=1A，额定工作电流 ID=1A，所以集成整流桥芯片挑选 KBP307；I=1A；T=0.02s, 电路中滤波电容承担的最高电压时1.414 24=33.936V 所以挑选电容的耐压值应当大于 34V，所以在可调电压部分挑选3300uF/50V

15、的电解电容电容，固定电压部分挑选 3300uF/25V 电解电容；由于大容量电解电容有肯定的绕制电感分布，易引起自激振荡，形成高频干扰；所以稳压器的输入端并入瓷质小容量电容来抵消电解电容的电感效应和线路的杂波，抑制高频干扰；固在稳压芯片前并入334 瓷质电容，在其后并入104 瓷质电容；为了更好的排除纹波，在输出端前再并入470uF 电解电容，其中 12V 以及 318V 挑选的耐压值为35V，5V 组挑选耐压值为 16V；4.4 分压电阻的挑选4.4.1 可调电压部分V REFR1R1R2R3IADJR2R31.25 1R2R3R1V REF欢迎下载精品学习资源3V18V 设5K12R 2R

16、3 72欢迎下载精品学习资源V REFR2解之得： R15R1 5460R3 360欢迎下载精品学习资源4.4.2 发光二极管串联分压部分由于发光二极管的正常工作电流为 5mA 至 10mA，压降为 12V；所以在可调电压组的发光二极管后串联 2K 电阻， 12V 以及变压器输出端串联 1K变压器输出端的发光二极管挑选了工作电流较高的管 ， 5V 组串联 0.5K 电阻；5 硬件调试相对来说，本次设计的电路并不是太复杂，但是有很多的线路走的比较接近；这对于元件焊接技术就有肯定的要求，稍有不慎就会造成相邻两根线短路而造成电路的焊接错误，严峻的仍会导致元器件的损坏；仍有一个需要留意的就是元件管脚的

17、接入是否精确，例如发光二极管，在正向时，正极接输出端、负极接地；但是在负向时，正好相 反；电解电容的接法与之类似，而且电解电容肯定要接入精确，假如方向错误，不仅将损坏器件，电容仍可能飞起、爆裂，危害人身安全；集成稳压器芯片的管脚仍有整流桥的同样在焊接前要核对认真，否就可能会损坏集成电路；而且它们的管脚相对较多，假如焊接错误，不易改正；在这次的焊接中，与电工实习时最大的区分就是，这次不是在印刷板上焊接全部的元件布局、走线都有自己打算；假如布局恰当，不仅美观大方，而且给焊接节约了很多不必要的麻烦；仍有一个就是元件的引线粗细不再是恰好适合板上的留孔，对于像较大的二极管，仍有散热器的安装，就需要自己将

18、空钻开；开头没有体会，钻的比较慢，而且成效不佳，再与同学一起多次尝试，找到了开孔的合适工具，大大提高了工作的效 率；电路测试相关参数一览表工程数值欢迎下载精品学习资源变压器输出电压23.2V滤波后两端电压22.9VLM7812 输出电压+12VLM7805 输出电压+5VLM7912 输出电压-12VLM7905 输出电压-5VLM317 输出电压2.8V21.1V（误差 22%）欢迎下载精品学习资源6 整体电路图欢迎下载精品学习资源电解电容瓷片电容电位器电阻LED二极管7 器件清单及仪器相关参数名称型号数量备注变压器双 12V/25W1集成整流桥KBP30713300uF/50V13300u

19、F/25V4470uF/35V3470Uf/16V2334510455K11K936021001红色4绿色21N506211N40071开关5三端接线柱1排针如干导线万用表如干1电工工具1 套8 心得体会此次课程设计至此已经接近尾声，一周的时间虽然很短暂，但在这一个星期的设计过程中收成颇丰；第一，这是自己第一次自己设计一个小的有用电路，感受到了将所学学问转化为实物的欢乐；更加鼓励了自己今后的专业学习；欢迎下载精品学习资源其次，在焊接的过程中难免会有一些错误，通过认真的查找错误，让我更加深刻的明白了电路原理，积存了检查电路的体会，培育了自己钻研求实的耐心与精神；在设计的过程中，我仍与同学一起查阅

20、资料，明白到很多课外的学问，也熟悉到了自己仍有许很多多的不足，需要加紧努力，充实自己；在与同学合作的过程中，更加深了大家的明白，培育了团队合作的精神与体会；感谢学校给我们这次机会，锤炼了我们的动手才能；通过这次的课程设计，让我加深了对于所学模电学问的懂得，真正做到了将理论与实际结合起来，切身体会到了理论与实际差别；例如像对于可调电阻的运算，可以特别的精确，但是在选管时可能会有很多的麻烦，所以在答应范畴内可以有肯定的偏差，这对于实际的应用没有太大的影响， 但是对于系统的设计制作会有特别大的便利；而且也让我很明确满意识到自己在模电上有很多的学问漏洞，以后应当多钻研一下；同时也感谢指导老师在设计过程

21、中的辅导以及同学的帮忙；参考文献1中国 IC 网. 2 吴友宇模拟电子技术基础北京：清华高校出版社，2021.13 百度百科 . 4 康华光. 电子技术基础模拟部分（第五版） . 北京：高等训练出版社， 2006.15 张建生. 电源技术教程北京：电子工业出版社，2007.4附录电子技术课程设计进度要求序号设计内容所用时间1布置任务及调研1 天2方案确定0.5 天欢迎下载精品学习资源3制作与调试1.5 天4撰写设计报告书1 天5答辩1 天合计5 天电子技术课程设计说明书与图纸要求课程设计说明书内容包括：1. 设计任务及主要技术指标和要求；2. 选定方案的论证及整体电路的工作原理；3. 单元电路

22、的设计运算，元器件挑选，电路图；4. 实际电路性能指标测试结果，并与理论指标进行对比分析；5. 按国家有关标准画出整体电路图，列出元件、器件明细表；6. 对设计成果作出评判，说明本设计特点和存在的问题，提出改进看法，信息工程学院课程设计评分表评定工程评分成果1. 选题合理、目的明确（ 10 分）2. 设计方案正确，具有可行性、创新性 20 分3. 设计结果（例如：硬件成果、软件程序）（20 分）4. 态度认真、学习刻苦、遵守纪律（ 15 分）5. 设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5 篇）（ 10分）6答辩（ 25 分）欢迎下载精品学习资源总分备注：成果等级：优（ 90 分 100 分）、良（ 80 分 89 分）、中（ 70 分 79 分）、及格（ 60 分 69 分）、 60 分以下为不及格；欢迎下载