模电课设最终版.doc

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1、沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目： 直流稳压电源 1.设计的原始资料及依据：设计任务：要求设计制作一个直流稳压电源，可将220V/50HZ交流电转换为直流稳压输出。 设计目的：（1）能独立查阅、整理、分析有关资料； （2）能用模拟分立元件或集成电路完成设计任务； （3）掌握整流、滤波及稳压电路原理。 2.设计的主要内容及要求：基本要求：（1）输出直流电压Uo及最大输出电流Iomax；a)1档Uo12V对称输出，Iomax100mA；b)2档Uo+3+10V连续可调，Iomax200mA。（2）稳压系数Sr0.05。（3）纹波电压5mv。（4）具有短路保护功能。发挥部分：（1）扩展设计实现

2、其他功能；（2）能用硬件电路完成全部或部分功能。 3.对设计说明书撰写内容、格式、字数的要求：（1）蓝黑色或黑色钢笔或碳素笔书写，不允许用圆珠笔。项目齐全、字迹工整，有条件的可以打印，不少于3000字。图纸为A3，有条件的可打印，不允许复印。（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评定表、中文摘要、关键字、目录、正文（按教务处毕业设计正文格式要求）、致谢、参考文献、附录（电路图与元器件清单）4.设计完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求：（1）基本部分必须完成，发挥部分可以根据自己的能力有选择的完成；（2）符合设计要求的报告一份，其中包括电路图；（3）设计过程的草稿要求保留并随设计报告一起上

3、交。5.时间进度安排：顺序阶段日期计划完成任务备注12011.12.31讲解主要设计内容，学生根据任务书查资料讲解22012.1.4-5学生根据任务书查资料，答疑指导答疑32012.1.6检查电路图并指出错误及纠正打分42012.1.7-10完成总体电路设计指导52012.1.11答辩打分62012.1.12-13写报告指导指 导 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分调研论证能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。0.15432工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作， 0.25432工作量按期圆满完成规定的设计任务，工

4、作量饱满，难度适宜。0.25432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.55432指导教师评审成绩（加权分合计乘以12） 分加权分合计指 导 教 师 签 名： 年 月 日评 阅 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分查阅文献查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力0.25432工作量工作量饱满，难度适中。0.55432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.35432评阅教师评审成绩（加权分合计乘以8）

5、分加权分合计评 阅 教 师 签 名： 年 月 日课 程 设 计 总 评 成 绩分 摘要在电子电路中通常都需要稳定的直流稳压电源供电，而我们平时用的是220V的交流电，所以必须变压，变压后被由二极管组成的电路整流成脉动的直流电，再经过滤波网络平滑成有一定纹波的直流电压，为了得到基本恒定的直流电和电源基本不受电网电压不稳定对电源输出的影响，应再加稳压环节。这样加到负载上的直流电压纹波就非常低了。关键字: 直流稳压源，稳压，整流，滤波。 目录摘要.5引言. 71 设计任务描述. 8 1.1设计题目.8 1.2设计任务要求.8 1.3技术指标. .82 设计框图.93 设计方案 .10 3 .1整体电

6、路分析.10 3.1.1变压电源设计. . 11 3.1.2整流电路设计11 3.1.3滤波电路设计12 3.2单元电路分析：. 12 3.2.1变压器：.12 3.2.2整流电路: .14 3 .2.3滤波电路: .15 3.2.4稳压电路: .15 3.2.5稳压电路：.16 总结.18参考文献.19元件清单20 引言直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电

7、，变为稳定的直流电，并实现电压可调。 1 设计任务描述1.1设计题目 直流稳压电源1.2设计任务要求： (1)设计一个直流稳压电源能将220V50HZ交流电转化为直流稳压输出； (2)要求有两个档位，一个可以对称输出12V，另一个档位输出+3+10V连续 可调； (3)拟定测试方案和设计步骤；（4) 根据设计要求和技术指标设计好电路，选好原件及参数；（5) 绘出原理图；（6) 撰写设计报告。1.3技术指标：（1）输出直流电压Uo及最大输出电流Iomax； a)1档Uo12V对称输出，Iomax100mA； b)2档Uo+3+10V连续可调，Iomax200mA。（2）稳压系数Sr0.05。（3

8、）纹波电压5mv。 2 设计框图 设计电路框图如图2.1所示：交流电源 稳压电路 滤波电路 整流电路 变压器 uuu u ttt 图2.1 电路框图 在电子电路中，通常都需要电源稳定的直流电源供电。图2-1是直流稳压电源设计的基本思路整体流程。因为我们要得到的直流电源是12V等的稳定直流电压，而我们平常生活中的用电位220V的交流电，所以必须变压，变压后交流变直流。但此时的直流电源波动很大，脉动的直流电源还还有较大的纹波，所以我们要对其进行滤波，得到波动较小的直流电。为了保证得到基本恒定的直流电和电源基本不受电网电压不稳定对电源输出的影响，应加稳压电路。 3 设计方案3.1整体电路分析 主体电

9、路图： 图3.1 整体电路图分析:（1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。（2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电（3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。3.1.1变压电源设计变压器原理：变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电变压器原理图流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。如图3.1.1中是一个10TO1的变压器，他的作用是使变压后的电压为原来的1/10。

10、 图3.1.1 变压器 3.1.2整流电路设计整流电路的作用是把交流电能转换为直流电能的电路。通常采用桥式整流器是利用二极管的单向导通性，用来将交流电转变为直流电。U20时，D1,D3导通，D2,D4截至。电流通路：AD1R1D3U20时，D2,D4导通，D1,D3截至。电流通路：D2R1D4A加上3.1.1中的变压电路得到了如图3.1.2所示的电路。图3.1.2 整流电路图3.1.3滤波电路设计滤波电路其基本原理就是利用电路的频率特性实现对信号中频率成分的选择。滤波是信号处理非常。根据高等数学理论，每一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。而滤波电路只允许一定频率范围内

11、的信号成分正常通过，而另一部分频率成分不能通过的电路。由此设计出滤波电路。如图3.1.3。图3.1.3 滤波电路图3.2单元电路分析3.2.1.变压器工作原理：设变压器副边，为其有效值。当为正半周期时，电流由A点流出，经过，流入B点，如图1中红箭头所示。因负载电阻上的电压等于变压器副边电压，即=，和管承受的反向电压为。当为负半周期时，电流由B点流出，经过，流入A点，如图1中蓝箭头虚线所示。因负载电阻上的电压等于，和管承受的反向电压为。这样，由于 和 两对二极管交替导通，致使负载上在的整个周期内都有电流通过，而且方向不变，输出电压。图2为单项桥式整流电路各部分的电压和电流的波形。 图1 图2根据

12、图，输出的平均电压值 即 ：输出的电压因桥式整流电路实现了全波整流电路，它将的负半周期也利用起来所以在变压器副边电压有效相同的情况下，输出的电压平均值是斑驳整流电路的两倍。数学护垫流的平均值 变压部分计算：U/U2=N1/N2=10/1 得出U2=22V3.2.2 整流电路： 整流电路是把交流电压转变为直流脉动的电压。常见的小功率整流电路有单相半波整流电路、单相全波整流电路、单相桥式整流电路等。 这里采用的是但相桥式整流电路，如图3.2.1uouou2wtwtu 图3.2.1 桥式整流电路图3.2.2 电压波形 设=，在正半周，即上正下负时，2、4间二极管和1、3间二极管截止，忽略二极管的正向

13、导通压降时，R1上电压方向上正下负；在负半周，即上负下正时，1、2间二极管和3、4间二极管截止，负载R1上电压大小不变，方向也是上正下负，结果在R1上获得了单方向的脉动电压输出。整流部分的计算：输出平均电压=0.9，流过二极管平均电流=，反向最高峰值。 有公式可得：Id=13.2mA Uo=31.08V 从而确定二极管型号 3.2.3 滤波电路 滤波电路：用于滤去整流输出电压中的波纹，一般由电抗原件组成。有电容滤波电路、RC型滤波电路、LC型滤波电路等。我们这里使用电容滤波电路，如图3.2.3所示。uo 图3.2.3 桥式整流电容滤波电路滤波电路计算：选择滤波电容时，为了取得良好的滤波效果，一

14、般取 (35) 且此时输出的电压平均值为 滤波电容的选择URM=1.141*U2*(1+0.1)=34.2V 故选择47uf/100V的电解电容所以R1(4*T/2)/47*106应选择1.5左右3.2.4 稳压电路 此处为一档+3V+10V连续可调输出，故使用CW317稳压器。 CW317稳压器是三端可调输出集成稳压器，图3.2.4稳压电路3.2.5 稳压电路 (1)稳压二极管 稳压电路可利用稳压二极管的反向击穿特性。由于反向特性陡直，较大的电流变化只会引起较小的电压变化。 （2）三端集成稳压器随着半导体工艺的发展，现在已经生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，使用灵活，价

15、格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入、输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器。三等集成稳压器又分三端固定输出线性集成稳压器，有CW78XX（正输出）和CW79XX（负输出）；三端可调线性集成稳压器由CW337、CW317等。此处二档要求为U=V对称输出，=100mA。所以使用CW7812稳压器做正输出12V,CW7912稳压器做负输出12V，用于防止输入短路时，C1通过稳压器的放电损坏稳压器CW7812;用于同样作用保护稳压器CW7912。图3.2.5 稳压电路稳压电路计算：稳压系数Sr=VoVi/ViVoVo5mVi2200.122Vo=26.4v Vi=10+2C1减小输入电压纹波

16、抵消输入线产生的电感效应防止自激C2改善负载的瞬态响应和消除电路的高频噪声。 总结在本次设计中我主要是从电路中计算部分着手，我深知这一部分的任务的艰巨，计算关乎着器件的参数选择，以及电路能否成功、正确、完整而又完美的绘出，同时也牵扯到每一部分电路的设计以及绘图。除此之外还必须掌握各部分电路的原理和功能，这样才能更加准确无误的完成整个电路的设计工作。当然了，在这次的设计中也出现了不少的问题，像一些稳压系数、和输出最大电流这样的问题不知从何入手解决，所以一开始就显得非常的被动，而且对稳压系统的了解更是支离破碎的。但是我始终坚信我一定可以解决这些问题的信念，首先我通过网络搜索这些问题各个可能解决的突

17、破口，在图书馆借了一些关于参数计算的书籍，通过和同学的讨论、询问老师最终解决了这些难题。通过这次电路设计，我从中了解了直流稳压电源和贯通了书上的知识，同时也了解到了自己对于理论和实际应用的统一和对于器件在实际中的使用还有很大的不足，不能在使用器件时选择合适的参数的器件，不能根据器件的编号知道器件的基本功能。在这方面需要很大的提高。在做的过程中也提升了我的动手能力，实践能力得到了一定的锻炼，加深了对模拟电路设计方面的兴趣。从开始的朦胧到后面得到的结果。 参考文献1 电子技术课程设计指导.编著： 彭介华. 高等教育出版社2电子技术基础课程设计. 编著： 孙梅生，李美莺，徐振英.高等教育出版社3电子

18、技术基础课程设计. 编著： 梁宗善. 华中理工大学出版社4张玉璞，李庆常. 电子技术课程设计. 编著： 张玉璞，李庆常. 北京理工大学出版社5谢自美. 电子线路设计实验测试（第二版）. 编著： 谢自美.华中科技大学出版社6康华光. 电子技术基础:模拟部分. 编著：康华光. 高等教育出版社元件清单名称标示参数值封装号电 源Vin220V/50HzDY变压器TF110TO1DIP4电桥整流器D118DB05ZL电 容C1130FRAD0.1电 容C265FRAD0.1二极管D2100HF100PVTO-92A电 阻R11500AXIAL0.4电 阻R2700AXIAL0.4电 阻R3950AXIAL0.4滑动变阻器R40-7000VR5 表1 电路各元器件清单