北工大电子工程设计第一阶段电源+变送器+驱动.docx

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1、电子工程设计报告题目:稳压电源与变送器电路设计专业：电子科学与技术班级：120232 小组：第 6 组组员：王子琦 张靖维学号：12023213 12023224完成日期：2023.05.201北京工业大学课程设计报告中文摘要电子工程设计课程以小型电子系统的设计为载体，使学生了解产品研发一般过程、把握产品设计的根本方法、积存初步的实际工作阅历，为从工科大学生向工程师的角色转换做好预备。本试验的目的制作一个小型温度测控系统。设计任务：非电量到电量信号转换， 信号处理，数据采集，数据处理，人机交互，数据通信过程掌握。设计要求：温度测控范围：0100，掌握精度：2。本试验报告为设计试验的第一局部，即

2、电源，驱动器和变送器模块，电源局部：为其他模块供电。由变压器、整流器和稳压器三大局部组成。完成将使电沟通电压变为所需要的低压沟通电，沟通电变为直流电，不稳定的直流电压经滤波后，变为稳定的直流电压输出。输出+12，-12，+5V 直流电压包括整流桥，电容滤波，78 系列芯片稳压。变送器局部：将输入 273-373 A 电流通过集成运放op07 转化为输出 0-5V 电压信号对应于 0-100 C o。经不断调试及排障，使电路根本到达了设计指标要求，误差在允许范围内。- 2 -名目一、课题设计1二、需求分析1三、设计框架及原理分析2四、制作根本要求及留意事项9五、常见故障分析9六、数据与误差分析1

3、0七、文献11八、试验总结111一、课题设计1.1 设计参考方案设计并制作一个小型温控系统系统的原理框图为：二、需求分析本阶段要求设计电源电路，信号处理电路，功率放大电路等模块。相关模块设计要求如下：2.2.1 电源模块沟通输入：9V、14V2直流输出：+5V/1A、12V/0.5A 安装：独立电路板构造2.2.2 信号处理模块测量温度：0 100输出电压：0V 5V测量误差：满刻度 1%0.05V 或 1 负载阻抗：30K限制条件：0.7V 输出电压5.7V 安装：独立电路板构造2.2.3 功率放大模块掌握半导体制冷片的驱动电路实际上是一个电压增益为 1 的功率放大器， 要求如下：输入电压：

4、-10V +10V北京工业大学课程设计报告- 3 -2.2.4 参考元器件输出电压：-10V +10V电流输出力量：3A 输入阻抗：1k 负载阻抗：3.5负载驱动形式：共地 安装：独立电路板构造开关型稳压降压器 LM2576T、稳压集成电路 L7812、稳压集成电路 L7912、桥式整流器DF06、运放OP07、三极管S9012、三极管S9013,功率三极管MJE2955T、功率三极管 MJE3055T、其他电容、电阻、二极管等。三、设计框架及原理分析3.1 设计原理说明小型温度掌握系统包含电源模块、测温系统、变送器、模数转换器 、单片机、数模转换器、驱动器、控温系统。各系统在单片机的掌握下共

5、同完成对温度掌握。本次试验要完成变送器、驱动器、电源模块。3.2 电源模块3.2.1：设计：见以下图：3.3 变送器模块3.3.1 方案选择D19.1 VVR1R41 00 u5 K4 7K+12+12R1 1 K1 04VR2 1 0K+5R23 0K1 04D2 1 N41 4 8R5 1 KR34 7KD31 N41 4 81 04-12-12测量温度这种非电物理量，需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的掌握室或显示设备上，这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。温度变送器是一个具有较高精度和稳定度的直流放大器，变送器的线性化电路承受反响方

6、式。3.3.2 原理分析1 AD592 特性：试验室为我们供给的是传感器 AD592，其主要特征为： 供电：+4V+30V温度系数：1 A/K 0输出：273.2 A工作温度：-25+105 非线性误差： 0.10.5 重复误差：0.1时飘：0.1/月AD592 输出量为随温度变化的电流，抗干扰力量强，信号调理电路简洁实现。AD592 特性曲线如右图所示，当 T = 0时，i1=273uA；T = 100时， i2=373uA，i2-i1=100uA。2 电压转换电路特性由于需将 AD592 的输出与电压相对应，故应将电流转换为电压，图为电压转换电路及输出电压特性曲线，从图中可知错误！未找到引

7、用源。,所以，经计算可得，当 T = 0时，i1=273uA,Vo=0V;T = 100时，i1=373uA，Vo=5V。3.4 驱动器3.4.1 方案选择在实际的系统里，往往要求放大电路的末级输出肯定的功率，以带动后面的负载。驱动电路是一个功率放大器, 简称功放。驱动电压为-9V +9V ,驱动电流最大为3A,随着输出负电压的增加,制冷量增加,随着输出正电压的增加,制热量增加,从而以掌握输出电压,到达掌握温度的目的。3.4.2 原理分析当 ui0 时，T1 导通，T2 截止，iL=ie1; 当 ui0 时，T2 导通，T1 截止， iL=ie2。由于每个管子导通 180，故为乙类功放。本电路

8、设计中选择了 9013、9012、MJE3055T、MJE2955T 作为功放的放大管。其中当输入电压为 0+9V 时，9013、MJE3055T 导通，当输入电压为-90V 时，9012、MJE2955T 导通。之所以要选择复合管进展放大，主要是由于9013、9012 的 ICM=0.5A，而电路的输出电流最大会到达 3A，此时，三极管必烧无疑。而MJE3055T、MJE2955T 作为大功率三极管，ICM=10A，完全不用担忧电流过大烧掉管子的问题。但由于功放的前一级为 DA 输出，其电流为 10mA 左右，假设想最终放大到 3A即 300 倍，MJE3055T、MJE2955T 的 hF

9、E=70 又不能到达要求。所以利用 9013、9012 的高 hFE(=300)和 MJE3055T、MJE2955T 的高 ICM=(10A)组成了最终的功放电路。原理图中的二极管主要是为了避开交越失真。四制作根本要求及留意事项1. 区分电路板的元件面和焊接面；2. 焊接元件； 先焊小元件 先安装构造件3. 按要求安装左右插座引出插针并焊接； 全部插针全部与焊盘焊接不要遗漏 先焊少量插针确认安装到位后再焊其它插针 焊锡不要沾到插针上4. 安装集成线性稳压电路的散热片； 将稳压集成电路安装在散热片上 确认稳压电路安装位置五常见故障分析：故障现象故障缘由无整流输出或输出不正常无稳压输出或输出不正

10、常12输出不正常输出波浪大保险管无输入整理桥无输入电解电容发热或爆裂电解电容发热或爆裂无直流输出六、数据与误差分析整流桥接错或损坏集成稳压电路引脚接错或损坏沟通输入中心抽头漏接滤波电容漏接沟通输入漏接保险管损坏电解电容极性接反电解电容耐压不够直流输出漏接6.1 稳压电源电路板万用表黑表皮接地，红表皮接三个输出点来测试三个输出的电压值，数据如下：7805781279121+4.96+11.95-12.082+4.98+11.96-12.103+4.99+11.97-12.09平均值+4.97+11.96-12.09分析：由测试结果可以看出直流电源的稳定度接近 100%。6.2。变送器模块温度01

11、020304050607080电压温度0v900.53v1001.05v1.52v2.03 v2.51 v3.01 v3.51 v4.03v电压4.51 v5v6.3 驱动器模块电路板温度上升时，指示灯红灯加热亮，输出端电压值上升。温度下降时， 指示灯绿灯制冷亮，输出端既电路板右排针从上数第七管脚电压值降低。在调试台上调试时，输入 10V 电压时，输出端输出电压+9.1V；输入-10V 电压时，输出端电压-9.2V。根本到达设计要求。七、 文献1清华大学电子学教研组编，高等教育出版社，模拟电子技术根底第四版2清华大学电子学教研组编，高等教育出版社，数字电子技术根底第五版3邱关源主编，高等教育出

12、版社，电路第四版八、试验总结这次课设试验历经八周，内容包括温控系统中的电源，变送器，驱动器三块电路板的焊接和调试。在这次试验中，我的焊接技术有了更好的提高，在焊接过程中变得更加的成熟和稳重，在遇到焊接问题时能很好地解决。同时在焊接电路板的过程中对这个小型温控系统的原理有了很好的生疏，每当要焊接一个局部时，总会考虑一下这个焊接的局部具有什么功能，能起到什么样的作用。同时在焊接完成后假设遇到问题也能够很好地解决问题，例如当我们调试变送器时，变送器整体没有电压，则是我们没有对电路板上全部的针脚进展焊接，导致没有接上电。这次的试验课中，我遇到了很多实际问题，这就迫使我再次翻开课本有针对性的深入学习旧的学问，理论学问在实践中得以应用，使我对理论学问有了更深的理解和生疏，也让我有了一次很好地实践时机，去把这些学问运用到实际的应用中，虽然在试验过程中遇到了很多的问题，但是我们都尽努力去解决，这也是对我们学问和力量的一种培育和检验。很感谢教师给我们这次实践的时机， 也感谢教师对我们认真和急躁的教育。