課程設(shè)計(jì)報(bào)告【模板】

1、模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目:直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)專 業(yè)電子信息科學(xué)與技術(shù)班級(jí)電信092學(xué)號(hào)200916022230學(xué)生姓名指導(dǎo)教師垂設(shè)計(jì)時(shí)間2010-2011學(xué)年上學(xué)期教師評(píng)分2010年 月 日目錄1概述21.1直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)目的21.2課程設(shè)計(jì)的組成部分32直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)的內(nèi)容42. 1變壓電路設(shè)計(jì)42. 2整流電路設(shè)計(jì)52. 3濾波電路設(shè)計(jì)92. 4穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)102. 5總電路設(shè)計(jì)113總結(jié)133.1所遇到的問(wèn)題，你是怎樣解決這些問(wèn)題的133. 3體會(huì)收獲及建議133. 4參考資料（書(shū)、論文、網(wǎng)絡(luò)資料）144教師評(píng)語(yǔ)145.成績(jī)14電源是各種電子、電器設(shè)備工作的動(dòng)力，是自動(dòng)化不可或

2、缺的組成部分，直 流穩(wěn)壓電源是應(yīng)用極為廣泛的一種電源。直流穩(wěn)壓電源是常用的電子設(shè)備，它能 保證在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，輸出穩(wěn)定的電壓。一個(gè)低紋波、高精度 的穩(wěn)壓源在儀器儀表、工業(yè)控制及測(cè)量領(lǐng)域中有著重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。直流穩(wěn)壓電源通常由變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓控制電路所組成， 具有體積小，重量輕，性能穩(wěn)定可等優(yōu)點(diǎn)，電壓從零起連續(xù)可調(diào)，可串聯(lián)或關(guān)聯(lián) 使用，直流輸出紋波小，穩(wěn)定度高，穩(wěn)壓穩(wěn)流自動(dòng)轉(zhuǎn)換、限流式過(guò)短路保護(hù)和自 動(dòng)恢復(fù)功能，是大專院校、工業(yè)企業(yè)、科研單位及電子維修人員理想的直流穩(wěn)壓 電源。適用于電子儀器設(shè)備、電器維修、實(shí)驗(yàn)室、電解電鍍、測(cè)試、測(cè)量設(shè)備、 工廠電器設(shè)備配套使

3、用。幾乎所有的電子設(shè)備都需要有穩(wěn)壓的電壓供給，才能使 其處于良好的工作狀態(tài)。家用電器中的電視機(jī)、音響、電腦尤其是這樣。電網(wǎng)電 壓時(shí)高時(shí)低，電子設(shè)備本身耗供電造成不穩(wěn)定因家。解決這個(gè)不穩(wěn)定因素的辦法 是在電子設(shè)備的前端進(jìn)行穩(wěn)壓。直流穩(wěn)壓電源廣泛應(yīng)用于國(guó)防、科研、大專院校、實(shí)驗(yàn)室、工礦企業(yè)、電解、 電鍍、充電設(shè)備等的直流供電。1.1直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)目的1.學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法；2學(xué)會(huì)選擇變壓器、整流二極管、濾波電容及集成穩(wěn)壓器來(lái)設(shè)計(jì) 宜流穩(wěn)壓電源；3. 掌握直流穩(wěn)壓電源的主要性能參數(shù)及其測(cè)試方法12課程設(shè)計(jì)的組成部分1.2.1設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)電路框圖設(shè)計(jì)電路框圖如圖1所示，包括變壓器降壓，整流濾

4、波電路濾波，穩(wěn)壓電路 進(jìn)行穩(wěn)壓四個(gè)部分。圖1為電壓經(jīng)過(guò)各個(gè)部分的波形，交流u1經(jīng)過(guò)變壓器降壓 后到較小的交流u2,經(jīng)過(guò)整流濾波后變?yōu)榧y波很小的直流u4,最后由穩(wěn)壓電路 進(jìn)行穩(wěn)壓輸出。直流穩(wěn)壓電源的組成電源整流-00-濾波穩(wěn)壓變壓器電路-00-電路電路220 v °50hzc/wo+&o-0tv20t圖一vr圖1 穩(wěn)壓電源的組成框圖及整流與穩(wěn)壓過(guò)程圖屮各環(huán)節(jié)的功能如下：1）整流電路是將工頻交流電轉(zhuǎn)換成具有直流成分的脈動(dòng)直流 電。2）濾波電路是將脈動(dòng)直流中的交流成分濾除，減少交流成分， 增加直流成分。3）穩(wěn)壓電路對(duì)整流后的直流電壓采用負(fù)反饋技術(shù)進(jìn)一步穩(wěn)定宜流電壓。1.2.2各部分

5、電路的作用交流變壓器。一般的電子設(shè)備所需要的直流電壓較之交流電網(wǎng)提供的200v 電壓相差較大，為了得到輸出電壓的額定范圍，就需要將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)化到合適的 數(shù)值。所以，電壓變換部分的主要作用就是將電網(wǎng)電壓變?yōu)樗枰慕涣麟妷海?同時(shí)還可以起到直流電源與電網(wǎng)的隔離作用。整流電路。整流電路的作用是將變換后的交流電壓轉(zhuǎn)換為單方向的脈沖電 壓。由于這種電壓存在著很大的脈動(dòng)部分（稱為紋波），因此，一般還不能直接 用來(lái)給負(fù)載供電，否則，紋波會(huì)嚴(yán)重影響到負(fù)載的性能指標(biāo)。濾波電路。濾波部分的作用是對(duì)整流部分輸出的脈動(dòng)直流進(jìn)行平滑，使之成 為含交變成分很小的直流電壓。也就是說(shuō)，濾波部分實(shí)際上使一個(gè)性能較好的低 通濾

6、波器，且其截止頻率一定低于整流輸出電壓的基波頻率。穩(wěn)壓電路。盡管經(jīng)過(guò)整流濾波后的電壓接近于直流電壓，但是其電壓值的穩(wěn) 定性很差，受溫度、負(fù)載、電網(wǎng)電壓波動(dòng)等因素的影響很大，因此，還必須有穩(wěn) 壓電路，以維持輸出直流電壓的基本穩(wěn)定。1.2.3設(shè)計(jì)方案的的分析由設(shè)計(jì)原理可知直流穩(wěn)壓電源應(yīng)由幾部分組成，而且各個(gè)部分相對(duì)獨(dú)立， 因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)電路的時(shí)候我們采用各個(gè)部分分別設(shè)計(jì)，獨(dú)立選擇元器件，獨(dú) 立測(cè)試的方法，最后將這幾部分進(jìn)行組裝和調(diào)試，最終達(dá)到設(shè)計(jì)完整直流穩(wěn)壓電 源電目的。2.直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)的內(nèi)容21變壓電路設(shè)計(jì)變壓電路相對(duì)簡(jiǎn)單，僅有一個(gè)單相變壓器，變壓器將220v市電轉(zhuǎn)化為電路 能承擔(dān)的電壓。

7、理想變壓器滿足i 1 /i 2 =u 2 /u , =n 2 /n , =l/n,因此 p廣p?=u變壓器副邊與原邊的功率比為p?/p廣，式中是變壓器的效率。根據(jù)電路需要選擇適當(dāng)?shù)膯蜗嘧儔浩鳌D222整流電路設(shè)計(jì)整流電路是把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。有半波整流和全波整流，最 常用的是單相橋式整流電路。本設(shè)計(jì)也采用了單相橋式整流電路，所謂橋式整流 電路，就是用二極管組成一個(gè)整流電橋。當(dāng)輸入電壓處于交流電壓正半周時(shí)，二極管比、負(fù)載電阻rl、d3構(gòu)成一個(gè) 回路輸出電壓uoii-udud輸入電壓處于交流電壓負(fù)半周時(shí)，二極管。2、 負(fù)載電阻rl、片構(gòu)成一個(gè)回路，輸出電壓uo=ui-ud?-ud40o

8、ovhzo202 5220 v50 hz(b)單項(xiàng)橋式整流電路圖3設(shè)變壓器的副邊電壓有效值為u 2、則其瞬時(shí)值2 = v2 u 2 sih3t。 當(dāng)2為正半周時(shí)，電流由a點(diǎn)流出，經(jīng)d、並、乙>3流入b點(diǎn)，因而 負(fù)載電阻rl ±的電壓等于變壓器副邊電壓，即uq=u2 , z?2和管 承受的反向電壓為-2。當(dāng)u2為副半周時(shí)，電流由b點(diǎn)流出，經(jīng) d2、 rl £>4流入a點(diǎn)，負(fù)載電阻尺乙上的電壓等于-憂2，即w0=-w2， z、z?3承受的反向電壓為2。由于“、z?3和、“4兩對(duì) 二極管交替導(dǎo)通，致使負(fù)載電阻人厶上在況2的整個(gè)周期內(nèi)都有電流通過(guò)，而 且方向不變，輸出電

9、壓0 = 1 vsincot l單項(xiàng)橋式整流電路的波形圖圖4通過(guò)上述分析，可以得到橋式整流電路的基本特點(diǎn)如下：(1) 橋式整流輸出的是一個(gè)直流脈動(dòng)電壓。(2) 橋式整流電路的交流利用率為100%。(3) 電容輸出橋式整流電路，二極管承擔(dān)的最大反向電壓為2倍的交流峰值電 壓(電容輸出時(shí)電壓疊加)。(4) 橋式整流電路二極管的負(fù)載電流僅為半波整流的一半。(5) 實(shí)際電路中，橋式整流電路中二極管和電容的選擇必須滿足負(fù)載對(duì)電流的要求。仿真圖如下:圖52.2.1.參數(shù)計(jì)算負(fù)載電壓平均值：/°=丄仮a sin曲d（曲）=2履a =0.9鼻7171負(fù)載電汴平均值:l l二極管電流的平均值:遁= 0

10、.9®pd=i/l截止非管承受的最大反向電壓：t/rmd23濾波電路設(shè)計(jì)電容濾波的基本工作原理就是利用電容的充放電丿乍用,使負(fù)載電壓趨于平滑。電容并聯(lián)在負(fù)載兩端如 放電放電單相橋式整涼電容濾波電路及波形2. 3.1 電容濾波電路的特點(diǎn)(1) 二極管導(dǎo)通角& 兀 時(shí)電流很大，故對(duì)二極管的要求提高了。加在截止二極管上電壓的最大值接近,導(dǎo)通時(shí)間縮短了，流過(guò)二極管的瞬 選管時(shí)一般取/fm = ( 2-3) /f2a/2(/2(2) 工程上常用下面經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定濾波電容c的值，即c ' （3 5）(3) 電容濾波電路的輸出電壓為t/0=(l1.4)2通常情況下取u()=l.2u

11、2仿真圖如下:24穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)經(jīng)整流和濾波后的輸出電壓，雖然脈動(dòng)的交流成分很小，但是仍會(huì)因交流電 源電壓的波動(dòng)和負(fù)載的變化而變化，穩(wěn)定性較差。為了獲得穩(wěn)定性好的直流電壓, 應(yīng)該加上穩(wěn)壓環(huán)節(jié)。2.4. 1硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路參數(shù)的選擇(1) 硅穩(wěn)壓管的選擇可根據(jù)下列條件初選管子/zmax= (23) tlmax(2) 輸入電壓刃的確定一般取刃=(2一3)(3) 限流電阻&的選擇(略)25總電路設(shè)計(jì)總電路圖o+u1r12. 5. 1電路工作原理變壓電路將220v市電經(jīng)過(guò)電源變壓器降壓后，變成15v左右的低幅交流電。 再通過(guò)整流電路將交流電流整流，將正弦波電壓變成單一方向的脈動(dòng)電壓。然后 通過(guò)l

12、c濾波電路濾波，是輸出電壓平緩。最后通過(guò)穩(wěn)壓電路穩(wěn)定輸出電壓，采 用具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)定輸出電壓，該電路可調(diào)節(jié)輸出電壓，集成 運(yùn)放工作在深度負(fù)反饋，輸出電阻趨于零，因而電壓相當(dāng)穩(wěn)定。仿真圖如下:圖103 總結(jié)31所遇到的問(wèn)題，你是怎樣解決這些問(wèn)題的(1) 波形調(diào)不出一一把負(fù)載減小，調(diào)節(jié)頻率；(2) 選錯(cuò)器材或接錯(cuò)端口一一檢查電路，重新接；(3) 畫(huà)圖時(shí)不會(huì)用一些工具一一問(wèn)老師或同學(xué)或上網(wǎng)查；3. 3體會(huì)收獲及建議本次課程設(shè)計(jì)是在系統(tǒng)學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)之后通過(guò)查閱相關(guān)資料完 成的，這次課程設(shè)計(jì)給我?guī)?lái)了很大的收獲，讓我學(xué)到了很多，不僅掌握了簡(jiǎn)單 的電子電路的設(shè)計(jì)與制作，也掌握了論文

13、寫作的方法和格式。在制作電路時(shí)，我 深深體會(huì)到連接電路時(shí)一定要認(rèn)真仔細(xì)，每一步驟都要認(rèn)真分析。怎樣看電路圖以前是我們學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)的一大難題。為了提高且掌握看 圖、識(shí)圖、分析圖的方法和技巧，我們特地從網(wǎng)上查找了些專題文章，詳細(xì)了解 各類電路圖的基本原理和分析方法。直流穩(wěn)壓電源的工作原理以及它的要求和性能指標(biāo)。也讓我們認(rèn)識(shí)到在此次 設(shè)計(jì)電路中所存在的問(wèn)題；而通過(guò)不斷的努力去解決這些問(wèn)題在解決設(shè)計(jì)問(wèn)題 的同時(shí)自己也在其中有所收獲。設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到很多難題，在老師以及同學(xué)的幫助下我順利地完成了本次設(shè) 計(jì)，通過(guò)這次設(shè)計(jì)我深刻感到自己的知識(shí)十分有限，在以后的課程學(xué)習(xí)中一定要 認(rèn)真學(xué)習(xí)理論知識(shí)，充實(shí)自己。34參考資料(書(shū).論文.網(wǎng)絡(luò)資