設(shè)計(jì)制作一串聯(lián)型連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓正電源電路43064_第1頁
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1、數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告第 1 頁欽欽 州州學(xué)學(xué)院院數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課題名稱:課題名稱:設(shè)計(jì)制作一串聯(lián)型連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓正電源電路 院院 系系 物理與電子科學(xué)學(xué)院 專專 業(yè)業(yè) 電子信息工程 學(xué)學(xué) 生生 班班 級(jí)級(jí) 電信本 121 姓姓 名名 梁 * 指導(dǎo)教師姓名指導(dǎo)教師姓名 梁韶華、 梁維源、朱劍鋒 2015 年 7 月數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告第 2 頁模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目:設(shè)計(jì)制作一串聯(lián)型連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓正電源電路設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 輸出直流電壓 1.510V 可調(diào); 輸出電流 IOm=300mA;(有電流擴(kuò)展功能)

2、穩(wěn)壓系數(shù) Sr0.05; 具有過流保護(hù)功能。設(shè)計(jì)要求1.調(diào)研、查找并收集資料。2.總體設(shè)計(jì)。3.硬件設(shè)計(jì)::用 A4 紙畫出硬件的接線圖。4.撰寫設(shè)計(jì)說明書(字?jǐn)?shù)約 2500 字左右) 。5.參考資料目錄數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告第 3 頁目目 錄錄摘要前言第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)與方案第二章 設(shè)計(jì)電路圖第三章 原件及其介紹第四章 設(shè)計(jì)原理及參數(shù)計(jì)算第五章 實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果第六章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析第七章 實(shí)驗(yàn)結(jié)論及其體會(huì)附表 元件清單數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告第 4 頁摘摘 要要隨著生活的各式各樣,我們生活所需要的產(chǎn)品的品種也越來越多,其中絕大多數(shù)產(chǎn)品為電子產(chǎn)品,不同的產(chǎn)品工作時(shí)所需要的電源電壓也不同,因而對(duì)

3、電源的性能和參數(shù)要求也不同。目前,各種直流電源產(chǎn)品充斥著市場(chǎng),電源技術(shù)已經(jīng)比較成熟。然而,基于成本的考慮,對(duì)于電源性能要求不是很高的場(chǎng)合,可采用帶有過流保護(hù)的集成穩(wěn)壓電路,同樣能滿足產(chǎn)品的要求。本次設(shè)計(jì)的題目為設(shè)計(jì)一串聯(lián)型可調(diào)直流穩(wěn)壓正電源:先是經(jīng)過家用交流電源流過變壓器得到一個(gè)大約十五伏的電壓 U1,然后 U1經(jīng)過一個(gè)橋堆進(jìn)行整流在橋堆的輸出端加兩個(gè)電容 C1、C2進(jìn)行濾波,濾波后再通過 LM317(具體參數(shù)參照手冊(cè))輸出300mA 的電流。在 LM317 的輸出端加一個(gè)電阻 R2,調(diào)整端加一個(gè)電位器 RP1,這樣輸出的電壓就可以在 1.510V 范圍內(nèi)可調(diào)。經(jīng)過自己對(duì)試驗(yàn)原理的全面貫徹,以

4、及相關(guān)技術(shù)的掌握,和反復(fù)的調(diào)試,經(jīng)過自己的不斷的努力,老師的耐心的指導(dǎo),終于把這個(gè)串聯(lián)型兩路輸出直流穩(wěn)壓輸出正電源電路。關(guān)鍵詞:兩路 固定 可調(diào) 直流穩(wěn)壓電源 前前 言言隨著社會(huì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,對(duì)電子產(chǎn)品的性能要求也更高。我們做為 21 世紀(jì)的一名學(xué)電子的大學(xué)生,不僅要將理論知識(shí)學(xué)會(huì),更應(yīng)該將其應(yīng)用與我們的日常生活中去,使理論與實(shí)踐很好的結(jié)合起來。電子課程設(shè)計(jì)是電子技術(shù)學(xué)習(xí)中的一個(gè)非常重要的實(shí)踐環(huán)節(jié),能夠真正體現(xiàn)我們是否完全吸收了所學(xué)的知識(shí)。在電子市場(chǎng),各種各樣的串聯(lián)穩(wěn)壓電源琳瑯滿目,但大多數(shù)成本都不低,基于成本考慮,我們可以應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)自己設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電路。大部分電壓都是正電

5、源,而人們的需求也日益豐富,所以直流穩(wěn)壓負(fù)電源也越來越多。尤其是在學(xué)校,我們所用的許多電源都是自己學(xué)校設(shè)計(jì)的,電壓大概在 120之間可調(diào)。雖然現(xiàn)在的電源很普遍,技術(shù)也很成熟,但其中的電路設(shè)計(jì)分析的思路仍值得我們?nèi)W(xué)習(xí)和研究。又因?yàn)槠浜?jiǎn)單、易做、易設(shè)計(jì)。對(duì)材料無特別要求的特點(diǎn)。使得直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)能廣泛應(yīng)用與課程設(shè)計(jì)中。數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告第 5 頁第一章第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)與設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)任務(wù)與設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)制作一串聯(lián)型可調(diào)兩路輸出直流穩(wěn)壓正電源電路設(shè)計(jì)制作一串聯(lián)型可調(diào)兩路輸出直流穩(wěn)壓正電源電路一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 (1)輸出直流電壓 1.510V 可調(diào); (2)輸出電流 IOm

6、=300mA; (3)穩(wěn)壓系數(shù) Sr0.05; (4)具有過流保護(hù)功能二、方案設(shè)計(jì)與論證二、方案設(shè)計(jì)與論證直流穩(wěn)壓電源是電子設(shè)備能量的提供者,對(duì)直流電源要求是:輸出電壓的幅值穩(wěn)定、平滑、變換頻率高、負(fù)載能力強(qiáng)、溫度穩(wěn)定性好。(1)整流電路:交流電壓轉(zhuǎn)變成單向脈動(dòng)直流電 a、半波整流:其原理是利用半導(dǎo)體的導(dǎo)通性組成的各種整流電路。U0=U2=0.45U2 tdu0021 tdtu02sin2212b、橋式整流:然而單相橋式整流電路與半波整流電路相比,在相同的變壓器副邊電壓下,對(duì)二極管的參數(shù)要求式一樣的,并且還具有輸出電壓高、變壓器利用率高、脈動(dòng)小、見笑了輸出電壓的脈動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),因此在次設(shè)計(jì)中我選用

7、單相橋式整流電路。(2)濾波電路:經(jīng)整流后的電壓仍具有較大的交流分量,不能直接輸出變?yōu)橹绷麟娫?,必須通過濾波電路將交流分量濾掉。盡量保留其輸出中的直流分量,才能獲得比較平滑的直流分量,使之波形變得平滑,接近理想的的直流電源。所以可以利用電容兩端電壓不能突變或流經(jīng)電感的電流不能突變的特點(diǎn),將電容與負(fù)載并聯(lián),或?qū)㈦姼信c負(fù)載串聯(lián)就能起來濾波作用。(3)穩(wěn)壓電路:由于濾波后的直流電壓 Ui 受電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和負(fù)載電流變化的影響(T 的影響)很難保證輸出電流電壓的穩(wěn)定。所以必須在濾波電路和負(fù)載一直加上穩(wěn)壓電路,才能保證輸出直流電壓的進(jìn)一步穩(wěn)定。 如圖就是由橋堆和電容組成的整流濾波電路數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)

8、報(bào)告第 6 頁當(dāng)交流電電流流過橋堆時(shí),負(fù)方向的電流改變方向,以正方向的形式從橋堆中流出,從而形成如圖中的綠色部分的電流。當(dāng)這種電流經(jīng)過電容的濾波效果就形成了較為平滑的直流電流。第二章第二章 設(shè)計(jì)電路圖設(shè)計(jì)電路圖設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)的路設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)的路 第三章第三章 元件及其介紹元件及其介紹(1 1)變壓器:)變壓器:變壓器的最基本型式,包括兩組繞有導(dǎo)線之線圈,并且彼此以電感方式稱合一起。當(dāng)一交流電 (具有某一已知頻率)流于其中之一組線圈時(shí),于另一組線圈中將感應(yīng)出具有相同頻率之交流電壓,而感應(yīng)的電壓大小取決于兩線圈耦合及磁交鏈之程度。 一般指連接交流電源的線圈稱之為一次線圈;而跨于此線圈的電壓稱之為一次電壓

9、.。在二次線圈的 感應(yīng)電壓可能大于或小于一次電壓,是由一次線圈與二次線圈間的 匝數(shù)比所決定的。因此,變壓器區(qū)分為升壓與降壓變壓器兩種。 在此次實(shí)驗(yàn)中我們采用降壓變壓器,目的是將 220V 交流電降到我們所需的的范圍。(2 2)二極管:)二極管: 型號(hào)型號(hào) 1N40071N40074 個(gè)二極管組成整流電路,調(diào)整電流方向。在實(shí)驗(yàn)中,我們的設(shè)計(jì)的是直流電源,所以我們需對(duì)降壓產(chǎn)生的交流進(jìn)行整流。(3 3)三端穩(wěn)壓器:)三端穩(wěn)壓器: 型號(hào)型號(hào) LM317TLM317T三端穩(wěn)壓器,主要有兩種,一種輸出電壓是固定的,稱為固定輸出三端穩(wěn)壓器,另一種輸出電壓是可調(diào)的,稱為可調(diào)輸出三端穩(wěn)壓器,其基本原理相同,均采

10、用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。在線性集成穩(wěn)壓器中,由于三端穩(wěn)壓器只有三個(gè)引出端子,具有外接元件少,使用方便,性能穩(wěn)定,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告第 7 頁(4 4)電容:)電容: 1 1 個(gè)個(gè) 0.1uF0.1uF 1 1 個(gè)個(gè) 10uF10uF 1 1 個(gè)個(gè) 470uF470uF 1 1 個(gè)個(gè) 2200uF2200uF(5 5)電阻:)電阻: 1 1 個(gè)個(gè) 220220 1 1 個(gè)個(gè) 10k10k 電位器電位器 5k5k(6 6)二極管:)二極管:2 2 個(gè)個(gè) 41484148(7 7)電源指示燈:)電源指示燈:1 1 個(gè)個(gè) LED_REDLED_RED第四章第四章 設(shè)計(jì)

11、原理及參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)原理及參數(shù)計(jì)算一、電路工作原理一、電路工作原理當(dāng) 220 交流電經(jīng)變壓器產(chǎn)生低壓交流電時(shí),電流信號(hào)經(jīng)過電橋整流時(shí)產(chǎn)生單向脈動(dòng)電壓,然后再經(jīng)過濾波電路的濾波輸出交流成分較少的平滑的直流電壓,最后輸出范圍為 1.510V 的電壓。二、元件參數(shù)的計(jì)算二、元件參數(shù)的計(jì)算電容 C1用于抵消長(zhǎng)線傳輸而引起的電感,其容量可選擇在 1uF 以下,故選擇 C1為 0.1uF 的電容;電容 C2的選擇,因?yàn)?C2為濾波電容,從理論上來講,濾波電容越大,放電過程越慢, ,平均值越高,故選擇 C2為 2200uF 的電容。電容 C3改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng),以減小輸出電壓中的紋波,故選擇 C3=10uF

12、的電容。C4使輸出電壓平滑穩(wěn)定,故選擇 C4=470uF 的電容。LM317 三端可調(diào)雙電源穩(wěn)壓電路,正輸出電壓是可調(diào)的。電路中的VREF=V31(或 V21)=1.2V,R2=(120240),為保證空載情況下輸出電壓穩(wěn)定,故選擇 220。選擇 RP1為 5k,使電壓在 1.510V 之間可調(diào)。第五章第五章 實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果用 Proteus 仿真軟件對(duì)設(shè)計(jì)的直流穩(wěn)壓電源進(jìn)行仿真。第六章第六章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析實(shí)驗(yàn)焊接、調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)焊接、調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析按照畫好的電路圖,把元器件放在 PCB 板上進(jìn)行排版,然后按照元器件從低到高進(jìn)行焊接。不能靠板上的線路連接的

13、,用到導(dǎo)線連好,完成一個(gè)完整的數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告第 8 頁電路。然后在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行調(diào)試。在接入輸入信號(hào)好,用萬用表測(cè)量輸出數(shù)值其結(jié)果如下:輸入電壓 U=220V f=50Hz電位器 RP1()05000輸出電壓(V)1.2614.70在此次設(shè)計(jì)任務(wù)中雖然實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理想結(jié)果有一定的誤差,但是還是滿足設(shè)計(jì)任務(wù)。在現(xiàn)實(shí)生活中,精準(zhǔn)的直流電源不可能這么簡(jiǎn)單,要是實(shí)現(xiàn)更加接近理想的情況這需要更多的器件,通過復(fù)雜的電路來實(shí)現(xiàn)。 第七章第七章 實(shí)驗(yàn)結(jié)論及體會(huì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論及體會(huì)結(jié)論與心得結(jié)論與心得在上了模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程之后,我發(fā)現(xiàn)了許多的問題。發(fā)現(xiàn)自己對(duì)模擬電子這門課還存在很多的不足之處,理論知識(shí)的理解不是很深。通過對(duì)該電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試,使我學(xué)會(huì)運(yùn)用了用選擇器整流二極管、濾波器、濾波電容及集成穩(wěn)壓器來設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源。然而在調(diào)試過程我們沒有充分的考慮輸入電壓達(dá)不到要求,從而導(dǎo)致調(diào)試結(jié)果與理論只有一定差距。盲目地從電路中找錯(cuò)誤,浪費(fèi)許多時(shí)間。這使我懂得要如何分析錯(cuò)誤來源,使我更加快速而精準(zhǔn)的找出錯(cuò)誤所在的地方。以后要自己更加細(xì)心。在這次課設(shè)中充分鍛煉了自己的動(dòng)手能力,熟練掌握了焊接技術(shù)。學(xué)會(huì)了如何查找資料是自己的設(shè)計(jì)達(dá)到合理

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