直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電路仿真實驗直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計學(xué) 院： 工學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： 2011級應(yīng)用電子 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 2014年 7月 9日目 錄1.課程設(shè)計目的1、通過該設(shè)計學(xué)會并掌握常用電子元器件的選擇和使用方法2、結(jié)合所學(xué)的模電的理論知識完成直流穩(wěn)壓電源課程設(shè)計3、學(xué)習(xí)和使用Multisim 10.0，并仿真穩(wěn)壓輸出的±9V、±5V電壓2.課程設(shè)計任務(wù)和要求2.1課程設(shè)計任務(wù)利用直流12V通過7809、7805設(shè)計一個輸出±9V、±5V的直流穩(wěn)壓電源。2.2課程設(shè)計要求1、畫出系統(tǒng)電路圖，并用Multis

2、im 10.0仿真穩(wěn)壓輸出的±9V、±5V電壓； 2、根據(jù)電路圖在模電實驗箱上連接電路，用萬用表測輸出電壓為±9V、±5V，并比較實測值與仿真值； 3、通過理論值和實際值比較，計算誤差值；3.設(shè)計內(nèi)容:3.1穩(wěn)壓電源的電路3.1.1選用元器件三端集成穩(wěn)壓管LM7809、LM7909、LM7805、LM7905各一個；電容（0.1uf 2個、105uf 3個）；電阻（10k）一個；運(yùn)算放大器（LM358）一個；滑動變阻器（10k）一個；NMOS管(IRF530N)一個；直流電源（+12V）；導(dǎo)線若干；萬用表一只；模擬電子技術(shù)實驗箱。3.1.2各部分功能的介

3、紹和設(shè)計方案選擇及詳細(xì)參數(shù)的說明1、 穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨電壓和負(fù)載的變化而變化。根據(jù)設(shè)計所要求的性能指標(biāo)，選擇集成三端穩(wěn)壓器。由數(shù)據(jù)手冊知：7805、7809和7905、7909的下降電壓：D =2V；7809和7909的允許最大輸入電壓：35V；7905的典型輸出值為：VO=-5V；7805的典型輸出值為：VO=+5V；7909的典型輸出值為：VO=-9V；7809的典型輸出值為：VO=+9V。三端穩(wěn)壓器內(nèi)含有過熱，過流和過載保護(hù)電路。雖然是固定的三端穩(wěn)壓原件，但在起外端加不同的元器件可得不同的電壓和電流。具有安全可靠，性能優(yōu)良、不易損壞、使用方便等優(yōu)點。由

4、此估計輸入的電壓要超過11V,本電路設(shè)計采用直流12V。2、反相放大電路：將直流12V轉(zhuǎn)為-12V，為7909、7905提供負(fù)電源。負(fù)反饋放大電路采用LM358運(yùn)算放大器，設(shè)計電路如圖4所示。反相端為虛地點，即Vn=0，由虛斷的概念（ip=in=0）可知，i4=i1,故有(Vi-Vn)/R4 = (Vn-Vo)/R1 或 Vi/R4 = -Vo/R1；可知 Av=Vo/Vi=-R1/R4 è Vo =(-R1/R4)*Vi，當(dāng)R1=R4時，可以得到 Vo =- Vi，從而將正電壓進(jìn)行反相。3.2電路整體設(shè)計電路如圖1所示，V5、V6、V7、V8分別為輸出+9V,+5V,-9V,-5V

5、。 圖1 電路整體設(shè)計3.2.1 Multisim 仿真用Multisim 仿真結(jié)果如圖2 所示。圖2 電路整體仿真3.2.2實際元件電路整體仿真根據(jù)實際元器件測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真的結(jié)果如圖3所示。圖3 實際元件電路整體仿真3.3反相電路設(shè)計3.3.1 方案選擇方案一：采用三極管進(jìn)行反相利用三極管輸出電流反相特點，對直流12V進(jìn)行反相，仿真電路圖如圖4所示。圖4 三極管電流反相電路整體仿真方案二：運(yùn)用運(yùn)算放大器進(jìn)行反相采用運(yùn)放的反相輸入端，利用反饋，將直流12V轉(zhuǎn)成-12V，仿真電路如圖7所示。方案三：將直流12V反接將直流12V反接產(chǎn)生-12V，仿真結(jié)果如圖5所示。圖5 直流12V反接電路仿真

6、方案一因為輸出為正電壓，沒有達(dá)到預(yù)期效果（三極管為小信號放大器件，而12V屬大信號），不可取；方案二實現(xiàn)反相，可以采用；方案三將直流12V反接，得到反向電壓，但考慮到實際壓降，不宜采用。綜上所述，以上三種方案，采用方案二。3.3.2負(fù)反饋放大電路設(shè)計采用方案二，設(shè)計電路圖如圖6所示。 圖6 反相放大電路設(shè)計3.3.3負(fù)反饋放大電路仿真根據(jù)所設(shè)計的反相放大電路，仿真結(jié)果如圖7 所示；實際測量的元件仿真結(jié)果如圖8所示。圖7 反相放大電路仿真圖8實際元件反相放大電路仿真3.4 實際電路連接本次設(shè)計采用模擬電路設(shè)計實驗箱作為電路的搭建平臺，實際電路搭建圖9所示。圖9 實際元件反相放大電路仿真3.5 實

7、驗結(jié)果與誤差分析3.5.1實驗結(jié)果 表一：實驗結(jié)果理論值仿真值實際值實際誤差仿真誤差輸入電壓（V）12.00012.000/12.19312.1931.608%1.608%輸出（V）電壓LM78055.0005.002/5.0024.9970.06%0.04%LM78099.0009.240/9.2409.2432.70%2.67%LM7905-5.000-5.647/-5.647-5.4839.66%12.94%LM7909-9.000-9.493/-9.599-8.9220.86%6.65%3.5.2 誤差分析實驗的數(shù)據(jù)如表一所示，從表中可以看出仿真誤差比實際誤差大，實際誤差中LM7905

8、產(chǎn)生的-5V電壓誤差較大，達(dá)到9.66%。為減小誤差，可以在LM7905的輸出端接入一個10K的滑動變阻器，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器，使輸出電壓維持在5±0.1V左右。4設(shè)計總結(jié)這次課程內(nèi)容的自我學(xué)習(xí)和課程任務(wù)的自我實踐設(shè)計，不但激發(fā)了自己學(xué)習(xí)和理解知識的熱情，而且樹立起了自覺應(yīng)用自身的知識理論轉(zhuǎn)化能力的意識。在整個實際過程中遇到了不少難處，但是通過上網(wǎng)查詢以及和別的同學(xué)交流的方法解決了?？偨Y(jié)整個實際過程，我學(xué)到了一些東西:1、 在整個實際過程中我總結(jié)的方法是先頂層框架設(shè)計后底層具體模塊設(shè)計的方法。比如在這個設(shè)計過程中必須先確定所設(shè)計的穩(wěn)壓源屬于什么類型的(穩(wěn)壓單電壓輸出，正負(fù)穩(wěn)壓輸出，正負(fù)可調(diào)輸出還是恒流源），然后確定該電路應(yīng)由哪幾部分構(gòu)成及其各個部分的基本功能。2、分別對各個底層模塊的功能進(jìn)行仿真處理，與期望進(jìn)行對比分析，找出不符合的地方回到上一步進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整，使得仿真結(jié)果最終符合設(shè)計的要求。3、從大體上對電路圖進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，使得結(jié)構(gòu)更加清晰明了。4、對整個過程遇到的問題進(jìn)行反思考慮總結(jié)，以避免下次犯同