直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

/青島農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)和信息科學(xué)學(xué)院電子工藝實(shí)習(xí)課程設(shè)計報告設(shè)計題目直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計和實(shí)現(xiàn)學(xué)生專業(yè)班級*學(xué)生姓名（學(xué)號）***指導(dǎo)教師**完成時間*實(shí)習(xí)（設(shè)計）地點(diǎn)**年*月*日

電子工藝實(shí)習(xí)任務(wù)書實(shí)習(xí)目的了解直流穩(wěn)壓電源電路的工作原理；熟悉電路中主要電器元件三端穩(wěn)壓器的作用及結(jié)構(gòu)；駕馭電子電路焊接工藝中的基本技能；駕馭基本測量工具的運(yùn)用；實(shí)習(xí)要求駕馭元器件的基礎(chǔ)學(xué)問；理解串聯(lián)穩(wěn)壓電路的工作原理；駕馭電路繪制和仿真分析相關(guān)學(xué)問；培育學(xué)生自學(xué)實(shí)力，能利用信息媒體獲得新學(xué)問、新技術(shù)；培育學(xué)生電路安裝和焊接實(shí)力；培育學(xué)生電路分析實(shí)力和故障解除的基本技能；實(shí)習(xí)內(nèi)容直流穩(wěn)壓電源原理的講解，整流，全橋整流，半波整流原理，三端穩(wěn)壓器的原理的分析；電烙鐵焊接工藝的實(shí)習(xí)，練習(xí)，要求能做到美觀，無虛焊。留意電烙鐵的平安運(yùn)用；萬用板上元器件的擺放，連接，焊接。在保證焊接便利的前提下，盡量做到有序美觀；直流穩(wěn)壓電源電路的焊接調(diào)試；實(shí)習(xí)日程及內(nèi)容周一：練習(xí)焊接工藝技術(shù)，在萬用板上練習(xí)焊接；周二：下發(fā)元器件清單，依據(jù)元器件清單，翻閱相關(guān)理論，自己設(shè)計電路原理圖，了解各部分原理；周三：依據(jù)設(shè)計的原理圖，在萬用板上焊接實(shí)際電路并調(diào)試電路，使電路性能指標(biāo)符合課程設(shè)計的要求；周四：指導(dǎo)老師給出參考原理圖，和自己設(shè)計的原理圖比較優(yōu)缺點(diǎn)，沒有實(shí)現(xiàn)電路指標(biāo)性能的可以依據(jù)參考原理圖，重新焊接調(diào)試；指導(dǎo)老師驗(yàn)收課程設(shè)計，依據(jù)同學(xué)所做的，講解原理圖關(guān)鍵的部分；周五：編寫電子工藝實(shí)習(xí)報告。實(shí)習(xí)器件器件數(shù)量器件數(shù)量器件數(shù)量整流二極管1N40074只電解電容470uF/16V1只LED3mm1只三端穩(wěn)壓器78051只瓷介電容0.1uF2只接線柱4只電解電容1000uF/16V1只電阻470歐姆1只萬用板2只共用器件：10W，9V單輸出變壓器，4個；焊錫：8卷

直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計和實(shí)現(xiàn)一課程設(shè)計的內(nèi)容及要求：1理解直流穩(wěn)壓電源電路的工作原理，主要是半波整流，橋式整流，三端穩(wěn)壓器的原理；2電烙鐵的平安運(yùn)用及焊接工藝的練習(xí)，要求平安運(yùn)用，好用美觀；3電路的組裝及焊接，做到剛好發(fā)覺故障并自我解除故障；4直流穩(wěn)壓電源電路的最終焊接及調(diào)試；二提出方案：在華成英，童詩白主編的<<模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)>>第四版中介紹到直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計目的事實(shí)上就是把220v溝通電轉(zhuǎn)化成直流電的輸出如圖一所示。圖一直流穩(wěn)壓電源電路的工作過程之前我們了解到半波整流的工作原理及原理圖如圖二所示：U2>0時；二極管導(dǎo)通，UL=U2U2<0時；二極管截止，UL=0圖二半波整流圖三半波整流波形由此我們得到橋式整流電路，實(shí)現(xiàn)全波整流，其工作原理及原理圖如圖四：U2正半周期時：D1,D3導(dǎo)通D2,D4截止U2負(fù)半周期時：D2,D4導(dǎo)通D1,D3截止圖四橋式整流電路U2U2ULUL圖五全波整流波形由此可見，我們利用整流原理可以把正弦溝通電轉(zhuǎn)化成脈動直流電壓，為了獲得直流電壓，我們必需經(jīng)過濾波獲得有水紋的直流電壓，最終得到直流電壓。符合設(shè)計思路的電路圖有以下幾種：方案一：唐競新主編的<<數(shù)字電子電路>>中有利用多個三極管以及電容如圖六所示，主要利用三極管的單向?qū)щ娦砸约柏?fù)反饋原理實(shí)現(xiàn)溝通電的轉(zhuǎn)化。圖六運(yùn)用調(diào)整管的串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源電路圖方案二：接受變壓器、二極管、集成運(yùn)放，電阻、穩(wěn)壓管、三極管等分立元器件如圖七所示。將220v得溝通電經(jīng)過變壓器得到電壓幅值較小的溝通電，再經(jīng)橋式整流電路和濾波電，再經(jīng)橋式整流電路和濾波電路形成直流，穩(wěn)壓部分接受串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。保持射極輸出形式，構(gòu)成具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。其穩(wěn)壓電路圖如圖七所示：圖七分立元件穩(wěn)壓圖示方案三：變壓、整流和濾波電路和方案二(圖七)相同，穩(wěn)壓部分接受集成穩(wěn)壓器--7805調(diào)式穩(wěn)壓器，內(nèi)部具有過熱和過流愛惜電路，而且性能穩(wěn)定，輸出電壓5v，也可以達(dá)到設(shè)計目的。方案一（圖六）接受多個三極管利用負(fù)反饋原理實(shí)現(xiàn)溝通變直流，存在輸入溝通不穩(wěn)定對三極管的危害比較大，且在不穩(wěn)定狀況下簡潔造成緊急事故，不行以作為實(shí)際生活中的平安運(yùn)用。方案二（圖七）所需器件為分立元件，且要求多個元件的整裝組合，組裝過程中存在些許麻煩，明顯不如集成芯片（三端穩(wěn)壓器）的牢靠性高，性能穩(wěn)定。綜合比較，方案三（圖八）比較簡潔，而且簡潔實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際中可以平安運(yùn)用。三原理說明李萬臣主編的《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)試驗(yàn)和課程設(shè)計》中介紹接受集成芯片（7805三端穩(wěn)壓器）的直流穩(wěn)壓電源電路的工作原理：電路原理圖如圖八：一二三圖八7805直流穩(wěn)壓電源電路部分一為橋式整流電路，實(shí)現(xiàn)全波整流，將溝通電轉(zhuǎn)化成脈動直流電壓；其實(shí)橋式整流電路相當(dāng)于志向二極管，即正偏時導(dǎo)通，電壓降為零，相當(dāng)于志向開關(guān)閉合；反偏時截止，電流為零，相當(dāng)于志向開關(guān)斷開。整流電路包括單向半波整流電路和橋式整流電路。半波整流電路（圖二）結(jié)構(gòu)簡潔，運(yùn)用元件少，但整流效率低，輸出電壓脈動大。因此，它只適用于要求不高的場合。為了克服半波整流的缺點(diǎn)，常接受橋式整流電路（圖四）實(shí)現(xiàn)全波整流得到脈動直流電壓。（華成英童詩白主編,<<模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)>>）部分二LCπ式濾波器，實(shí)現(xiàn)濾波功能，將脈動直流電壓變成有水紋的直流電壓；部分三7805三端穩(wěn)壓器，獲得平穩(wěn)的直流電壓；穩(wěn)壓器接受7805系列即輸出電壓值+5伏，屬于三段固定輸出集成穩(wěn)壓，兩邊輸入輸出中間接地。為了防止電流或電壓過大用二極管并聯(lián)穩(wěn)壓器，當(dāng)電流、電壓過大時二極管起到開關(guān)作用對其進(jìn)行愛惜。四實(shí)習(xí)所需器件：1三端穩(wěn)壓器7805一只78系列為正輸出，輸出+5v2電解電容1000μF/16V一只470μF/16V一只實(shí)現(xiàn)濾波功能3瓷介電容0.1μF二只通高頻阻低頻實(shí)現(xiàn)濾波功能4整流二極管IN4007四只組成橋式整流電路，實(shí)現(xiàn)整流功能5電阻470Ω一個6發(fā)光二極管LED一個7接線柱8萬用板五設(shè)計測試結(jié)果1．焊接工具：電烙鐵在已做好的電路板上涂一層助焊劑，比照原理圖（圖八）將元件安裝在電路板上，檢查元件位置是否正確。檢查無誤后，用電烙鐵將每個元件用焊錫焊牢，保證每個元件不虛焊。在焊元件時依據(jù)不同元件耐熱性能盡量削減焊接時間。焊接完畢后用萬用表檢查是否斷路和短路。2．調(diào)試工具：萬用表或溝通毫伏表接入220V溝通電壓，檢查電路是否有異樣現(xiàn)象，假如沒有，然后用萬用表檢查輸出端電壓是否正常，接上溝通毫伏表視察其溝通紋波電壓，紋波電壓較小也為正常。3測試：用萬用表測得：輸出電壓+5v（實(shí)際測得電壓略低于5v，緣由在于電路損耗部分電壓）4分析：用溝通毫伏表測量其有效值，但因紋波不是正弦波，所以存在確定的誤差；由于在電路板的導(dǎo)線會導(dǎo)致確定的誤差；讀數(shù)也存在確定的誤差，在誤差范圍內(nèi)的全部測量結(jié)果為正常。六心得體會：這次實(shí)習(xí)是鞏固和運(yùn)用《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》中所學(xué)的理論學(xué)問和試驗(yàn)技能，基本駕馭常用模擬電路的一般設(shè)計方法，提高設(shè)計實(shí)力和動手實(shí)力，并在實(shí)踐中求得理論學(xué)問的鞏固。在設(shè)計過程中，雖然對于理論學(xué)問有所了解，但是對于元器件的連接，以及焊接往往不能得心應(yīng)手，尤其在焊接過程中，常出現(xiàn)虛焊，焊焦問題，自己的焊接技術(shù)也有待提高。在組裝電路以及焊接過程中應(yīng)留意以下幾點(diǎn)：1．了解電路工作原理的狀況下，熟知元器件功能，依據(jù)電路圖組裝電路，留意正負(fù)極，以及元器件的安裝依次；2.焊接時不能忽視浸潤這一方面，先浸潤再焊接，避開虛焊；3.測試電路時，必須要保證焊接正確，才能打開電源，以防元器件燒壞。4.留意7805管腳和橋式整流電路中二極管的極性，不應(yīng)反接。5.依據(jù)原理圖焊接時必需留意平安。七參考文獻(xiàn)[1]華成英童詩白主編,<<模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)>>，第四版，清華高校電子學(xué)教研組。[2]康華光主編,<<電子技術(shù)基礎(chǔ)>>,高等教化出版社。[3]謝自美主編,<<電子線路設(shè)計>>,其次版,華中科技高校出版社。[4]張萬奎主編,<<模擬電子技術(shù)>>,湖南高校出版社。[5]李萬臣主編，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)試驗(yàn)和課程設(shè)計》[6]康華光主編,<<電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）>>,高等教化出版社。[