模擬電路課程設(shè)計(jì)-直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)

模擬電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)課題：直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)班級：11自動化學(xué)號： 姓名：

工A刖言設(shè)計(jì)3V~9V可調(diào)集成直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓可調(diào)：Uo=+3V?+9V。學(xué)習(xí)掌握選擇變壓器、整流二極管、濾波電容及集成穩(wěn)壓器來設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源，直流穩(wěn)壓電源的調(diào)試及主要技術(shù)指標(biāo)的測試方法。二方案設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源的基本原理直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成。一般由電源變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖如下:IU U?IU U?直流穩(wěn)壓電源的原理椎圖和波形變換其中，電源變壓器：是降壓變壓器，它的作用是將220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui。變壓器的變比由變壓器的副邊按確定，變壓器副邊與原邊的功率比為P2/P1=n，式中n是變壓器的效率。整流電路：利用單向?qū)щ娫?，?0HZ的正弦交流電變換成脈動的直流電。

濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分濾除。濾波電路濾除較大的波紋成分，輸出波紋較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。穩(wěn)壓電路:穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路其工作原理是利用穩(wěn)壓管兩端的電壓稍有變化，會引起其電流有較大變化這一特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)與穩(wěn)壓管串聯(lián)的限流電阻上的壓降來達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。2方案設(shè)計(jì)我們采用LM317可調(diào)式三端穩(wěn)壓器電源，LM317可調(diào)式三端穩(wěn)壓器電源能夠連續(xù)輸出可調(diào)的直流電壓.不過它只能連續(xù)可調(diào)的正電壓，穩(wěn)壓器內(nèi)部含有過流，過熱保護(hù)電路;由一個(gè)電阻(R)和一個(gè)可變電位器(RP)組成電壓輸出調(diào)節(jié)電路，輸出電壓為:Vo=1.25(1+RP/R).由此可見此穩(wěn)壓器的性能和穩(wěn)壓穩(wěn)定都比上一個(gè)三端穩(wěn)壓電源要好，所以選用LM317三端穩(wěn)壓電源。三單元模塊設(shè)計(jì)1.集成三端穩(wěn)壓器LM317內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓高得多的紋波抑制比?？烧{(diào)整輸出電壓低到1.2V，保證1.5A輸出電流，典型線性調(diào)整率0.01%，80dB紋波抑制比，輸出短路保護(hù)，過流、過熱保護(hù)，調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)，標(biāo)準(zhǔn)三極管封裝。LM317其特性參數(shù)：可調(diào)范圍為1.25V-7V最大輸出點(diǎn)流為1.5A輸入與輸出工作壓差為史=Ui-Uo:3V-40V。輸出表達(dá)式為：Uo=(1+皇)*UR1REF其中，UREF是集成穩(wěn)壓器件的輸出電壓，為1.25V。如圖所示，改變R2的值，Uo的值即可改變。當(dāng)R2短路時(shí)，Uo最小，為Uref即1.25V；當(dāng)R2大于零時(shí)，Uo都大于Uref，最大可達(dá)37V，如右圖所示。選擇電源變壓器確定副邊電壓U2：根據(jù)性能指標(biāo)要求：Uomin=3V Uomax=9V又,/Ui-Uomax>(Ui-Uo)minUi-Uomin<(Ui-Uo)max其中：(Ui-Uomax)min=3V,(Ui-Uomin)max=40V12V<Ui<43V此范圍可任選：Ui=14V=Uo1根據(jù) Uo1=(1.1~1.2)U2可得變壓的副邊電壓：U2=Uo1=12V1.15確定副邊電流12: Io1=Io又副邊電流12=(1.5~2)Io1取Io=Iomax=800mA則12=1.5*0.8A=1.2A選擇變壓器的功率變壓器的輸出功率：Po>12U2=14.4W選擇整流電路中的二極管?變壓器的伏變電壓U2=12V橋式整流電路中的二極管承受的最高反向電壓為：*1U2=17V

橋式整流電路中二極管承受的最高平均電流為：也=08=0.4A2 2查手冊選整流二極管IN4007，其參數(shù)為：反向擊穿電Urr=1000V>>17V

最大整流電流I=1A>0.4A

F濾波電路中濾波電容的選擇1)求AUi:根據(jù)穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓系數(shù)的定義：S=竺!業(yè)VUo：：Ui設(shè)計(jì)要求國。<5mVSv<0.003Uo=+3V?+9VUi=14V代入上式，則可求得KUi=UiAUaUo*Sv=(4*0.005)(9*0.003)=3.3V；2)求濾波電容C設(shè)定Io=Iomax=0.8A,t=0.01S所以濾波電容：C=IomaX*t=°.8*0.01=2424"F。AUi3.3電路中濾波電容承受的最高電壓為巨U2=17V，所以所選電容器的耐壓應(yīng)大于17V.四仿真圖■■ua Z5JZ7:1---D3----04-j^-1IU9C7j^1N40fl7LM347LW0五實(shí)際電路

Z5JZ7:1---D3----04-j^-1IU9C7j^1N40fl7LM347LW0五實(shí)際電路六安裝與調(diào)試六安裝與調(diào)試按PCB圖所示，制作好電路板。安裝時(shí)，先安裝比較小的原件，所以先安裝整流電路，在安裝穩(wěn)壓電路，最后再裝上電路（電容）。安裝時(shí)要注意，二極管和電解電容的極性不要接反。檢查無誤后，才將電源變壓器與整流濾波電路連接，通電后，用萬用表檢查整流后輸出LM317輸入端電壓Ui的極性，若Ui的極性為負(fù)，則說明整流電路沒有接對，此時(shí)若接入穩(wěn)壓電路，就會損壞集成穩(wěn)壓器。然后接通電源，調(diào)節(jié)Rw的值，若輸出電壓滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，說明穩(wěn)壓電源中各級電路都能正常工作，此時(shí)就可以進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測試。匕C3CH匕C3CH電位器RV1取最大時(shí)，Uo=9.087VD5.QJ.... …?i-1N4007^：1N4bbT..xrci斗:珈］證斗:如證也....Q.luF:::同5修…D5.QJ.... …?i-1N4007^：1N4bbT..xrci斗:珈］證斗:如證也....Q.luF:::同5修…X1N4UB3^.927:1 M-呵；:::""二："""二：""：j^N?Q?5^1N4D07tkQ:，:R：1電位器RV1滑到最小時(shí)，Uo=2.972V電位器在0到1K之間，輸出電壓連續(xù)可調(diào)：約為3V~9V七總結(jié)經(jīng)過一個(gè)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，我還是把我的課程設(shè)計(jì)報(bào)告完成了。通過這一次的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，讓我對模電知識更近一步的了解，對模電課程中直流穩(wěn)壓電源這一章所涉及的部分元件有了一定的認(rèn)識;掌握了選擇變壓器、整流二極管、濾波電容及集成穩(wěn)壓器來設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源，學(xué)會了用Pretues仿真軟件對直流穩(wěn)壓電源進(jìn)行調(diào)試及各部件主要技術(shù)指標(biāo)的測試。從選題到畫圖這個(gè)過程并沒有發(fā)費(fèi)我太多的時(shí)間，但是畫PCB板關(guān)系到之后的印版，所以畫PCB板的時(shí)候我特意向在行的同學(xué)尋求幫助，問他們哪些地方需要改進(jìn)的。但任存在不足的是，容值較大的電容與穩(wěn)壓管的距離靠得太近，導(dǎo)致散熱片不能正常接上去，影響了穩(wěn)壓管的散熱。硬件的制作按流程操作并不是很難，我只用了一個(gè)下午的時(shí)間，由于仿真軟件本身的原因也可能造成誤差，所以在完成硬件之后，我用萬用表測得的輸出電壓范圍是4.5V~9.06V，與要求的輸出電壓值有較大的誤差，我又將與變壓器串聯(lián)的電阻換成更小阻值的，之后測得的輸出電壓為2.972V~9.08V，減少了誤差。整個(gè)事件過程中最難