1、電子技術課程設計報告課題名稱直流可變穩壓電源的設計學院昆明學院專業機械設計制造及自動化班級機制4班姓名楊志陳明全學號201104100433201104100401時間2013.7.1-2013.7.10 摘 要采用三端集成mc7815bt正電壓輸出和upc7924負電壓輸出的可調式穩壓器，輸出電壓在0-15v和0-24v之間連續可調電壓供使用，組合形成0-39v之間連續可調電壓供功率放大器使用。該穩壓電源具有性能穩定.結構簡單.電壓、電流指標精度高.調節方便等優點。該三端可調穩壓器的組合的輸出電壓可調，穩輸出紋波小，其輸出電壓為039v連續可調，若要達到穩度高，具有過電流保護則一般調節輸出電

2、壓則在030v左右。因此它的性能優良，可靠性高。又因這種穩壓器 具有體積小、使用方便、價格低廉等優點，所以得到廣泛應用。本文介紹了三端集成mc7815bt和upc7924為穩壓器的可調直流穩壓電源的設計與制作。關鍵詞： 三端集成 可調式 穩壓器 直流穩壓電源 集成芯片abstractusing integrated three-terminal mc7815bt positive voltage output and upc7924 negative output voltage adjustable voltage regulator, the output voltage from 0 a

3、nd 0 to 24 v to 15 v adjustable voltage for use between combination form between 0-39 v adjustable voltage for use in power amplifier. the regulated power supply with stable performance. the structure is simple, high precision of voltage, current indicators. the advantages of convenient adjustment.t

4、he combination of the adjustable three-terminal voltage regulator of the output voltage is adjustable, stabilizing the output ripple is small, the output voltage of 0 39 v adjustable, if you want to achieve high stability, with over-current protection is generally to adjust the output voltage is abo

5、ut 0 to 30 v. so its good performance and high reliability. and because of this stabilizer has the advantages of small volume, convenient use and low price, so widely used.this paper introduces the integrated three-terminal mc7815bt and upc7924 for voltage regulator adjustable dc regulated power sup

6、ply design and production.keywords: three-terminal integration adjustable voltage regulator dc regulated power supply integrated chips目錄第一章 設計目的及相關要求 .11.1 直流可變穩壓電源的設計.11.2 設計步驟.1第二章 設計原理分析.22.1 設計路線.22.2 電路圖設計方法.2第三章 實驗設計.33.1 變壓器的選擇.33.2 單向橋式電路.33.3 電容濾波.53.4 穩壓電路工作原理.73.5 阻抗的選擇.73.6 電阻r5和r1的選擇.83

7、.7 三端集成穩壓器介紹.83.8 實驗設計基礎電路圖.9第四章 電路測試與數據分析. 94.1 注意事項.94.2 測試電路. . . . .104.3 數據以及分析. . . . .10第五章 目標完成情況. .115.1 設計任務與要求完成. .115.2 擴展任務1. . . . .115.3 擴展任務2. . . .12參考文獻. . . . .13第一章設計目的及相關要求1.1直流可變穩壓電源的設計一、設計任務與要求1、用集成芯片制作一個015v的直流電源。2、功率要求15w以上。3、測量直流穩壓電源的紋波系數。4、具有過壓保護。二、擴展功能要求 電源的可調范圍增至030v 具備過

8、流保護。1.2設計步驟1. 確定任務電子系統開發過程是以確定系統的功能的技術指標開始的。首先要細致分析、研究實際問題，明確各項任務與要求，綜合考慮系統的各種性能，擬定出合理可行的技術性能指標。2. 總體設計在對應用系統進行總體設計時，應根據應用系統提出的各項技術性能指標，擬定出一套合理的方案。首先，根據任務的繁雜程度和技術指標要求選擇電路。其次，選擇系統中要用到的其它元器件，如顯示器、執行機構等。3. 硬件設計硬件設計是指應用系統的電路設計，包括控制電路、執行電路、轉換電路、計算電路等等。硬件設計時，應考慮留有充分余量，電路設計力求正確無誤，因為在系統調試中不易修改硬件結構。4. 系統調試系統

9、調試是指將設計好的電路在軟件環境下仿真和在硬件條件下仿真兩種。利用軟件仿真實現電路原理、電路執行方案的驗證，硬件電路調試的任務是排除系統的硬件電路故障，包括設計錯誤和工藝故障 第二章設計原理分析2.1設計路線直流穩壓電源是電子設備中最基本、最常用的儀器之一。它作為能源，可保證電子設備的正常運行。直流穩壓電源一般由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路三部分組成，如圖1圖1 直流穩壓電源結構框圖22 電路圖設計方法（1）確定目標：設計整個系統是由那些模塊組成，各個模塊之間的信號傳輸，并畫出直流穩壓電源方框圖。（2）系統分析：根據系統功能，選擇各模塊所用電路形式。（3）參數選擇：根據系統指標的要

10、求，確定各模塊電路中元件的參數。（4）總電路圖：連接各模塊電路。（5）將各模塊電路連起來，整機調試，并測量該系統的各項指標。（6）采用三端集成穩壓器電路，用輸出電壓可調且內部有過載保護的三端集成穩壓器，輸出電壓調整范圍較寬，設計一電壓補償電路可實現輸出電壓從 0 v起連續可調，因要求電路具有很強的帶負載能力，需設計一軟啟動電路以適應所帶負載的啟動性能。該電路所用器件較少，成本低且組裝方便、可靠性高。第三章實驗設計3.1變壓器的選擇 變壓為原來的倍設計要求綜合已選擇低于的 實際測得21.圖2電源變壓器3.單向橋式電路整流電路的作用電路中用了四個二極管，接成電橋形式，利用二極管的單向導電性，將正負

11、交替的正弦交流電壓整流成為單方向的脈動電壓主要參數計算a直流電壓uob直流電源ioc波動系數選管原則 根據二極管的電流id和二極管所承受的最大反向峰值電壓urm進行選擇，即圖3反向單向橋式整流圖4正向單向橋式整流而所選擇的為實際為3.3電容濾波電容濾波工作原理（1）電容濾波電路作用利用電容元件儲能的特性，將整流后輸出的電壓的能量儲存起來，然后緩慢的釋放給負載。盡可能地將單向脈動電壓中的脈動成分濾掉，使輸出電壓成為比較平滑的直流電壓。（2）主要參數計算 耐壓電流放電時間常數范圍輸入輸出關系波動系數（3）電容濾波電路的特點1電容濾波電路適用于小電流負載。2電容濾波電路的外特性比較軟。3采用電容濾波

12、時，整流二極管中將流過較大的沖擊電流。必須選用較大容量的整流二極管。4電容濾波后，輸出直流電壓提高了，同時輸出電壓的脈動成分也降低了，而且輸出直流電壓與放電時間常數有關rlc，uo=1.4u2，s=0。（4）選電容原則電容放電的時間常數 =rlc 愈大，放電過程愈慢，則輸出電壓愈高，同時脈動成分也愈少，即濾波效果愈好。圖53.4穩壓電路工作原理圖6直流穩壓電路直流穩壓電路作用使輸出的直流電壓，在電網電壓或負載電流發生變化時保持穩定。本次課程設計中，穩壓電路選擇用三段集成穩壓器mc7815bt和upc7924以及電容組成3.5阻抗的選擇由于在啟動時會產生電壓的大波動，從而損壞電路。所以電路經過整

13、流濾波后加入一個接近于的電容，也就是uh的可達到保護過電壓的目的。圖73.6電阻r5和r1的選擇假設我要得到的是p=16w的直流可變電壓源那么由u*i=p u=39.14v 可求得 i=0.408由r=u/i 可求得 r=95.93歐欲使電壓源輸出在0-15之間取那么（）歐可求得r5=36.764歐 選取r1=37歐歐這里選擇r=59歐也就是說將換成歐r5換成37歐的歡動變阻器即可實現功率大于15w 3.7三端集成穩壓器介紹隨著半導體工藝的發展，穩壓電路也制成了集成器件。由于集成穩壓器具有體積小，外接線路簡單、使用方便、工作可靠和通用性等優點，因此在各種電子設備中應用十分普遍，基本上取代了由分

14、立元件構成的穩壓電路。mc7815bt（015v）和upc7924（024）外形及連接圖圖8 mc7815bt外形及連接圖 圖9 upc7924外形圖及連接圖3.8實驗設計基礎電路圖圖10基礎電路圖第四章電路測試與數據分析4.1注意事項（1）在搭接電路時一定要斷開電源，在所有部分搭接完畢確認無誤后方能開啟電源。（2）連個四個電解電容的正負極一定要接對，否則電容將被反向擊穿。（3）電路中所有的的接地端都要共地，時刻觀察電路中的器件，當發現器件過熱時一要及時關閉電源使之冷卻。（4）電路經初測進入正常工作狀態后，才能進行各項指標的測試。4.2測試電路（1）按照圖是電路連接電路圖11 15設計圖（2）

15、連接好后按照圖中所示連接相應電壓表（電表已省去），設計excel表格并填表圖測試實驗數據4.3數據以及分析分析(1）內阻r1=59歐內阻r5=037歐在u3和u4以左通過理論和實測為固定值及時跳動也不會太大起調節作用的主要為定值電阻r1和滑動變阻r5(2) 整流之后的v10.9 u大理論值大小，原因是整流堆中的二極管也會產生壓降(3) 濾波后輸出電壓在示波器上顯示波形不夠平滑，脈動系數較大，原因是濾波電容不夠大(4)加穩壓電路后，負載大小變化時，輸出電壓發生較小的改變，原因是采用電容濾波，電路外特性不夠硬。 （5）電路始終存在一定誤差，這與實際中的導線，及工作效率有關是不可避免的。第五章目標完

16、成情況5.1設計任務與要求完成（1）用集成芯片制作一個015v的直流電源。如圖七設計已完成（2）要求功率在15w以上 電路設計以16w為設計方向所以 完成（3）設計測量直流穩壓電源的紋波系數，開始時存在波動之后趨于平穩也即是直流特性，可觀看如下圖即可 完成（4）具有過壓保護加入阻抗具體可看3.6即可做到如圖八電壓保護 可觀看如下圖即可 完成（上部為ac示波下部為dc示波）波紋系數=400mv（/15v*2）=1.3%圖測試直流穩壓情況5.2擴展任務1 電源的可調范圍增至030v將r1和r5的電阻換成如圖即可 由于存在誤差所以r5應該偏大一小點 圖雙量程，電壓圖和5.3擴展任務2 具備過流保護。由于設計中和串聯可達到電流過大的保護電流過大造成的線路被毀主要是由于電阻存在跳動大導致的，因此選擇是應避