1、1 課程設計說明書課程設計說明書課程設計名稱：課程設計名稱： 模擬電路模擬電路 課程設計題目：課程設計題目： 設計制作一串聯型二路輸出直流穩壓正電源電路設計制作一串聯型二路輸出直流穩壓正電源電路 學院名稱：學院名稱： 信息工程學院信息工程學院 專業：專業： 電子信息工程電子信息工程 班級：班級： 100411100411 學號：學號： 1004112210041122 姓名：姓名： 歐陽安歐陽安 評分：評分： 教師：教師： 2020 1212 年年 3 3 月月 1010 日日2 模擬電路 課課程程設設計計任任務務書書2020 1111 2020 1212 學年學年 第第 2 2 學期學期第第

2、 1 1 周周 2 2 周周 題目題目設計制作一串聯型二路輸出直流穩壓正電源電路內容及要求內容及要求 一路輸出直流電壓 12v；另一路輸出 512v 連續可調直流穩壓電源。 輸出電流 iom=200ma；穩壓系數 sr0.05； 進度安排進度安排1. 布置任務、查閱資料、選擇方案，領儀器設備： 3 天； 2. 領元器件、制作、焊接：3 天3調試： 3.5 天4. 驗收：0.5 天學生姓名：歐陽安 蔡報煊指導時間：2012.2.13指導地點： e 樓 308 室任務下達2012 年 2 月 13 日任務完成2012 年 2 月 27 日考核方式1.評閱 2.答辯 3.實際操作 4.其它指導教師于

3、磊系（部）主任賈杰3摘要摘要目前，各種直流電源產品充斥著市場，電源技術已經比較成熟。然而，基于成本的考慮，對于電源性能要求不是很高的場合，可采用帶有過流保護的集成穩壓電路也可滿足要求。本次設計的題目為：設計一串聯型二路輸出直流穩壓正電源：先是經過家用交流電源流過變壓器得到一個大約十五伏的電壓 u1，然后 u1 經過一個橋堆進行整流在橋堆的輸出端加兩個電容 c1、c2 進行濾波，濾波后再通過 lm7812（具體參數參照手冊）輸出一個固定的 12v 電壓，這樣就可以在一路輸出固定的電壓。在 lm7812的輸出端加一個電阻 r3，調整端加一個固定電阻 r1 和一電位器 r2，這樣輸出的電壓就可以在

4、512v 范圍內可調。經過自己對試驗原理的全面貫徹，以及相關技術的掌握，和反復的調試，經過自己的不斷的努力，老師的耐心的指導，終于把這個串聯型二路輸出直流穩壓正電源電路制作成功。關鍵字關鍵字：濾波、橋堆、濾波4目錄目錄 第一章第一章 設計任務與方案設計任務與方案 6 6第二章第二章 設計電路圖設計電路圖 7 7 第三章第三章 原件及其介紹原件及其介紹 7 7第四章第四章 設計原理及參數計算設計原理及參數計算 9 9第五章第五章 實驗仿真結果實驗仿真結果 1010第六章第六章 電路制作過程電路制作過程1313第七章第七章 實驗結果及其分析實驗結果及其分析 1313第八章第八章 實驗結論及其體會實

5、驗結論及其體會 13135第一章第一章 設計任務及方案設計任務及方案1.1.設計任務設計任務設計制作一串聯型可調兩路輸出直流穩壓正電源電路要求: :(1)一路輸出直流電壓 12v；另一路輸出 512v 連續可調直流穩壓電源；(2)輸出電流 iom=200ma；(3)穩壓系數 sr0.05；2.設計方案設計方案（1） 整流電路：交流電壓轉變成單向脈動直流電a、半波整流其原理是利用半導體的導通性組成的各種整流電路.u0=u0= = =u u2 2=0.45u2=0.45u2 tdu0021 tdtu02sin2212b、橋式整流 圖 1-1橋堆工作原理圖如圖 1-1 所示，當交流電電流流過橋堆時，

6、負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。當這種電流經過電容的濾波效果就形成了較為平滑的直流電流。綜上可知：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，對二極管的參數要求式一樣的，并且還具有輸出電壓高、變壓器利用率高、脈6動小、減小了輸出電壓的脈動等優點。因此在設計中應選用單相橋式整流電路。(2)濾波電路：經整流后的電壓仍具有較大的交流分量，不能直接輸出變為直流電源，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電感的

7、電流不能突變的特點，將電容與負載并聯，或將電感與負載串聯就能起來濾波作用。(3)穩壓電路由于濾波后的直流電壓 ui 受電網電壓的波動和負載電流變化的影響（t 的影響）很難保證輸出電流電壓的穩定。所以必須在濾波電路和負載一直加上穩壓電路，才能保證輸出直流電壓的進一步穩定。第二章第二章 設計電路圖設計電路圖1.實驗電路原理實驗電路原理2.實驗電路圖實驗電路圖 圖 2-1輸入 220v 交流電壓三端穩壓器電容器濾波橋墩整流輸出直流512v輸出直流12v7第三章第三章 原件及其介紹原件及其介紹(1)變壓器：型號 air_core_xformep。 變壓器的最基本型式，包括兩組繞有 導線之線圈，并且彼此

8、以 電感方式稱 合一起。當一 交流電 (具有某一已知 頻率)流于其中之一組線圈時，于另一組線圈中將感應出具有相同頻率之 交流電壓，而感應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.。在二次線圈的 感應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 匝數比所決定的。因此，變壓器區分為升壓與降壓變壓器兩種。在此次實驗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)橋堆： 型號 3n247橋堆是一種電子元件，內部由多個二極管組成.主要作用是整流，調整電流方向。用橋堆整流是比較好的，首先是

9、很方便，而且它內部的四個管子一般是挑選配對的，所以其性能較接近，還有就是大功率的整流時，橋堆上都可以裝散熱塊 簡化，使工作時性能更穩定，當然使用場合不同也要選擇不同的橋堆，不能只看耐壓是否夠，比如高頻特性等。在實驗中，我們的設計的是直流電源，所以我們需對降壓產生的交流進行整流，故選擇此橋堆。(3)三端穩壓器： 型號 lm7812 三端穩壓器，主要有兩種，一種輸出電壓是固定的，稱為固定輸出三端穩壓器，另一種輸出電壓是可調的，稱為可調輸出三端穩壓器，其基本原理相同，均采用串聯型穩壓電路。在線性集成穩壓器中，由于三端穩壓器只有三個引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能穩定，價格低廉等優點，因而得到

10、廣泛應用。因為在實驗中，我們要產生一固定電壓 12v，故選擇型號為型號 lm7812kc 的三 端穩壓器。關于三個管腳功能，正方從左至右一次為輸入、接地、輸出。(4)電容： 2 個 0.1uf 1 個 uf 1 個 470uf。 其中 470uf 的電容是濾波電容，所以其值要較大。0.1uf 和 1uf 的電容都是用8于抵消長線傳輸而引起的電感，其容量一般在 1uf 以下。(5)電阻： 1 個 24 1 個 64。 電位器 34。 根據設計要要求可計算出各個電阻的值。(6)開關： 單刀開關 1 個第四章第四章 設計原理及參數計算設計原理及參數計算一、電路工作原理一、電路工作原理 當 220 交

11、流電經變壓器產生低壓交流電時，電流信號經過橋堆時產生單向脈動電壓，然后再經過濾波電路的濾波輸出交流成分較少的平滑的直流電壓，最后經過lm7812 的穩壓作用輸出固定的直流電壓 12v，所以可以借鑒這的電壓，產生一組固定的電壓 12v，另一組可調式電壓可由電阻與電位器組成的電路得到范圍為 5-12 的電壓。二、元件參數的計算二、元件參數的計算由模擬電路基礎教程可知，w7812 的輸入有效值電壓 u3=19v，而經過電容的濾波效應，所以在經過橋堆之前的電壓 u2=u3/1.2=15.83v，由此可以算出變壓器的匝數比 n1:n2 約為 220/15.83/1.414 約為 10:1。 電容 c1

12、的選擇，因為 c1 為濾波電容，從理論上來講，濾波電容越大，放電過程越慢，輸出電壓越平滑，平均值越高。但在實際上，電容的容量越大，不但體積越大，而卻會使整流二極管流過的沖擊電流更大。根據參考文獻，可選擇電容c1470uf。電容 c2 用于抵消長線傳輸而引起的電感，其容量可選擇在 1uf 以下，故選擇 c20.1uf;電容 c3 改善負載的瞬態響應，其容量可選 1uf 及以下。但若 c3 大，則會在穩壓器輸入端斷開時，c3 通過穩壓器放電，所以選擇 c3=0.1uf。同理可選擇c4=1uf。由于實驗要求輸出電流 iom=200ma，所亦可根據固定端的電壓可確定r3=12/0.2=60，根據穩壓器

13、輸出端與公共端電流恒定不變電流 i=12/60=0.2a，設計要求的電壓范圍，當 r2 接入組織為 0 時，i*r1=5，可以算出 r1 的阻值，當 r2 輸入最大阻值時，有（r1+r2）=12，以及根據仿真結果可以精確算出電阻 r1=24，以及電位器 r2 阻值的組織范圍為 034。9第五章第五章 實驗仿真結果實驗仿真結果1.開關斷開，輸出穩定 12v，仿真圖如圖 5-1 所示。10圖 5-12.開關閉合輸出 5v，仿真圖如圖 5-2 所示。11圖 5-23.開關閉合輸出 12v，仿真圖如圖 5-3 所示。12圖 5-3第六章第六章電路制作過程電路制作過程 領取元器件，首先進行的工作對各個原

14、器件進行測量，確定元件參數和質量，以及元件引腳功能，之后完成排版工作，走線選擇托錫，進行焊接工作。然后在實驗室進行調試。第第 7 章章 實驗結果及其分析實驗結果及其分析測量結果如表 7-1.表 7-1輸入電壓固定端輸出電壓可調端輸出電壓最小值可調端輸出電壓最大值13.6v10.5v6.3v10.9v誤差分析：（1）電路元件參數存在誤差。 （2）變壓器降壓達不到要求。 （3）儀器測量誤差。第第 8 章章 實驗結論及其體會實驗結論及其體會經過一星期和組員的共同努力及老師的細心指導下終于把電路設計實驗完成，但是制作過程遇到了很多問題，比如沒有注意電路板隔排有銅片致使整個電路失敗，焊接技術不扎實致使電路很不美觀，以及管腳功能混淆。從拿到題目開始，著手進行電路設計，由于網上可以找到參考資料所以并沒有花多少時間，但是真正到進行元件排版和焊接時發現這方面的經驗真的太少，還需要花很多時間來提高自己的技術水平。所以不管做什么不能眼高手低，實際操作時才能學到真正的專業技能。也可以看出電子信息工程是一個知識和實踐結合的很緊密的專業，知識為實踐提供設計基礎，而實踐能輔助加深理解理論意義。實驗最后階段測量得到的結果誤差太大，由于事先并沒有測量變壓的降壓效果，花了很長一段時間檢查電路本身，最后才思考變壓器的問題。這讓我明白遇到問題應該從整體到局部，從源頭至末尾開始分析。13附表附表元件清單元件清單元件名稱型