1、課程設計任務書題 目: 多路輸出直流穩壓電源設計 一、設計目的根據設計要求，完成對多路輸出穩壓電源的設計。.進一步技術強化對模擬電子技術基礎的理解和運用。二、設計內容和要求 要求設計制作一個多路輸出直流穩壓電源，可將220V/50Hz交流電轉換為多路直流穩壓電源。輸出：±12V/1A，±5V/1A，一組可調正電壓+3+18V/1A。 選擇電路方案，完成對確定方案電路的設計。計算電路元件參數與元件選擇、并畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。（選做：用PSPICE或EWB軟件完成仿真） 安裝調試并按規定格式寫出課程設計報告書。三、初始條件可選元件：變壓器/15W/±12

2、V；整流二極管或整流橋若干，電容、電阻、電位器若干；根據需要選擇若干三端集成穩壓器；交流電源220V，或自備元器件。可用儀器：示波器，萬用表，毫伏表四、時間安排1、2010年1月18日集中，作課設具體實施計劃與課程設計報告格式的要求說明。2、2010年1月19日，查閱相關資料，學習電路的工作原理。3、2010年1月20日至2010年1月21日，電路調試和設計說明書撰寫。4、2010年1月22日上交課程設計成果及報告，同時進行答辯。課設答疑地點：鑒主13樓電子科學與技術實驗室。指導教師簽名： 年 月 日系主任（或責任教師）簽名： 年 月 日目錄摘要3Abstract41 緒論52 設計內容及要求

3、72.1設計的目的及主要任務72.2設計思想73 設計原理及單元模塊設計83.1 電源變壓器83.2 整流電路93.3濾波電路103.4穩壓電路114電路的仿真及分析144.1 變壓電路的仿真波形144.2 濾波電路的仿真波形144.3 穩壓電的仿真波形155 元件清單166 硬件調試177心得體會18參考文獻19摘要In electronic circuits, electronic systems require with stable dc power, household electrical appliances are usually need voltage stability

4、of dc voltage power supply, and people are used in our daily life, therefore, one 220V ac power to ac to dc transformation. Ac voltage transform for dc voltage stability and the equipment is the direct current voltage-stabilized source, it mainly consists of power transformer, rectifier voltage circ

5、uit filter circuits and three parts.在本學期開設的電子技術基礎（模擬部分）第十章中，我們學習了直流穩壓電源，通過學習我們了解到，在電子線路中，通常都需要穩定的電源供電。小功率穩壓電源是由（圖1-1）電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路等四部分組成。 圖 1.1其中，交流電網220V的電壓通過電源變壓器將變為我們需要的電壓值，然后通過整流電路將交流電壓變成脈動的電壓。由于此脈動的電壓還偶有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾波，從而得到平滑的直流電壓，但這樣的電壓隨電網的波動、負載和溫度等的變化而變化。因而在整流、濾波電路之后，還需接穩壓電路，保證輸出穩定的

6、直流電壓。 此次集成直流電源的課程設計，要求正負5V、正負12V、以及+3+18V連續可調的電壓，全過程都將有我們自行完成，這就需要我們不僅要熟悉了解課本上的知識，還要學會將理論知識應喲哦那個到我們的實踐中，并學會利用書籍資料來幫助自己。 因此，動手參與設計直流穩壓電源能鞏固、深化和拓展我們的理論知識與初步專業技能，通過課程設計，使我們在理論計算、結構設計、工程繪圖、查閱設計資料、標準與規范的運用和計算機應用方面的能力得到訓練和提高。培養我們綜合運用所學知識分析和解決工程實際問題的能力。 其中，交流電網220V的電壓通過電源變壓器將變為我們需要的電壓值，然后通過整流電路將交流電壓變成脈動的電壓

7、。由于此脈動的電壓還偶有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾波，從而得到平滑的直流電壓，但這樣的電壓隨電網的波動、負載和溫度等的變化而變化。因而在整流、濾波電路之后，還需接穩壓電路，保證輸出穩定的直流電壓。 此次集成直流電源的課程設計，要求正負5V、正負12V、以及+3+18V連續可調的電壓，全過程都將有我們自行完成，這就需要我們不僅要熟悉了解課本上的知識，還要學會將理論知識應喲哦那個到我們的實踐中，并學會利用書籍資料來幫助自己。 因此，動手參與設計直流穩壓電源能鞏固、深化和拓展我們的理論知識與初步專業技能，通過課程設計，使我們在理論計算、結構設計、工程繪圖、查閱設計資料、標準與規范的運用和計算

8、機應用方面的能力得到訓練和提高。培養我們綜合運用所學知識分析和解決工程實際問題的能力。2.1設計的目的及主要任務 要求設計制作一個多路輸出直流穩壓電源，可將220V/50Hz交流電轉換為多路直流穩壓電源輸出：±12V/1A，±5V/1A，一組可調正電壓+3+18V/1A。 選擇電路方案，完成對確定方案電路的設計。計算電路元件參數與元件選擇、并畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。2.2設計思想1、直流穩壓電源設計思路（1）電網供電電壓交流220V(有效值)50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變壓器將電網電壓降低獲得所需要交流電壓。（2）降壓后的交流電壓，通過整流電路變

9、成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動大）。（3）脈動大的直流電壓須經過濾波電路變成平滑，脈動小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。（4）濾波后的直流電壓，再通過穩壓電路穩壓，便可得到基本不受外界影響的穩定直流電壓輸出，供給負載RL。2、整體設計過程本次設計首先，根據根據以上的設計思路估計初步的參數值，然后畫出草圖；其次，在Multisim軟件中進行仿真，在仿真過程中不斷地調節參數已達到最理想的效果，并根據出現的最好結果最終確定參數值；最后，根據仿真結果購買參數并在實驗室進行硬件仿真，調試出結果后，就開始焊電路。3.1 電源變壓器 圖 3.1 （1）電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網22

10、0V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。（2）選擇電源變壓器1）確定副邊電壓U2:根據性能指標要求：Uomin=3V Uomax=18V又 Ui-Uomax(Ui-Uo)min Ui-Uoin(Ui-Uo)max其中：（Ui-Uoin）min=3V，(Ui-Uo)max=40V 21VUi43V此范圍中可任選 ：Ui=22V=Uo1根據 Uo1=(1.11.2)U2可得變壓的副邊電壓：U2 =U/1.15=19V2）確定變壓器副邊電流I2 Io1=Io 又副邊電流I2=(1.52)IO1 取IO=IOmax=1A則I2=1.51A=1.5 A3

11、）選擇變壓器的功率變壓器的輸出功率：Po>I2U2=19W圖3.2整流電路圖3.3輸出波形圖3.2 整流電路（1）整流電路：利用單向導電元件，把50Hz的正弦交流電變換成脈動的直流電.(2)在橋式整流電路中，每個二極管都只在半個周期內導電，所以流過每個二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半，即 。電路中的每只二極管承受的最大反向電壓為(U2是變壓器副邊電壓有效值)。(3)選擇整流電路中的二極管 變壓器的副邊電壓U2=12V 橋式整流電路中的二極管承受的最高反向電壓為：橋式整流電路中二極管承受的最高平均電流為：查手冊選整流二極管IN4001，其參數為：反向擊穿電壓UBR=50V>

12、17V最大整流電流IF=1A>0.4A3.3濾波電路 圖 3.4(1)濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。(2)在設計中，常利用電容器兩端的電壓不能突變和流過電感器的電流不能突變的特點，將電容器和負載電容并聯或電容器與負載電阻串聯，以達到使輸出波形基本平滑的目的。選擇電容濾波電路后，直流輸出電壓：Uo1=(1.11.2)U2，直流輸出電流： （I2是變壓器副邊電流的有效值。），穩壓電路可選集成三端穩壓器電路。（3）濾波電路中濾波電容的選擇濾波電容的大小可用式 求得。1）求Ui:根據穩壓電路的的穩壓系數的定義：設計要求Uo15mV ，SV

13、0.003 Uo=+3V+18VUi=14V代入上式，則可求得Ui2）濾波電容C設定Io=Iomax=1A，t=0.01S則可求得C>4285uF。 電路中濾波電容承受的最高電壓為，所以所選電容器的耐壓應大于17V。注意： 因為大容量電解電容有一定的繞制電感分布電感，易引起自激振蕩，形成高頻干擾，所以穩壓器的輸入、輸出端常 并入瓷介質小容量電容用來抵消電感效應，抑制高頻干擾。3.4穩壓電路 圖 3.5(1)穩壓電路：穩壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩定，不隨交流電網電壓和負載的變化而變化。(2)設計方法簡介a.根據設計所要求的性能指標，選擇集成三端穩壓器。因為要求輸出電壓可調，所以選擇三

14、端可調式集成穩壓器。可調式集成穩壓器，常見主要有CW317、CW337、LM317、LM337。317系列穩壓器輸出連續可調的正電壓，337系列穩壓器輸出連可調的負電壓，可調范圍為1.2V37V，最大輸出電流為1.5A。穩壓內部含有過流、過熱保護電路，具有安全可靠，性能優良、不易損壞、使用方便等優點。其電壓調整率和電流調整率均優于固定式集成穩壓構成的可調電壓穩壓電源。LM317系列和lM337系列的引腳功能相同，管腳圖和典型電路如圖3.6和圖3.7。 圖 3.6管腳圖 圖 3.7典型電路 圖3.8 LM78系列的典型電路 圖3.9 LM79系列管腳及典型電路 圖 3.10 LM7805/790

15、5完整的電路原理圖其中LM78系列輸出正電壓，LM79系列輸出負電壓。 圖 3.11 LM7812/7912完整的電路原理圖根據LM317的固定接法，選取R1=240。又因為Uo=1.25*（1+Rp/R1）=318V所以Rp=336 3216 。故Rp選擇5K的電位器。4電路的仿真及分析4.1 變壓電路的仿真波形 圖 4.14.2 濾波電路的仿真波形 圖 4.24.3 穩壓電的仿真波形 圖 4.35 元件清單元件名稱型號（參數）元件個數變壓器雙12V/20W1LM3171LM78051LM79051LM78121LM79121電解電容470uF/50V5電解電容220uF/50V4電解電容1

16、0uF/50V1瓷片電容0.01uF1電位器5K1電阻2401整流橋60V/2A1IN400756 硬件調試 根據以上原理，焊接好電路以后，用萬用表測得輸出電壓分別為-4.9V、5.01V，-11.9V、+11.9V，3 19V基本符合設計要求 。說明了硬件電路的正確性。從而說明此次模擬電路課程設計基本成功。也說明在實際情況中會出現與軟仿真不完全符合的結果，這就要求我們在實際的焊接過程中適當的更改在軟件仿真時所選擇元件參數以達到更加理想的結果，當然誤差是不能避免的，一定的誤差也是工程所允許的。7心得體會本次課程設計至此已經接近尾聲，一周的時間雖然很短暫，但在這一個星期的模電課程設計過程中收獲頗

17、豐。由于電路的設計的要求更嚴格，需要通過翻閱復習以前學過的知識確立了實驗總體設計方案，然后逐步細化進行各模塊的設計；其次，就要根據設計的草圖進行仿真，在電路仿真的過程中總會出現一些問題，這次課設然那個我感受最深的是在焊接電路板時遇到的問題由于對實際元件了解不是很好在焊接時出現了短路，導致了鎮流器奧被燒毀。檢查電路時按照原理圖檢查去怎么也發現不了癥結所在。在經過了耐心和長時間的排錯后終于發現錯誤所在。期間花費了我大量的時間和精力，多次都欲放棄最終在確認不是原理問題后才不重點轉移到芯片上，不過令人慶幸的是最終還是找到了錯誤，所以這兩周下來，我對電路故障的排查能力有了很大的提高；再次，通過此次課程設

18、計，我對設計所用到的軟件有了更加深刻地了解，體會到軟件在硬件設計中的重要作用，其便捷性更是深有體會。這對我們以后的工作和學習的幫助都很有用處。感謝學校給我們這次機會，鍛煉了我們的動手能力。通過這次課設讓我明白了理論和實際操作之間差距，而且也讓我很明確得意識到自己在模電上有很多的知識漏洞，以后應該多鉆研一下。還深刻體會到對元件結構精確了解的重要性。同時也感謝指導老師在設計過程中的輔導以及同學的幫助。參考文獻本科生課程設計成績評定表姓 名趙威性 別 男專業、班級電子科學與技術0802課程設計題目： 多路輸出直流穩壓電源設計課程設計答辯或質疑記錄：一、 該電路有哪幾部分組成，各部分是怎樣實現的？答：