1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)目錄一、設(shè)計(jì)目的1、學(xué)習(xí)基本理論在實(shí)踐中綜合運(yùn)用的初步經(jīng)驗(yàn)，掌握模擬電路設(shè)計(jì)的基本方法、設(shè)計(jì)步驟，培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)與調(diào)試能力。2、學(xué)會(huì)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法和性能指標(biāo)測(cè)試方法。3、培養(yǎng)實(shí)踐技能，提高分析和解決實(shí)際問題的能力。二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1、設(shè)計(jì)一個(gè)連續(xù)可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源，主要技術(shù)指標(biāo)要求： 輸入（AC）：U=220V，f=50HZ； 輸出直流電壓：U0=912v； 輸出電流：I0<=1A； 紋波電壓：Up-p<30mV；2、設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)，選擇電路元件，計(jì)算確定元件參數(shù)，畫出實(shí)用原理電路圖。3、自擬實(shí)驗(yàn)方法、步驟及數(shù)據(jù)表格，提出測(cè)

2、試所需儀器及元器件的規(guī)格、數(shù)量。4、在實(shí)驗(yàn)室MultiSIM8-8330軟件上畫出電路圖，并仿真和調(diào)試，并測(cè)試其主要性能參數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元器件 1、 裝有multisim電路仿真軟件的PC 2、三端可調(diào)的穩(wěn)壓器 LM317一片 3、電壓表、滑動(dòng)變阻器、二極管、變壓器四、設(shè)計(jì)步驟1電路圖設(shè)計(jì)方法（1）確定目標(biāo)：設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)是由那些模塊組成，各個(gè)模塊之間的信號(hào)傳輸，并畫出直流穩(wěn)壓電源方框圖。（2）系統(tǒng)分析：根據(jù)系統(tǒng)功能，選擇各模塊所用電路形式。（3）參數(shù)選擇：根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)的要求，確定各模塊電路中元件的參數(shù)。（4）總電路圖：連接各模塊電路。（5）將各模塊電路連起來，整機(jī)調(diào)試，并測(cè)量該系統(tǒng)的各項(xiàng)指

3、標(biāo)。（6）采用三端集成穩(wěn)壓器電路，用輸出電壓可調(diào)且內(nèi)部有過載保護(hù)的三端集成穩(wěn)壓器，輸出電壓調(diào)整范圍較寬，設(shè)計(jì)一電壓補(bǔ)償電路可實(shí)現(xiàn)輸出電壓從 0 V起連續(xù)可調(diào)，因要求電路具有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，需設(shè)計(jì)一軟啟動(dòng)電路以適應(yīng)所帶負(fù)載的啟動(dòng)性能。該電路所用器件較少，成本低且組裝方便、可靠性高。2、設(shè)計(jì)的電路圖 圖1 可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源五、總體設(shè)計(jì)思路1直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)思路（1）電網(wǎng)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(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓。（2）降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動(dòng)大）。（3）脈動(dòng)大的直流電壓須經(jīng)過濾波

4、電路變成平滑，脈動(dòng)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(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給電壓表。2直流穩(wěn)壓電源原理1、直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成。直流穩(wěn)壓電源方框圖 圖2 直流穩(wěn)壓電源的方框圖其中：（1）電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V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）整流電路：利用單向?qū)щ娫?0Hz的正弦交流電變換成脈動(dòng)的直流電（3）濾波電路：可以將整流

5、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。（4）穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。2、整流電路（1）直流電路常采用二極管單相全波整流電路，電路如圖3所示。圖3 單相橋式整流電路（2）工作原理設(shè)變壓器副邊電壓u2=2U2sint，U2為有效值。 在u2的正半周內(nèi)，二極管D1、D2導(dǎo)通，D3、D4截止；u2的負(fù)半周內(nèi)，D3、D4導(dǎo)通，D1、D2截止。正負(fù)半周內(nèi)部都有電流流過的負(fù)載電阻RL，且方向是一致的。如圖4圖4單相橋式整流電路簡易畫法及波形圖 在橋式整流電路中，每個(gè)二極管都只在半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)電，所以流過每個(gè)二極管的平均電

6、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、濾波電路電容濾波電路 采用濾波電路可濾除整流電路輸出電壓中的交流成分，使電壓波形變得平滑。常見的濾波電路有電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波等。 在整流電路的輸出端，即負(fù)載電阻RL兩端并聯(lián)一個(gè)電容量較大的電解電容C，則構(gòu)成了電容濾波電路，如圖5所示電路，由于濾波電容與負(fù)載并聯(lián)，也稱為并聯(lián)濾波電路。圖5單相橋式整流電容濾波電路從圖4可以看出，當(dāng)u2為正半周時(shí), 電源u2通過導(dǎo)通的二極管VD1、VD3向負(fù)載RL供電，并同時(shí)向電容C充電（將電能存儲(chǔ)在電容里，如t1t2），輸出電壓uouc u2；u

7、o達(dá)峰值后u2減小，當(dāng)uou2時(shí)，VD1、VD3提前截止，電容C通過RL放電，輸出電壓緩慢下降（如t2t3），由于放電時(shí)間常數(shù)較大，電容放電速度很慢，當(dāng)uC下降不多時(shí)u2已開始下一個(gè)上升周期，當(dāng)u2uo時(shí)，電源u2又通過導(dǎo)通的VD2、VD4向負(fù)載RL供電，同時(shí)再給電容C充電（如t3t4），如此周而復(fù)始。電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)工作后，負(fù)載上得到如圖中實(shí)線所示的近似鋸齒的電壓波形，與整流輸出的脈動(dòng)直流（虛線）相比，濾波后輸出的電壓平滑多了。顯然，放電時(shí)間常數(shù)RLC越大、輸出電壓越平滑。若負(fù)載開路（RL=），電容無放電回路，輸出電壓將保持為u2的峰值不變。（1）輸出電壓的估算 顯然，電容濾波電路的輸出電壓與電

8、容的放電時(shí)間常數(shù)=RLC有關(guān)，應(yīng)遠(yuǎn)大于u2的周期T，分析及實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng) =RLC（35）T /2時(shí)，濾波電路的輸出電壓可按下式估算，即 UO1.2U2 （2）整流二極管導(dǎo)通時(shí)間縮短了，存在瞬間的浪涌電流，要求二極管允許通過更大的電流，管子參數(shù)應(yīng)滿足 IFM2IV=IO （3）在已知負(fù)載電阻RL的情況下，根據(jù)式子選擇濾波電容C的容量，即 C（35） T /2RL 若容量偏小，輸出電壓UO將下降，一般均選擇大容量的電解電容；電容的耐壓應(yīng)大于u2的峰值，同時(shí)要考慮電網(wǎng)電壓波動(dòng)的因素，留有足夠的余量。電容濾波電路的負(fù)載能力較差，僅適用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合。4、穩(wěn)壓電路 在設(shè)計(jì)中，常利用電容器兩端的電壓

9、不能突變和流過電感器的電流不能突變的特點(diǎn)，將電容器和負(fù)載電容并聯(lián)或電容器與負(fù)載電阻串聯(lián)，以達(dá)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(wěn)壓電路可選集成三端穩(wěn)壓器電路。穩(wěn)壓電路原理電路見圖6 圖6 穩(wěn)壓電路原理圖5、設(shè)計(jì)的電路原理圖 圖7 可調(diào)（2.5V36V）的直流穩(wěn)壓電源3設(shè)計(jì)方法簡介（1）根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的性能指標(biāo)，選擇集成三端穩(wěn)壓器。因?yàn)橐筝敵鲭妷嚎烧{(diào)，所以選擇三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器，可調(diào)式集成穩(wěn)壓器，常見主要有CW317、CW337、LM317、LM337。317系列穩(wěn)壓器輸出連續(xù)可調(diào)的正電

10、壓，337系列穩(wěn)壓器輸出連可調(diào)的負(fù)電壓，可調(diào)范圍為2.5V36V，最大輸出電流 為1.5A。穩(wěn)壓內(nèi)部含有過流、過熱保護(hù)電路，具有安全可靠，性能優(yōu)良、不易損壞、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。其電壓調(diào)整率和電流調(diào)整率均優(yōu)于固定式集成穩(wěn)壓構(gòu)成的可調(diào)電壓穩(wěn)壓電源。輸出電壓表達(dá)式為：式中，1.25是集成穩(wěn)壓塊輸出端與調(diào)整端之間的固有參考電壓 ，此電壓加于給定電阻兩端，將產(chǎn)生一個(gè)恒定電流通過輸出電壓調(diào)節(jié)電位器 ， 一般使用精密電位器，與其并聯(lián)的電容器C可進(jìn)一步減小輸出電壓的紋波。輸出電壓可調(diào)范圍：2.5V36V輸出負(fù)載電流：1.5A能滿足設(shè)計(jì)要求,故選用LM317組成穩(wěn)壓電路。（2）選擇電源變壓器1）確定副邊電壓U2:

11、根據(jù)性能指標(biāo)要求：Uomin=3V Uomax=9V又 Ui-Uomax(Ui-Uo)min Ui-Uoin(Ui-Uo)max其中：（Ui-Uoin）min=3V，(Ui-Uo)max=40V 12VUi43V此范圍中可任選 ：Ui=14V=Uo1根據(jù) Uo1=(1.11.2)U2可得變壓的副邊電壓：2）確定變壓器副邊電流I2 Io1=Io又副邊電流I2=(1.52)IO1 取IO=IOmax=800mA則I2=1.5*0.8A=1.2A3）選擇變壓器的功率變壓器的輸出功率：Po>I2U2=14.4W（3）選擇整流電路中的二極管查手冊(cè)選整流二極管IN4001，其參數(shù)為：反向擊穿電壓UB

12、R=50V>17V最大整流電流IF=1A>0.4A（4）濾波電路中濾波電容的選擇濾波電容的大小可用下式求得。1）求Ui:根據(jù)穩(wěn)壓電路的的穩(wěn)壓系數(shù)的定義：設(shè)計(jì)要求Uo15mV ，SV0.003Uo=+3V+9VUi=14V代入上式，則可求得Ui2）濾波電容C設(shè)定Io=Iomax=0.8A，t=0.01S則可求得C。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(yīng)大于17V。注意： 因?yàn)榇笕萘侩娊怆娙萦幸欢ǖ睦@制電感分布電感，易引起自激振蕩，形成高頻干擾，所以穩(wěn)壓器的輸入、輸出端常 并入瓷介質(zhì)小容量電容用來抵消電感效應(yīng)，抑制高頻干擾。6、 課程設(shè)計(jì)報(bào)告總結(jié) 通過此次課程設(shè)計(jì)，使

13、我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)模擬電子技術(shù)方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過親自動(dòng)手操作，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。 過而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測(cè)調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一

14、進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會(huì)及他人對(duì)你的認(rèn)可！ 課程設(shè)計(jì)誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時(shí)，設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)，我掌握了常用元件的識(shí)別和測(cè)試；熟悉了常用儀器、儀表；了解了電路的連線方法；以及如何提高電路的性能等等，掌握了可調(diào)直流穩(wěn)壓電源構(gòu)造及原理。 我認(rèn)為，在這學(xué)期的實(shí)驗(yàn)中，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在各種其它能力上也都有

15、了提高。更重要的是，在實(shí)驗(yàn)課上，我們學(xué)會(huì)了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對(duì)社會(huì)的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對(duì)于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后變的更加成熟，會(huì)面對(duì)需要面對(duì)的事情。 回顧起此課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 實(shí)驗(yàn)過程中，也對(duì)團(tuán)隊(duì)精神的