《模拟电子技术基础》课程设计说明书.doc
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1、武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书 目目 录录 摘摘 要要I 1 1 绪绪 论论 .1 1.11.1 直流稳压电源概述直流稳压电源概述.1 2 总体设计总体设计 .3 2. 1 设计的目的和任务设计的目的和任务.3 2.1.12.1.1 设计目的设计目的 3 2.1.22.1.2 设计任务设计任务 3 2.2. 2 2 设计原理及其方案图设计原理及其方案图4 2.2.12.2.1 设计原理设计原理 4 2.2.22.2.2 总体设计方案图总体设计方案图 5 3 3 单元电路的设计单元电路的设计 .6 3.13.1 电源变压器电源变压器 .7 3.23.2 整流电路的设计整流电路的设计
2、.8 3.33.3 滤波电路的设计滤波电路的设计.9 3.43.4 稳压电路的设计稳压电路的设计.10 3.4.13.4.1 固定式三端稳压器固定式三端稳压器 11 3.4.23.4.2 可调式三端稳压器可调式三端稳压器 12 4 4电路安装与指标测试电路安装与指标测试14 4.14.1 安装整流滤波电路安装整流滤波电路.14 4.24.2 安装稳压电路部分安装稳压电路部分.14 4.34.3 总装及指标测试总装及指标测试.14 4 4 课程设计心得体会课程设计心得体会 .15 参考文献参考文献 .16 附录附录 元件清单元件清单 .17 附录附录 整体电路图整体电路图 .18 武汉理工大学模
3、拟电子技术基础课程设计说明书 I 摘摘 要要 多路输出直流稳压电源,电路主要采用 7805,7905,7812,7912,LM317 三端稳压 集成器实现功能,融入了整流桥的整流作用以及电容的滤波作用,共同实现多路直流稳 压电源的输出。该电路可实现对交流 220V 电压的转化,转化为正负 12V,正负 5V,以及一 组可调正电压。该电路板在以后的学习中将有很高的应用价值。 关键字:三端稳压器,整流桥,滤波 Abstract My topic of curriculum design, multi-output DC power supply, the circuit mainly uses 7
4、805,7905,7812,7912, LM317 three-terminal regulator integrated devices to achieve functional integration into the rectifier bridge rectifier and capacitive filtering role of the role of common A multi-channel DC power supply output. The circuit can be realized on AC 220V voltage transformation into p
5、ositive and negative 12V, plus or minus 5V, and a set of adjustable positive voltage. The circuit board in a future study will have a high application value. Keywords: bridge rectifier, capacitors, three-terminal regulator 武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书 1 1 1 绪绪 论论 1.11.1 直流稳压电源概述直流稳压电源概述 当今社会人们极大的享受着电子设备带来的
6、便利,但是任何电子设备都有一个共同 的电路-电源电路。大到超级计算机、小到袖珍计算器,所有的电子设备都必须在电源 电路的支持下才能正常工作。当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。超级计算 机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。通过这套电源系统,超级计算机各部分都 能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。袖珍计算器则是简单多的电池电源 电路。不过你可不要小看了这个电池电源电路,比较新型的电路完全具备电池能量提醒、 掉电保护等高级功能。可以说电源电路是一切电子设备的基础,没有电源电路就不会有 如此种类繁多的电子设备。 小功率稳压电源的组成可以用图 1. 1 表示,它是由电源变压器、整流
7、、滤波和稳压电路 等四部分组成。 图图 1-11-1 直流稳压电源结构图和稳压过程 电源变压器是将交流电网 220V 的电压变为所需要的电压值,然后通过整流电路将交 流电压变成脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波,必须通过滤波 电路加以滤除,从而得到平滑的直流电压。但这样的电压还随电网电压波动(一般有 10%左右的波动)、负载和温度的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后,还需接稳 压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时,维持输出直流电压稳 定。 当负载要求功率较大、效率高时,常采用开关稳压电源。 武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书 2 在电子设备中,所
8、需的直流电能比较小,一般在千瓦以下,但要求电压的稳定性较 高。通常对直流电源的要求是:输出电压稳定、纹波小、负载能力强等。直流电源的性 能指标主要有如下几个参数: 直流稳压电源的技术指标可以分为两大类:一类是特性指标,反映直流稳压电源的固有 特性,如输入电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围;另一类是质量指标,反 映直流稳压电源的优劣,包括稳定度、等效内阻(输出电阻)、纹波电压及温度系数等。 1、特性指标 (1)输出电压范围 符合直流稳压电源工作条件情况下,能够正常工作的输出电压范围。该指标的上限 是由最大输入电压和最小输入输出电压差所规定,而其下限由直流稳压电源内部的基 准电压值决定。
9、(2)最大输入输出电压差 该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下,所允许的最大输入输出之间的 电压差值,其值主要取决于直流稳压电源内部调整晶体管的耐压指标。 (3)最小输入输出电压差 该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下,所需的最小输入输出之间的电 压差值。 (4)输出负载电流范围 输出负载电流范围又称为输出电流范围,在这一电流范围内,直流稳压电源应能保证 符合指标规范所给出的指标。 2、质量指标 (1)电压调整率 SV 电压调整率是表征直流稳压电源稳压性能的优劣的重要指标,又称为稳压系数或稳 定系数,它表征当输入电压 VI 变化时直流稳压电源输出电压 VO 稳定的程度,通常以单 位
10、输出电压下的输入和输出电压的相对变化的百分比表示。电压调整率公式见图 221。 (2)电流调整率 SI 武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书 3 电流调整率是反映直流稳压电源负载能力的一项主要自指标,又称为电流稳定系数。 它表征当输入电压不变时,直流稳压电源对由于负载电流(输出电流)变化而引起的输 出电压的波动的抑制能力,在规定的负载电流变化的条件下,通常以单位输出电压下的 输出电压变化值的百分比来表示直流稳压电源的电流调整率。电流调整率公式见图 222。 (3)纹波抑制比 SR 纹波抑制比反映了直流稳压电源对输入端引入的市电电压的抑制能力,当直流稳压 电源输入和输出条件保持不变时,纹波
11、抑制比常以输入纹波电压峰峰值与输出纹波电 压峰峰值之比表示,一般用分贝数表示,但是有时也可以用百分数表示,或直接用两 者的比值表示。 (4)温度稳定性 K 集成直流稳压电源的温度稳定性是以在所规定的直流稳压电源工作温度 Ti 最大变化 范围内(TminTiTmax)直流稳压电源输出电压的相对变化的百分比值。温度稳定性 公式见图 223。 3、极限指标 (1)最大输入电压 是保证直流稳压电源安全工作的最大输入电压。 (2)最大输出电流 是保证稳压器安全工作所允许的最大输出电流。 武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书 4 2 总体设计总体设计 2. 1 设计的目的和任务设计的目的和任务 2.
12、1.12.1.1 设计目的设计目的 1、通过集成直流稳压电源的设计,安装和调试,学会选择变压器、整流二极管、滤波电 容、集成稳压器及相关元器件设计直流稳压电源; 2、掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。 2.1.22.1.2 设计任务设计任务 (1 1)设计任务)设计任务 根据技术要求和已知条件,完成对多路输出直流稳压电源的设计、装配与调试。 (2 2)设计要求)设计要求 要求设计制作一个多路输出直流稳压电源,可将 220V/50Hz 交流电转换为多路直流稳 压电源 输出:12V/1A,5V/1A,一组可调正电压 选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、
13、并画出 总体电路原理图,阐述基本原理。 (选做:用 PSPICE 或 EWB 软件完成仿真) 安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。 时间安排:时间安排: 1、 2010 年 1 月 18 日分班集中,布置课程设计任务、选题;讲解课设具体实施计划与课 程设计报告格式的要求;课设答疑事项。 2、 2010 年 1 月 18 日 至 2010 年 1 月 21 日完成资料查阅、设计、制作与调试;完成课 程设计报告撰写。 武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书 5 3、 2010 年 1 月 22 日提交课程设计报告,进行课程设计验收和答辩。 2.2. 2 2 设计原理及其方案图设计原理及其方
14、案图 2.2.12.2.1 设计原理设计原理 直流稳压电源主要由四部分组成:电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。如 图 8 所示: 1电源变压器: 将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压,一般次级电压 u2 较小。 2整流电路: 将变压器次级交流电压 u2 变成单向的直流电压 u3,它包含直流成份和许多谐波分量。 3滤波电路: 滤除脉动电压 u3 中的谐波分量,输出比较平滑的直流电压 u4。该电压往往随电网电 压和负载电流的变化而变化。 4稳压电路: 它能在电网电压和负载电流的变化时,保持输出直流电压的稳定。它是直流稳压电 源的重要组成部分,决定着直流电源的重要性能指标。 图图 2-1
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