稳压电源设计Word格式文档下载.docx
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整流二极管或整流桥若干，电容、电阻、电位器若干；
根据需要选择若干三端集成稳压器；
交流电源220V，或自备元器件。
可用仪器：
示波器，万用表，毫伏表
四、时间安排
1、2010年1月18日集中，作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。
2、2010年1月19日，查阅相关资料，学习电路的工作原理。
3、2010年1月20日至2010年1月21日，电路调试和设计说明书撰写。
4、2010年1月22日上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。
课设答疑地点：
鉴主13楼电子科学与技术实验室。
指导教师签名：
年月日
系主任（或责任教师）签名：
目录
摘要3
Abstract4
1绪论5
2设计内容及要求7
2.1设计的目的及主要任务7
2.2设计思想7
3设计原理及单元模块设计8
3.1电源变压器8
3.2整流电路9
3.3滤波电路10
3.4稳压电路11
4电路的仿真及分析14
4.1变压电路的仿真波形14
4.2滤波电路的仿真波形14
4.3稳压电的仿真波形15
5元件清单16
6硬件调试17
7心得体会18
参考文献19
摘要
在电子电路中，电子系统都要求用稳定的直流电源，日用电器通常都需要电压稳定的直流稳压电源供电，而人们在日常生活中都使用220V交流电源，因此，需要将交流电变换成直流电。
将交流电压变换为直流电压并使之稳定的设备就是直流稳压电源，它主要由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路三部分组成。
本文介绍了一种采用LM317、LM78系列LM79系列稳压器设计多路输出稳压电源的方法，主要阐述如何使用以上集成芯片完成对生活中经常要用到小功率稳压电源的设计，其中对包括参数的选取、实际情况对电路的影响的解释，以及对今后设计同类电路的总结。
在设计过程中主要运用Multisim进行软件仿真，展现了Multisim在硬件设计过程中的强大功能。
其便捷性对我们今后的硬件设计提供了重大帮助!
关键词：
LM系列、稳压电源、Multisim、可变电压；
整流；
滤波
Abstract
Inelectroniccircuits,electronicsystemsrequirewithstabledcpower,householdelectricalappliancesareusuallyneedvoltagestabilityofdcvoltagepowersupply,andpeopleareusedinourdailylife,therefore,one220Vacpowertoactodctransformation.Acvoltagetransformfordcvoltagestabilityandtheequipmentisthedirectcurrentvoltage-stabilizedsource,itmainlyconsistsofpowertransformer,rectifiervoltagecircuitfiltercircuitsandthreeparts.ThispaperintroducesakindofusingLM317,LM78seriesLM79seriesvoltageoutputvoltagestabilizerdesignmoreroad,mainlydiscusseshowtousetheaboveintegratedchipsforlifeoftenwillusethepower,includingthedesigntoincludetheparameterselectionandactualsituationtotheinfluenceofthecircuit,andtoexplainthesamecircuitdesign.Inthedesignprocessismainlyusedforsoftwaresimulation.Multisimshowedinthestrongfunctionofhardwaredesignprocess.Fortheconvenienceofourfuturehardwaredesignprovidesgreathelp!
Keywords:
LMseries,manostat,Multisim
1绪论
当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，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。
在本学期开设的《电子技术基础（模拟部分）》第十章中，我们学习了直流稳压电源，通过学习我们了解到，在电子线路中，通常都需要稳定的电源供电。
小功率稳压电源是由（图1-1）电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等四部分组成。
图1.1
其中，交流电网220V的电压通过电源变压器将变为我们需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的电压。
由于此脉动的电压还偶有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压，但这样的电压随电网的波动、负载和温度等的变化而变化。
因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路，保证输出稳定的直流电压。
此次集成直流电源的课程设计，要求正负5V、正负12V、以及+3~+18V连续可调的电压，全过程都将有我们自行完成，这就需要我们不仅要熟悉了解课本上的知识，还要学会将理论知识应哟哦那个到我们的实践中，并学会利用书籍资料来帮助自己。
因此，动手参与设计直流稳压电源能巩固、深化和拓展我们的理论知识与初步专业技能，通过课程设计，使我们在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。
培养我们综合运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。
其中，交流电网220V的电压通过电源变压器将变为我们需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的电压。
2设计内容及要求
2.1设计的目的及主要任务
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
2.2设计思想
1、直流稳压电源设计思路
（1）电网供电电压交流220V（有效值）50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。
（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。
（4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。
2、整体设计过程
本次设计首先，根据根据以上的设计思路估计初步的参数值，然后画出草图；
其次，在Multisim软件中进行仿真，在仿真过程中不断地调节参数已达到最理想的效果，并根据出现的最好结果最终确定参数值；
最后，根据仿真结果购买参数并在实验室进行硬件仿真，调试出结果后，就开始焊电路。
3设计原理及单元模块设计
3.1电源变压器
图3.1
（1）电源变压器：
是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。
（2）选择电源变压器
1）确定副边电压U2:
根据性能指标要求：
Uomin=3VUomax=18V
又∵Ui-Uomax≥（Ui-Uo）minUi-Uoin≤（Ui-Uo）max
其中：
（Ui-Uoin）min=3V，（Ui-Uo）max=40V
∴21V≤Ui≤43V
此范围中可任选：
Ui=22V=Uo1
根据Uo1=（1.1～1.2）U2
可得变压的副边电压：
U2=U/1.15=19V
2）确定变压器副边电流I2
∵Io1=Io
又副边电流I2=（1.5～2）IO1取IO=IOmax=1A
则I2=1.5＊1A=1.5A
3）选择变压器的功率
变压器的输出功率：
Po>
I2U2=19W
3.2整流电路
（1）整流电路：
利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电.
（2）在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即。
电路中的每只二极管承受的最大反向电压为
（U2是变压器副边电压有效值）。
（3）选择整流电路中的二极管
∵变压器的副边电压U2=12V
∴桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为：
桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为：
查手册选整流二极管IN4001，其参数为：
反向击穿电压UBR=50V>
17V
最大整流电流IF=1A>
0.4A
3.3滤波电路
图3.4
（1）滤波电路：
可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。
（2）在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联，以达到使输出波形基本平滑的目的。
选择电容滤波电路后，直流输出电压：
Uo1=（1.1～1.2）U2，直流输出电流：
（I2是变压器副边电流的有效值。
），稳压电路可选集成三端稳压器电路。
（3）滤波电路中滤波电容的选择
滤波电容的大小可用式求得。
1）求ΔUi:
根据稳压电路的的稳压系数的定义：
设计要求ΔUo≤15mV，SV≤0.003
Uo=+3V～+18V
Ui=14V
代入上式，则可求得ΔUi
2）滤波电容C
设定Io=Iomax=1A，t=0.01S
则可求得C>
4285uF。
电路中滤波电容承受的最高电压为
，所以所选电容器的耐压应大于17V。
注意：
因为大容量电解电容有一定的绕制电感分布电感，易引起自激振荡，形成高频干扰，所以稳压器的输入、输出端常并入瓷介质小容量电容用来抵消电感效应，抑制高频干扰。
3.4稳压电路
图3.5
（1）稳压电路：
稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。
（2）．设计方法简介
a.根据设计所要求的性能指标，选择集成三端稳压器。
因为要求输出电压可调，所以选择三端可调式集成稳压器。
可调式集成稳压器，常见主要有CW317、CW337、LM317、LM337。
317系列稳压器输出连续可调的正电压，337系列稳压器输出连可调的负电压，可调范围为1.2V~37V，最大输出电流
为1.5A。
稳压内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。
其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。
LM317系列和lM337系列的引脚功能相同，管脚图和典型电路如图3.6和图3.7。
图3.6管脚图图3.7典型电路
图3.8LM78系列的典型电路
图3.9LM79系列管脚及典型电路
图3.10LM7805/7905完整的电路原理图
其中LM78系列输出正电压，LM79系列输出负电压。
图3.11LM7812/7912完整的电路原理图
根据LM317的固定接法，选取R1=240Ω。
又因为Uo=1.25*（1+Rp/R1）=3~18V所以Rp=336Ω~3216Ω。
故Rp选择5K的电位器。
4电路的仿真及分析
4.1变压电路的仿真波形
图4.1
4.2滤波电路的仿真波形
图4.2
4.3稳压电的仿真波形
图4.3
5元件清单
元件名称
型号（参数）
元件个数
变压器
双12V/20W
1
LM317
LM7805
LM7905
LM7812
LM7912
电解电容
470uF/50V
5
220uF/50V
4
10uF/50V
瓷片电容
0.01uF
电位器
5K
电阻
240
整流桥
60V/2A
IN4007
6硬件调试
根据以上原理，焊接好电路以后，用万用表测得输出电压分别为-4.9V、5.01V，-11.9V、+11.9V，3~19V基本符合设计要求。
说明了硬件电路的正确性。
从而说明此次模拟电路课程设计基本成功。
也说明在实际情况中会出现与软仿真不完全符合的结果，这就要求我们在实际的焊接过程中适当的更改在软件仿真时所选择元件参数以达到更加理想的结果，当然误差是不能避免的，一定的误差也是工程所允许的。
7心得体会
本次课程设计至此已经接近尾声，一周的时间虽然很短暂，但在这一个星期的模电课程设计过程中收获颇丰。
由于电路的设计的要求更严格，需要通过翻阅复习以前学过的知识确立了实验总体设计方案，然后逐步细化进行各模块的设计；
其次，就要根据设计的草图进行仿真，在电路仿真的过程中总会出现一些问题，这次课设然那个我感受最深的是在焊接电路板时遇到的问题由于对实际元件了解不是很好在焊接时出现了短路，导致了镇流器奥被烧毁。
检查电路时按照原理图检查去怎么也发现不了症结所在。
在经过了耐心和长时间的排错后终于发现错误所在。
期间花费了我大量的时间和精力，多次都欲放弃最终在确认不是原理问题后才不重点转移到芯片上，不过令人庆幸的是最终还是找到了错误，所以这两周下来，我对电路故障的排查能力有了很大的提高；
再次，通过此次课程设计，我对设计所用到的软件有了更加深刻地了解，体会到软件在硬件设计中的重要作用，其便捷性更是深有体会。
这对我们以后的工作和学习的帮助都很有用处。
感谢学校给我们这次机会，锻炼了我们的动手能力。
通过这次课设让我明白了理论和实际操作之间差距，而且也让我很明确得意识到自己在模电上有很多的知识漏洞，以后应该多钻研一下。
还深刻体会到对元件结构精确了解的重要性。
同时也感谢指导老师在设计过程中的辅导以及同学的帮助。
参考文献
[1]康华光．电子技术基础（模拟部分）第五版．北京：
高等教育出版社，2006.1．
[2]吴友宇．模拟电子技术基础．北京：
清华大学出版社，2009.5．
[3]（日）尾崎弘．电子电路模拟部分．北京：
科学出版社，2004.．
[4]（日）藤并信生．电子实用手册．北京：
科学出版社,2001．
[5]庄俊华．Multisim9入门及运用．北京：
机械工业出版社，2007.7．
本科生课程设计成绩评定表
姓名
赵威
性别
男
专业、班级
电子科学与技术0802
课程设计题目：
多路输出直流稳压电源设计
课程设计答辩或质疑记录：
一、该电路有哪几部分组成，各部分是怎样实现的？
答：
该电路有变压、整流、滤波、稳压四部分组成，其中稳压是由变压器实现的，蒸馏时根据二极管的单向导电性有整流桥实现的，滤波是通过电容充放电来去除纹波的，稳压是通过三端稳压器实现的，是输出电压不受负载的影响。
二、本次课设你遇到的最大困难是什么？
遇到的最大困难是在焊接过程中由于对元件结构不熟导致了焊接时出现短路，并且在排错时由于排错方向不对使自己花费了大量的时间按和精力才找出问题的关键，因此体会颇深，我们不光要有设计的本领还要对硬件有足够的熟练程度，只有这样我们才能做好我们的产品。
成绩评定依据：
最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）
指导教师签字：
年月日
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