成绩差的设计.docx
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成绩差的设计
题目直流稳压电源设计
班级
学号
姓名
指导
时间
景德镇陶瓷学院
电工电子技术课程设计任务书
姓名：
班级指导老师
设计课题：
设计任务与要求
查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路，要求电子元件超过30~50个或以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：
1、分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；
2、对电路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等；
3、用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；
4、对整体电路原理进行完整功能描述；
5、列出标准的元件清单；
注意学术自律：
全部图文都要求是自己组织编写绘制的，严禁复制粘贴他人的成果，设计如果出现与同学或网络上其他作品雷同大于50%，则直接按不及格处理！
设计步骤
1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；
2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；
3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；
4、列出标准的元件清单；
5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；
6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。
设计说明书字数不得少于3000字。
参考文献
目录
1、总体方案与原理说明.................................1
2、单元电路1（用实际的单元电路名称，下同）...................a
3、单元电路2........................................b
4、单元电路3........................................c
5、单元电路N（N根据实际情况增减）...........................d
6、总体电路原理相关说明..................................e
7、总体电路原理图......................................f
8、元件清单；..........................................g
9、参考文献........................................h
10、设计心得体会......................................i
1、
总体方案与原理说明
直流稳压电压源的技术指标特性指标：
输出电压，输入电压，输出电流，输入电流的范围
质量指标：
稳压系数，温度系数，输出电阻，纹波电压，它们的定义式为：
其中稳压系数r的定义是负载固定时输出电压的相对变化量与稳压电路的输出电压的相对变化量之比。
温度系数ST是反应温度变化对输出电压的影响;输出电压RO反映负载电流变化对输出电压的影响；纹波电压是指稳压电路输出端交流分量的有效值，它表示输出电压的微小波动。
可见，上述系数越小，输出电压越稳定。
电路基本框图：
所以根据设计要求，此电源可划分为：
降压部分，整流部分，滤波部分，稳压部分。
原理说明：
1.电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使用费用高,一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。
本章讨论如何把交流电源变换为直流稳压电源。
一般直流电源由如下部分组成:
整流电路是将工频交流电转换为脉动直流电。
滤波电路将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。
稳压电路采用负反馈技术，对整流后的直流电压进一步进行稳定。
2.稳压电源的技术指标可以分为两大类：
一类是特性指标，如输出电压、输出电流及电压调节范围；另一类是质量指标，反映一个稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。
a、稳压电源的特性指标
（1）最大输出电流
它取决于主调整管的最大允许工作电流和变压器的容量以及二极管的最大整流电流等。
（2）输出电压和电压调节范围
这可按照使用对象的要求来确定。
对于需要库定电源的设备，其稳压电源的调节范围最好小一些，电压值一旦调好后不再改变。
对于输出电压可调电源，其输出范围大都从零伏起调，通常要求调压范围宽些，且连续可调。
（3）保护特性
在直流稳压电源中，当负载电流过载或短路时，调整管会损坏。
因此，必须采用快速响应的过流保护电路。
此外，当稳压电流出现故障时，输出会出现电压过高的现象，这就会对负载产生危害。
因此，还要求有过电压保护电路。
（4）效率
稳压电源是个换能器，因此，也有能量转换效率的问题。
提高效率主要是降低调整管的功耗。
b.稳压电源的质量指标
稳压电路的输出电压Uo会受到输入电压UI、负载电流Io和环境温度T这三个因素的影响，即
Uo=f（UI，Io，T）
所以，稳压电源输出电压的变化量的一般表达式可记为
可见，反映直流稳压电源质量的四项主要指标是Su，Ro，ST，Ur。
下面分别说明如下：
（1）输入调整引述和稳压系数
我们将整流滤波后的输入电压的变化量，与所引起的输出电压的变化量之比，称之为输入电压调压因数。
实际上常常用输出电压和输入电压的相对变化量之比来表征电源的稳压性能，被称之为稳压系数。
按定义可记作
或
（2）输出电阻
在输入电压和温度不变的情况下，输出电压变化量和负载电流变化量之比，定义为输出电阻，记作
式中负号表示ΔUo与ΔIo变化方向相反。
（3）温度系数
在输入电压和负载电路均不变的情况下，单位温度变化引起的输出电压变化就是稳压电源的温度系数或称温度漂移，记作
（4）纹波电压
在额定工作电流的情况下，输出电压中的交流分量值，成为纹波电压。
纹波电压有效值的符号为Ur，UIr可视为输入电压的变化量。
显然，稳压电路本身会对这种变化量进行抑制。
所以Ur≈SuUIr
有时也常用纹波抑制比来说明纹波电压的大小，写作20lg（UIr/Ur）（dB），显然纹波抑制比越大越好。
对于一个高性能的稳压电路来说，上面所述的四项指标，都是越小越好。
单元电路1
整流电路的设计：
采用现成的集成整流桥，其只需知道工作电压和最大工作电流就可确定，而且焊接方便。
桥式整流属于全波整流，它不是利用副边带有中心抽头的变压器，而是用四个二极管接成电桥形式，使在电压V2的正负半周均有电流流过负载，在负载形成单方向的全波脉动电压。
主要参数：
VL=0.9V2IL=0.9V2/RLID=IL/2=0.45V2/RLVRM=√2V2
3、单元电路2
滤波电路：
整流电路输出波形中含有较多的纹波成分，与所要求的波形相去甚远。
所以通常在整流电路后接滤波电路以滤去整流输出电压的纹波。
滤波电路常有电容滤波，电感滤波和RC滤波，在这采用电容滤波。
电容滤波：
下图是桥式整流电容滤波电路和它的部分波形。
假设t<0时，电容器C已经充电到交流电压V2的最大值
由于电容的储能作用，使得输出波形比较平滑，脉动成分降低输出电压的平均值增大。
当RL=∞时，VL=√2V2
当C的值适当，且整流电路的内阻较小时，
VL=（1.1~1.2）V2
在纯电阻负载时：
I2=（1.5~2）IL
有电容滤波时：
I2=1.11IL
电容放电的时间T越大，放电过程越慢，输出电压中脉动（纹波）成分越少，滤波效果越好。
选择合适的电容，可以达到要求。
一般取T≥（3～5）T/2，T为电源交流电压的周期。
4、单元电路3
稳压电路：
采用三端集成稳压电路
1.三段固定式集成稳压器的封装和引脚
以7800系列和7900系列为例，其封装形式和引脚以及典型应用电路如图所示，它们的使用很简单，而且性能好。
电路简单，焊接方便。
2．三端可调式集成稳压器的封装和引脚功能
这类稳压器是依靠外接电阻来调节输出电压的，为保证输出电压的精度和定性，要选择精度高的电阻，同时电阻要紧靠稳压器，防止输出电流在连线上产生误差电压，如图所示为三端可调式稳压器的典型应用电路，其输出电压为：
V0=VREF+（VREF/R1+Iadj）R2=VREF（1+R2/R1）+IadjR2
LM317的VREF=1.2V,Iadj=50mA,由于Iadj﹤﹤I1,所以
V0≈VREF（1+R2/R1）
其引脚功能及典型应用电路如下：
如果是+5V，+12V，-12V采用78.79系列的稳压芯片，如果是+32V的用可调式的LM317来设计。
5、单元电路4
电流扩展电路：
由于78系列，LM317这些稳压芯片的最大输出电流只有1.5A，不能满足设计要求，需要对电路的输出电流进行扩展。
a:
并联扩流型稳压电源
可以用两个相同的电路，并联起来，即可达到要求，但是对两芯片要求性能很接近或者完全相同，否则电路不能平均分配负载电流，而且会形成环流，使得电路的损耗增大。
电路设计如下：
78系列并联扩流型稳压电源电路:
LM317并联扩流型稳压电源电路：
它是用两个可调式稳压器LM317组成。
输出电压VI=25V，输出电流I0=I01+I02=3A,输出电压可调范围为（1.2V~22V）.电路中的集成运放741是用来平衡梁稳压器的输出电流的。
如LM317-1输出电流I01大于LM317-2输出电流I02时，电阻R1上的电压降增加，运放的同相端电位VP（=VI-I1R1）降低，运放输出端电压VA0降低，通过调整端adj1使输出电压V0下降，输出电流I01减小，恢复平衡；反之亦然。
改变电阻R5可调节输出电压的数值
b.采用功率管扩流：
+5v扩流电路：
+32v扩流电路：
+5v采用a方案，+32v采用b方案
6、总体电路原理相关说明
总体电路包括电源，整流电路，滤波电路，稳压电路，先对电源进行调试，再通过整流电路把工频交流电转换成脉动直流电，然后通过滤波电路将脉动直流中的
交流成分滤除，以减少交流成分，增加直流成分，最后通过稳压电路对整流后的直流电压进一步进行稳定。
总体调试：
+5V电源调试：
首先将变压器接入220V交流电，在输出端接入5欧功率电阻，然后用示波器观察负载两端的电压幅值和纹波大小，与要求的精度比较看是否达到要求，工作一段时间再看负载两端电压是否有衰减。
+12V，-12V调试和+5V调试相同，只是电阻换为20欧
+32V电源调试首先将变压器接入220V交流电，调节R5使输出电压达到+32V，其他调试和上面相同。
最终调试结果已经基本达到要求。
7、总体电路原理图（占完整一页）
+5V总体电路设计如下：
器件参数：
9V.10W变压器，整流桥206一片，电容C14700uf/15V
电容C23300uf/15V（为了滤除负载带入的杂波对电源的影响）
+12V，-12V总体电路设计如下：
器件参数：
15V30W双路输出变压器，整流桥206一片，电容C14700uf/25v
电容C23300uf/25v（为了滤除负载带入的杂波对电源的影响）
+32V总体电路设计：
器件参数：
35V40W变压器一台，整流桥206一片，T13CG21,T23DD5B,电容C10.1uf/50V,电容C21uf/50V,电容C310uf/50V,电阻R115欧，电阻R26.2欧，电阻R310欧，电阻R420欧，电阻R5为4700欧的可调精密电阻。
8、元件清单（占完整一页）
元件名称
元件数量
二极管
4个
电容器4700uf/15v
4
电容器3300uf/15v
4
电容器300uf/25v
1
电容器0.1uf/50v
1
电容器1uf/50v
1
电容器10uf/50v
1
变压器9v/100w
1
变压器35v/40w
1
双路输出变压器15v/30w
1
电阻R115欧
2
电阻R26.2欧
2
电阻R310欧
2
电阻R420欧
2
电阻R525欧
2
导线
若干
参考文献（占完整一页）
1.付劲松.电子制作实例集锦.福建科学技术出版社
2.谢白美.电子线路设计实验测试.华中科技大学出版社
3.康华光.数字电子技术基础.高等教育出版社
4.黄兆安.电力电子技术.机械工业出版社
设计心得体会（占完整一页）
通过这一次的电工电子技术课程设计，我学到了很多东西，也对之前所用到的一些工具和器件的功能以及使用方法有了更深一层的理解和领悟。
在设计方案的时侯，我们不单单只是在书本上找知识，它们并不能完全应对此次课程设计，我们还需要通过书籍，网络等查阅大量的资料。
因此，我领悟到了在学习的过程中我不能仅仅停留于课本，更需要从其他不同的途径了解电子动态。
课程设计时，我们要根据自己所选题目的要求，认真合理地分析，把每个环节考虑进去，使得实验结果的误差降得最低。
同时我们也可以通过实验练习自己的实际操作能力，强化自己的动手能力。
在面对种种困难时，我们要积极思考，冷静应对，耐心检查，排除各种故障，最终得到合理的结果。
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