可调直流稳压电源课程设计.doc

课课 程程 设设 计计 -可调直流稳压电源可调直流稳压电源 学生姓名：学生姓名： 学学 院：院： 电气学院电气学院 班班 级：级： 电气电气 11-611-6 班班 学学 号：号： 311108000218311108000218 指导教师：指导教师： 谢东垒谢东垒 日日 期：期： 20132013 年年 7 7 月月 目录目录 摘摘要要1 第一章、实验目的第一章、实验目的2 第二章、设计方案及要求第二章、设计方案及要求2 (1) 整流电路 3 (2) 滤波电路3 (3) 稳压电路3 (4)实验要求3 第三章、实验设备及元件第三章、实验设备及元件. 4 第四章、设计电路第四章、设计电路4 (1) 实验原理.4 (2) 实验电路图.4 第五章、原件及其介绍第五章、原件及其介绍5 (1) 变压器.5 (2) 二极管、电容. .5 (3) 集成三端稳压器 LM317.5 第六章、电路原件选择第六章、电路原件选择. .6 第七章、电路仿真第七章、电路仿真. .7 第八章、课程设计报告总结第八章、课程设计报告总结9 第九章、参考文献第九章、参考文献10 摘要摘要 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，我们的生活也就不会这么丰富多彩了。 由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持 续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的 直流电能。提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源，直 流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。 本次设计为：可调直流稳压正电源：先是经过家用交流电源流 过变压器得到一个大约二十四伏的电压，然后电压经过一个整流桥 进行整流在整流桥的输出端加一个 2200mf 的电容进行滤波，滤波后 再通过 LM317k（具体参数参照手册）输出一个固定的 32 伏的电压， 这样就可以在一路输出固定的电压。在 LM317 的 2 和 3 引脚并上一 个 100 的电阻和一个二极管，在 1 和 3 引脚上并上一个二极管， 然后在 2 与地之间接一电位器。即可。 第第 1 1 章章：实验目的：实验目的 （1）查阅相关资料了解可调直流稳压电源的基本组成及工作原 理。 （2）通过自己所掌握的知识按要求完成可调直流稳压电源的设 计与制作并验证其相关的性能。 （3）培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 第第 2 2 章章：实验方案及要求：实验方案及要求： （1） 整流电路：交流电压转变成单向脉动直流电 ， 一般 采用桥式是整流，可采用 4 个整流二极管接成桥式。 24V220V3A/50V 2200u/50V U U + + - - 220V U2U U0 0 + + - - （2）滤波电路： 24V220V3A/50V 2200u/50V U U + + - - 经整流后的电压仍具有较大的交流分量，不能直接输出变为直 流电源，必须通过滤波电路将交流分量滤掉。尽量保留其输出中的 直流分量，才能获得比较平滑的直流分量，使之波形变得平滑，接 近理想的的直流电源。 所以可以利用电容两端电压不能突变或流经电感的电流不能突 变的特点，将电容与负载并联，或将电感与负载串联就能起来滤波 作用。 （3）稳压电路: 由于滤波后的直流电压受电网电压的波动和负载电流变化的影 响（T 的影响）很难保证输出电流电压的稳定。所以必须在滤波电 路和负载一直加上稳压电路，才能保证输出直流电压的进一步稳定。 （4）实验要求： 设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用 原理电路图。自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器 及元器件的规格、数量。在实验室 Multisim 软件上画出电路图，并 仿真和调试，并测试其主要性能参数。 第第 3 3 章章：实验设备及元件：实验设备及元件 （1） 装有 multisim 电路仿真软件的 PC （2）三端可调稳压器 LM317 （3）24V 变压器 （4）二极管 IN4007:6 个。电容 2200mF/50V、0.3uF、10uF/50、 100uF/50、 （5）电位器 5.1k、电阻 100 第第 4 4 章章：设计电路：设计电路 （1）实验电路原理：可调直流稳压电源是一种将 220V 工频交 流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、 稳压四个环节才能完成。 输入 220V 电 压 24V 变压器 整流桥 滤波电路 LM317 稳压 器 输出可调 直流电压 （2） 实验电路图 LM317 24V220V3A/50V 2200u/50V 0.1u 5K10u/50V 100u/50V 100 第第 5 5 章章：原件及其介绍：原件及其介绍 （1）变压器：型号 E141 16.5 I/P:AC220V 50-60Hz O/P:AC12V 2 600mA 变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以 电感方式称合一起。当一交流电 (具有某一已知频率)流于其中之一 组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而 感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。 一般指连接交流电源的线圈称之为一次线圈;而跨于此线圈 的电压称之为一次电压. 。在二次线圈的感应电压可能大于或小 于一次电压，是由一次线圈与二次线圈间的匝数比所决定的。 因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。 在此次实验中我们采用降压变压器，目的是将 220V 交流电降到我们 所需的的范围。 (2)二极管：构成整流电路利用单向导电元件，将 50HZ 的正弦 流电变换成脉动的直流电流。电容：构成滤波电路。 （3）集成三端稳压器 LM317 LM317 可调式三端稳压器电源能够连续输出 可调的直流电压. 不过它只能连续可调的正电压, 稳压器内部含有过流,过热保护电路;由一个电阻(R)和 一个可变电位器(RP)组成电压输出调节电路,输出 电压为:Vo=1.25(1+RP/R).由此可见此稳压器的性 能和稳压稳定都比上一个三端稳压电源要好,所以此此方案可选,此 电源就选用了 LM317 三端稳压电源.三端可调稳压器的输出电压可调， 稳压精度高，输出波纹小。其中 LM317 的输出电压范围是 1.2V 至 37V 第第 6 6 章章 ：电路原件选择：电路原件选择 （1）LM317 其特性参数： 输出电压可调范围：1.2V37V 输出负载电流：1.5A 输入与输出工作压差 U=Ui-Uo：340V 能满足设计要求,故选用 LM317 组成稳压电路。 （2）选择电源变压器 确定副边电压 U2:根据性能指标要求：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 此范围中可任选 ：Ui=14V=Uo1 根据 Uo1=(1.11.2)U2 可得变压的副边电压：12V （3）选择整流电路中的二极管 由于：，。IN4001 的反向击穿电 VUURM171222 2 AI8 . 0 max0 压，额定工作电流，故整流二极管选用 VURM50 max0 1IAID IN4001。 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。 第第 7 7 章章：电路仿真：电路仿真 (1)电路图 （2）输出最小值 （3）输出的最大电压 第八章：课程设计报告总结第八章：课程设计报告总结 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关模拟电子技术 方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一 次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前 期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手 操作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。 过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我不断发现错误， 不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是 在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利 完成了，在设计中遇到了很多问题，但都解决了。在今后社会的发 展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退 缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这 样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而 不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可 能得到社会及他人对你的认可！ 课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能 上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给 了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我 对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了常用 元件的识别和测试；熟悉了常用仪器、仪表；了解了电路的连线方 法；以及如何提高电路的性能等等，掌握了可调直流稳压电源构造 及原理。 我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作 的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课 上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受 益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再 实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我 想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就 像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加 成熟，会面对需要面对的事情。 回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在 这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西， 同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上 所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相 结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论 知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务， 从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中 遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。 此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白