模电 直流稳压电源电路设计.doc

直流稳压电源电路设计直流稳压电源电路设计 学学 院 院 计算机与通信工程学院计算机与通信工程学院 专专 业 业 通信工程通信工程 班班 级 级 10 2 班班 姓姓 名 名 孔晓悦孔晓悦 王丽娜王丽娜 赵鑫赵鑫 学学 号 号 10082207 10082208 10082216 20 12 年年 5 月月 29 日日 稳压电源的设计稳压电源的设计 1 目目 录录 1 1 课程设计目的课程设计目的 2 2 2 2 课程设计任务和要求课程设计任务和要求 2 2 3 3 设计内容设计内容 3 3 4 4 元器件清单元器件清单 3 3 5 5 设计总结设计总结 6 6 参考书目 参考书目 稳压电源的设计稳压电源的设计 2 1 1 课程设计目的课程设计目的 1 通过该设计学会并掌握常用电子元器件的选择和使用方法 2 结合所学的模电的理论知识完成直流稳压电源课程设计 3 锻炼了自主性学习 研究性学习 提高创新意识 4 加强团队合作 提高自己综合分析问题和解决问题的能力 2 2 课程设计任务和要求课程设计任务和要求 2 1 课程设计任务 利用 7809 7909 设计一个输出 9 12 V 1A 的直流稳压电源 2 2 课程设计要求 1 画出系统电路图 并画出变压器输出 滤波电路输出及稳压输出的电压波形 画出 变压器副边电流的波形 2 输入工频 220V 交流电的情况下 确定变压器变比 3 在满载情况下选择滤波电容的大小 取 5 倍工频半周期 4 求滤波电路的最大输出电压 5 求电路中固定电阻阻值和可调电阻的调节范围 1 输出电压可调 9 12 V 输出电流 I 1A 2 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 直流稳压电源包括变压器 整流 滤波 稳压电路 负载组成 其框图如图 1 图图 1 1 设计报告内容设计报告内容 3 3 稳压电源的电路图稳压电源的电路图 显示电路 稳压电源的设计稳压电源的设计 3 图图 1 1 3 3 元器件元器件 二极管 二极管 LM7809LM7809 LM7909LM7909 电容 电阻 开关 运算放大器 滑动变阻器 电容 电阻 开关 运算放大器 滑动变阻器 4 4 各个部分参数估算各个部分参数估算 78097809 和和 79097909 的下降电压 的下降电压 D D 2V 2V V 稳压电源的设计稳压电源的设计 4 78097809 和和 79097909 的允许最大输入电压 的允许最大输入电压 35V35V 79097909 的典型输出值为 的典型输出值为 V VO O 9V 9V 78097809 的典型输出值为 的典型输出值为 V VO O 9V 9V 估计输入的电压要超过 估计输入的电压要超过 11V 11V 要是输出电压达到规定的值还得加要是输出电压达到规定的值还得加 放大器放大器 5 5 各部分功能的介绍和设计方案选择及详细参数的说明各部分功能的介绍和设计方案选择及详细参数的说明 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 电网电压为 220V 78097809 和和 79097909 的下降电压 的下降电压 D D 2V 2V V 79097909 的典型输出值为 的典型输出值为 V VO O 9V 9V 78097809 的典型输出值为 的典型输出值为 V VO O 9V 9V 所以输入集成稳压模块的电压 VI V VO O V VD D 9 2 11V 9 2 11V 所以变压器的变比为 所以变压器的变比为 n n 电网电压电网电压 VI 220 11 20 VI 220 11 20 2 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 UL 15V U2 UL 1 2 12 5V 二极管所承受的最大反向电压 URM RM U2 2 11 15 56V22 输出的交直流平均值 U AV UL VUUwtwdU9 9119 09 0 22 sin2 1 222 0 整流管正向电流为 LLLAVD RURUII 45 0 222 22 3 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 稳压电源的设计稳压电源的设计 5 得到比较平滑的直流电压 RL C 5 T 2 T 1 50 0 02S RL C 5 T 2 0 05 C 0 05 RL 可以考虑到电网电压波动10 电容器承受的最高电压为 Ucm 1 122U 4 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 根据设计所要求的性能指标 选择集成三端稳压器 由数据手册知 7809 和 7909 的下降电压 D D 2V V 79097909 的典型输出值为 的典型输出值为 V VO O 9V 9V 78097809 的典型输出值为 的典型输出值为 V VO O 9V 9V 内含有过热 过流和过载保护电路 输出电流可达 1A 虽然是固定的三端稳压原件 但在起外端加不同的元器件可得不同的电压和电流 具有安全可靠 性能优良 不易 损坏 使用方便等优点 4 显示部分的电路 为了使用户能比较直观的了解当前所调到的电压的大小 增加了显示电路 因为输出的电压是由滑动变阻器控制的 这就导致不能直观的得到滑动 变阻器调出的电压 为了解决这个问题想到了要显示输出的电压值 而数字万 用表很好的做到这一点 所以显示电路仿照了数字万用表的功能 在数字万用 表中用的是 ICL7106 系列的芯片 能驱动 LED 进行显示 其中 ICL7126 的能 耗更低仅为 ICL7106 的 1 18 是将测得的数值经过 A D 转换后输出的最佳选 择 但是仿真时在 multisim 和 poteus ISIS 的元件库中都没找到对应的元器件 所以在本次设计的电路中是由单片机和其他元器件配合做了一个 A D 转换模 块 接着将转换后的数字量显示在数码管上 这个显示电路可能在实际生活中 稳压电源的设计稳压电源的设计 6 由于考虑到成本和器件体积以及可靠性方面的因素不会有大的应用 但在功能 上确实实现了直观的显示电压的目标 7 仿真波形 图 1 输入电压的波形 稳压电源的设计稳压电源的设计 7 图 2 变压器电压输出的波形 稳压电源的设计稳压电源的设计 8 图 3 滤波后电压输出的波形 稳压电源的设计稳压电源的设计 9 图 4 稳压后电压输出的波形 稳压电源的设计稳压电源的设计 10 图 4 整流后的波形 图 5 滤波之后的电路 稳压电源的设计稳压电源的设计 11 经三端稳压器之后的波形 8 设计总结设计总结 通过这次课程内容的自我学习和课程任务的自我实践设计 不但激发了我们自通过这次课程内容的自我学习和课程任务的自我实践设计 不但激发了我们自 己学习和理解知识的热情 而且舍我们树立起了自觉应用自身的知识理论转化己学习和理解知识的热情 而且舍我们树立起了自觉应用自身的知识理论转化 能力的意识 在整个实际过程中遇到了不少难处 但是通过我们上网查询和别能力的意识 在整个实际过程中遇到了不少难处 但是通过我们上网查询和别 的同学交流的方法解决了 总结整个实际过程 我们学到了一些东西的同学交流的方法解决了 总结整个实际过程 我们学到了一些东西 1 在整个实际过程中我们总结的方法是先顶层框架设计后底层具体模块设计 在整个实际过程中我们总结的方法是先顶层框架设计后底层具体模块设计 的方法 比如在这个设计过程中我们必须先确定所设计的稳压源属于什么类型的方法 比如在这个设计过程中我们必须先确定所设计的稳压源属于什么类型 的的 稳压单电压输出 正负稳压输出 正负可调输出还是恒流源 然后定该电稳压单电压输出 正负稳压输出 正负可调输出还是恒流源 然后定该电 路应由哪几部分构成及其各个部分的基本功能 在底层是集中应该做的就是根路应由哪几部分构成及其各个部分的基本功能 在底层是集中应该做的就是根 据设计的要求具体计算理论值 查数据手册选用符合要求的元件器件 据设计的要求具体计算理论值 查数据手册选用符合要求的元件器件 2 分别对各个底层模块的功能进行仿真处理 与期望进行对比分析 找出不符分别对各个底层模块的功能进行仿真处理 与期望进行对比分析 找出不符 合的地方回到上一步进行参数的调整 使得仿真结果最终符合设计的要求 合的地方回到上一步进行参数的调整 使得仿真结果最终符合设计的要求 稳