模电设计性实验实验报告

1、模电设计性实验实验报告1.课程设计目的1）学会选择变压器，整流二极管，滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源；2）结合所学的电子电路的理论知识完成直流稳压电源课程设计；3）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；4）掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法；5）加强自主性学习、研究性学习，加强团队合作，提高创新意识2.课程设计考核题目2.1课程设计任务用lm137设计一个输出1a的恒压源,输出电压为-3-10v2.2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；

2、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）求滤波电路的输出最大电压；5）求电路中固定电阻阻值、可调电阻调节范围。2.3 设计思路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。其框图如下 3.设计电路图; 降压电路 通过变压器将电网照明电压降低到所需要的电压值，公式如下：n 2121=l l u u 整流电路整流电路是由整流管构成的电路。其原理是利用二极管的单向导电性将交流电变成脉动的直流电。在输入电压的正半周，其极性为上正下负，即a u b u ，二极管1d ,3d 导通，2d ,4d 截止，在负

3、载端得到一个半波电压；负半周同理。滤波电路 在直流稳压电源电路中一般采用电容滤波，其原理是利用充放电的时间不同，充电快，放电慢，使输出维持一定的电压。滤波电路用于滤去整流输出电压中的纹波，使输出电压趋于平滑。 稳压电路对电路进行稳压，经过整流滤波后得到的波形并不稳定，原因是电压不稳定，负载变化，因此需要对电路进行必要的稳压。在117集成稳压器中，只需要合理设定2r ,3r ,通过改变他们的比值就可以输出所需要的电压。 4.设计所需电子元件220v 交流电压源，变压器，二极管3n246，定值电阻，可调电阻，电容及三端可调式输出集成稳压器lm138，其中lm138的主要参数如下：输出电压从-1.2

4、v 至-37v 可调;最大输出电流:1.5a;基准电压:1.25v;输入、输出电压差为340v.5.设计步骤1）确定稳压电路的最低输入直流电压u imin :u imin (u omax +(u i -u o )min )/0.9式中：(u i -u o )min 为稳压器的最小输入、输出电压差，而lm137的允许输入、输出电压差为340v ，现取为3v ；系数0.9是考虑电 网电压可能波动10%。 代入数据，计算得：u imin(10+3)0.9=14.4v这里取15v。2）选择电源变压器：确定电源变压器副边电压及电流：u2 u imin/1.1, i2i imin因为输出电流最大为1a,所

5、以取i2为1.1a,u2 15/1.1=13.6v。输入的交流电压：u1=220v,所以变压器的变比为：n=220/13.6=16.18, 1/n=0.062.3）选择整流二极管：利用单向导电二极管，把50hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。整流二极管的平均电流：id=1/2*i(omax)=0.5a二极管承受的最大反向电压：urm=1.414*u2=19.233v 所以根据算出的最大反向压降和导通电流可以选择二极管为3n246型4）选择滤波电路：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。此次设计采用单向桥式整流滤波电容滤波。题目要求是5倍工频半周期，所以c

6、1=5*t*imax/2uimin=3819uf 所以应选择3.9mf/14v的电解电容5）设计稳压电路： 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。 本次试验使用的是三端可调式输出集成稳压器lm138.设计要求为输出电压-3-10v间可调，而输出电压又与稳压电路的r1与r2有关，u o=1.25*(1+r2/r1)，取r2=120,r所以r2min=168，r2max=840；所以滑动变阻器r2=1k的可调范围应选在17%84%。6.实验结果与误差分析调节滑动变阻器r2为84%时，用直流电压表测得直流稳压电源两端的电压-10.035v；调节滑动变阻器r2为17

7、%时，用直流电压表测得直流稳压电源两端的电压-3.032v。计算最大误差=(|-10.035-(-10)|/|-10|)100%=0.35%。误差分析：在计算变压器副边电压时，u imin取的是近似值比实际值大，导致变压器副边电压比理论值大，进而影响直流稳压电源的输出电压；由于直流稳压电源的最大输出电流是1a，所以稳压器的输入电流应大于1a，而在计算滤波电容时将其取为1a，导致滤波电容比实际值大，进而影响直流稳压电源的输出电压； 在计算u o输出电压时，采用了近似运算 u o=1.25*(1+r2/r1)，而实际上u o=1.25*(1+r2/r1)+i adj*r2导致实际输出电压比理论值大

8、。7.仿真图1，经过变压器后的波形图2 滤波后的波形 图3 稳压后的波形 8.设计总结：通过这次模电课程设计，我们将掌握了的有关模拟电子技术方面的知识应用在实践之中，虽然在设计过程中遇到了一些问题，但经过小组成员一次又一次的思考与讨论之后，最终解决了问题，这也暴露出了前期准备不充分，设计不全面的问题。通过自己亲手设计制作，我们收获到了许多在课堂上学不到的知识与经验：做事应分清层次，有条理的进行。在此次设计试验中，要将直流电源的每一个部分依次完成，不要急功近利；实践是检验真理的唯一标准，无论课本上讲的内容如何，只有事实才是真正的真理； 团队的力量大于个人，团队的默契程度可以将各种困难一一化解，不是一个人厉害就行，要以大局为重。 同时，在课程设计过程中，我们不断发现错误，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，最后在老师的指导下，终于游逆而解。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