直流稳压电源课程设计

1、 湖南工学院 直流稳压电源院 系：电气与信息工程系班 级：电测0501设计人：学 号：45050101 指导老师： 目录第一章 绪论 第二章 系统设计过程 1 设计要求任务书2 实验原理 3 设计步骤集及各元器件的选取 第三章 原件功能的说明1 电源变压器的功能说明 62 桥式整流的功能说明3 三端固定输出稳压器的功能说明4 其它二极管和电容等的功能说明第三章 稳压电源的安装与调试第四章 稳压电源各性能指标的测试5.1输出电压与最大输出电流的测试5.2稳压系数的测量5.3输出电阻的测量5.4纹波电压的测试5.5纹波因数的测量第五章 元器件清单第六章 参考文献第七章 附录 第八章 设计体会第一章

2、前言在这两个周的直流稳压电源的课程设计期间，遇到了平时从未到过的困难。因为课程设计不是某一方面的知识就可以完成的，而是多个知识点的结合，再综和平时候所学的理论知识相衔接与灵活运用。又因为自己所学的知识有限，要设计出此电路。所以要花费大量的时间去查找资料，最后终于完成了此电路设计说明书。众所周知：课程设计讲究的不只是某一方面或某一门课的知识点掌握程度，而是由学习期间所学多个知识点的衔接与综合运用的产物。它综合运用自己所学的知识，发挥学期期间做实验和其它课程所学的各知识点的衔接与灵活运用。并且因在学习期间，自己所学知识很有限。所以完成此次课程设计花了大量时间在图书馆和网上查找相关的资料，才在这百忙

3、之中完成了这项课程设计说明书。 由于这次课程设计的时间特别紧张，加之临近过级考试，所以给我们各个方面都带来了很大的压力，一方面我们要准备考试；另一方面又要在百忙之中查找资料，所以难免有不足之处，还请老师多多谅解。在此，非常感肖老师在这学期期间对我的耐心指导和帮助。第二章系统设计过程1实验要求任务书一设计课题：直流稳压电源二主要技术批示1. 能输出直流电压vo=12v2. 最大输出电流iom=500ma3. 稳压系数sr0.05三设计要求 1撰写设计说明书一份（电脑打印，5000字左右） 2制作实物四课程设计说明书的主要内容及撰写顺序 1课题名称； 2。设计任务书； 3中英文摘要和关键词； 4。

4、目录； 5绪论。 6正文（分章、节、小节、三级标题撰写） 1）方案选择与论证 2）方案的原理框图，总体电路图及原理说明； 3）单元电路设计及原理说明，元器件选择和电路参数设计算说明； 4）电路调试。对调试中出现的问题进行分析，并说明解决的措施；测试、记录、整理与结果分析。 7收获体会存在问题和进一步的改进意见等 8参考文献 9谢词 10附录a：总电路图和pcb图 附录b：元器清单 附录c：集成模块的管脚排列与管脚功能 五、参考文献 1、彭介华主编。电子技术课程设计指导。北京：高等教育出版社2002 2、胡宴如主编。摸似电子技术。北京：高等教育出版社2002 3、周仲主编。国产集成电路应用500

5、例。北京：电子工业出版社，19922实验原理（1），实验原理小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图1所示。（a）稳压电源的组成框图（b）整流与稳压过程图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程2.3设计步骤集及各元器件的选取1、设计原理图如下图2.3.1： 图2.3.12、设计过程因为输出电压=12v，取电压差=6v（因为压差由3-10时具有较好的稳压输出特性）,因此=18v.因为经过整流滤波后有=1.2,所以=15v.电源变压器的作用是将来自电网的220v交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。电源变压器的效率为：其中：是变压器副边的功率，是变压器原边

6、的功率。一般小型变压器的效率如表1所示：表1 小型变压器的效率副边功率 效率0.60.70.80.85因此，当算出了副边功率后，就可以根据上表算出原边功率。在桥式整流电路中,变压器次级与滤波器输出电流的关系为:(1.52)=(1.52)0.5a=(0.751)a,则变压器次级的功率为=15v1a=15va,因此效率=0.7,所以=/0.7=15v1a/0.7=21.4w,因此选择30w的变压器.桥式电路中每只整流二极管的电流为:=0.5=0.50.5=0.25a,二极管承受的最大反向电= 因此应选择in4007的二极管.由c(35)t/2,取c=5t/2=2.5t=2.5/fc=2.5/(f)

7、=2.5/(f)=2.5/(5024)2083f =1.11.11.41415=23.3v综合考虑滤波电容可选择c=2200f,50v的电解电容.另外为了滤除高频干扰和改善电源的动态特性,一般在滤波电容两端并联一个0.010.1f的高频电容.第三章 原件功能说明1电源变压器的功能说明电源变压器的工能是将交流220v的电压变为15v的交流电压.2桥式整流的功能说明桥式整流桥图3.2.1如下：图3.2.1注:将桥式整流电路的四只二极管制作在一起,封将成为一个器件就称为整流器，把交流的电压整流成直流的电压.1和3端接交流输入输出电压,2和4为直流输入输出端,2端直流为正极,4端为直流负极.3三端固定

8、输出稳压器的功能说明三端固定输出稳压器图如图3.3.1下： 图3.3.1注: 1为输入端,3为输出端,2(gnd)为公共接地端.三者的电 位分布如下:v1v3v2.稳压器使用时，要求输入电压ui与输出电压uo的电压差ui - uo 2v。稳压器的静态电流io = 8ma。当uo = 5 18v时，ui的最大值uimax= 35v；当uo=18 24v时，ui的最大值uimax = 40v4其它二极管和电容等的功能说明其它二极管功能说明（附图3.4.1如下）：图3.4.1二极管用来防止在输入端短路时电容c3所存储电荷通过稳压器放电而损坏器件. 电容的功能说明(附图3.4.2如下)：附图3.4.2

9、.电解电容1的功能：输入端滤波；.一般电容c2的功能：用来抑制纹波电压.一般电容c3的功能：用以改善负载的瞬态响应,消除电路高频的噪声,同时也具有消振作用.电解电容c4的功能:输出端滤波。 发光二极管及电阻的功能说明（附图3.4.3如下）：图3.4.3发光二极管和电阻的功能：用来检查电路是否有输出。能通电时发光二极管亮，否则不亮。第四章 稳压电源的安装与调试按图4.1所示安装集成稳压电路，然后从稳压器的输入端加入直流电压3814v，若发光二极管亮，说明稳压电路工作正常。图4.1用万用表测量整流二极管的正、反向电阻，正确判断出二极管的极性后，按图4.2所示图4.2在变压器的副边上安装整流滤波电路

10、。 安装时要注意，二极管和电解电容的极性不要接反。经检查无误后，才将电源变压器与整流滤波电路连接，通电后，用示波器或万用表检查整流后输出电压ui的极性，若ui的极性为负，则说明整流电路没有接对(正确应该如图4.2所示)，此时若接入稳压电路,就会损坏集成稳压器。因此确定ui的极性为正后，断开电源，按图2.3.1所示将整流滤波电路与稳压电路连接起来。然后接通电源，调节电源变压器，若使输出电压满足设计指标,说明稳压电源中各级电路都能正常工作，此时就可以进行各项指标的测试。第五章 稳压电源各性能指标的测试1输出电压与最大输出电流的测试1.输出电压与最大输出电流的测试测试电路如图5所示。一般情况下，稳压

11、器正常作时，其输出电流要小于最大输出电流,取,可算出rl=48,工作时上消耗的功率为：故取额定功率为5w，阻值为48的电位器。图5 稳压电源性能指标的测试电路测试时，先使，交流输入电压为220v，用数字电压表测量的电压值就是uo。然后慢慢调小，直到uo的值下降5%，此时流经的电流就是，记下后，要马上调大的值，以减小稳压器的功耗。5.2稳压系数的测量按图5所示连接电路， 在时，测出稳压电源的输出电压uo。然后调节自耦变压器使输入电压，测出稳压电源对应的输出电压uo1 ；再调节自耦变压器使输入电压，测出稳压电源的输出电压uo2。则稳压系数为：3输出电阻的测量 按图5所示连接电路，保持稳压电源的输入

12、电压，在不接负载rl时测出开路电压uo1，此时io1=0，然后接上负载rl，测出输出电压uo2和输出电流io2，则输出电阻为：（测出两组数据，然后算出）4纹波电压的测试 用示波器观察uo的峰峰值，（此时y通道输入信号采用交流耦合ac），测量uop-p的值（约几mv）。5纹波因数的测量 用交流毫伏表测出稳压电源输出电压交流分量的有效值，用万用表（或数字万用表）的直流电压档测量稳压电源输出电压的直流分量。则纹波因数为：第六章 元器件清单1.电源变压器15v 1个；2.in4001的二极管 5个；3.cw7812的固定式三端稳压器 1个；4.发光二极管 1个；5.470的电阻 1个；6.电容4个：电

13、解电容4700f 1个；电解电容470f 1个； 一般电容0.01f的 2个。第七章 参考文献1.胡宴如主编：模拟电子技术2.姚福安主编：电子与电路、设计与实践3.彭介华主编：电子技术课程设计指导4.周仲主编：国产集成电路应用500例第八章 附录1.固定式三端稳压器引脚图及典型应用电路，如图（a）（b）:其中：c1=0.01uf,co=0.01uf,c1，co采用漏电流小的钽电容）说明：稳压器输入端的电容c1用来进一步消除纹波,此外，输出端的电容co与c1起到了频率补偿的作用，能防止自激振荡，从而使电路稳定工作。2.可调式三端稳压器的引脚图及其典型应用电路 在图(a)中,r1与rw组成输出电压

14、调节电路，输出电压uo1.25 (1 + rw / r1 )，r1的值为120 240，流经r1的泄放电流为5 10ma。rw为精密可调电位器。电容可以进一步消除纹波，电容c1与co还能起到相位补偿作用，以防止电路产生自激振荡。电容c2与rw并联组成滤波电路，电位器rw两端的纹波电压通过电容c2旁路掉，以减小输出电压中的纹波。二极管d5的作用是防止输出端与地短路时，因电容c2上的电压太大而损坏稳压器。3.原理图及pcb图图11.1 总电路的原理图图11。1总电路的pcb图第九章 设计体会在紧张的时间里通过本次课程设计，不但加深了我对所学知识的了解，而且拓宽了知识面，在查阅有关书之中，也表明了只有勤奋好学才能获得知识，提高自身的素质.同时，不但要有学习的刻苦，还需要严密的逻辑思维，能够系统的解决和分析问题，这样才能够有新的成就，有新的产品的出现，科学的进步就是因为有就强硬的专业知识再加上