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文档简介
1、课程设计任务书半导体直流稳压电源的设计和测式一?设计目的1?学习直流稳压电源的设计方法;2?研究直流稳压电源的设计方案;3?掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法?二?设计要求和技术指标2201?技术指标:要求电源输出电压为土 12V(或土 9V/ ±V),输入电压为交流V最大输出电流为lomax=500mA,纹波电压厶Vop-pW 5mv,温压系数Sr< 5%?2?设计要求:(1) 设计一个能输出土 12V/ ±9V/ ±V的直流稳压电源;(2) 要求绘出原理图,并用Protel画出印制板图;(3) 根据设计要求和技术指标设计好电路,选好元件及参数;(4
2、) 要求绘出原理图,并用Protel画出印制版图;(5) 在万能板或面包板或PCB板上制作一台直流稳压电源;(6) 测量直流稳压电源的内阻;(7) 测量直流稳压电源的稳压系数?纹波电压;(8) 撰写设计性报告?三?设计提示1?设计电路框图如图所示稳压电路若使用分离元件要有取样 ?放大?比较和调整四个环节,晶体管选用 3DD或3DG等型号;若用集成电路选78XX和79XX稳压器?测量稳压系数:在负载电流为最大时,分别测得输入交流比220V增大和减小1 0%的输出(),并将其中最大一个代入公式计算 Sr,当负载不变时,Sr= VoV/ VlVo.测量内阻:在输入交流为220V,分别测得负载电流为0
3、及最大值时的 Vo,Ro= Vo/ Ii.纹波电压测量:叠加在输出电压上的交流分量,一般为mV级?可将其放大后,用 示波器观测其峰一峰值厶Vop-p ;用可用交流毫伏表测量其有效值 Vo,由于纹波电 压不是正弦波,所以用有效值衡量存在一定误差?2?实验仪器设备自耦变压器一台?数字万用表?数字电压表?变压器?面包板或万能板?智能电工实验台?示波器3?设计用主要器件:变压器?整流二极管?集成稳压器?电容?电阻若干4?参考书:电子线路设计实验测试华中科技大学出版社模拟电子技术基础高等教育出版社四?设计报告要求1?选定设计方案;2?拟出设计步骤,画出电路?分析并计算主要元件参数值;3?列出测试数据表格
4、;4?测试总结?五?设计总结1?总结直流稳压电源的设计方法和运用到的主要知识点,对设计方案进行比较2?总结直流稳压电源的主要参数的测试方法 ?目 录第1章绪论51.1 直流稳压电源研究的意义 51.2 直流稳压电源的发展状况 5第2章设计概述 72.1设计目的 72.2设计要求与性能指标 72.3 设计原理72.4 设计方案的分析 9第3章单元电路设计与元器件的选择 103.1变压器的确定 103.2整流电路的确定 103.3滤波电路的确定 133.4稳压电路的确定153.5 电路的整合连接 16第4章电路仿真与测试174.1仿真软件简介 174.2仿真电路图 194.3仿真结果及分析 20第
5、5章安装与调试215.1 PCB板制作 215.2 万能板安装电路 225.3 调试与检测 225.4 技术指标测量 23第6章 误差分析 24第7章心得体会25参考文献27附录【11 28附录【21 29附录【31 30附录【41 311.1直流稳压电源的研究意义电源是各种电子?电器设备工作的动力,是自动化不可或缺的组成部分,直流 稳压电源是应用极为广泛的一种电源 ?直流稳压电源是常用的电子设备,它能保证 在电网电压波动或负载发生变化时,输出稳定的电压?一个低纹波?高精度的稳压 源在仪器仪表?工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值 ?直流稳压电源通常由变压器?整流电路?滤波电路?稳压控制
6、电路所组成,具有 体积小,重量轻,性能稳定可等优点,电压从零起连续可调,可串联或关联使用,直流输 出纹波小,稳定度高,稳压稳流自动转换?限流式过短路保护和自动恢复功能,是大专 院校?工业企业?科研单位及电子维修人员理想的直流稳压电源?适用于电子仪器设备?电器维修?实验室?电解电镀?测试?测量设备?工厂电器设备配套使用?几乎 所有的电子设备都需要有稳压的电压供给,才能使其处于良好的工作状态?家用电器中的电视机?音响?电脑尤其是这样?电网电压时高时低,电子设备本身耗供电造 成不稳定因家?解决这个不稳定因素的办法是在电子设备的前端进行稳压?直流稳压电源广泛应用于国防?科研?大专院校?实验室?工矿企业
7、?电解?电镀 ?充电设备等的直流供电?1.2直流稳压电源的发展状况1955年美国的科学家罗那(首先研制成功了利用磁芯的饱和 来进行自激振荡的晶体管直流变换器?此后,利用这一技术的各种形式的精益求精不断地被研制和涌现出来,从而取代了早期采用的寿命短?可靠性差?转换效率低的旋转和机械振子示换流设备?由于晶体管直流变换器中的功率晶体管工作在开关状态,所以由此而制成的稳压电源输出的组数多?极性可变?效率高?体积小?重量轻,因而当时被广泛地应用于航天及军事电子设备?由于那时的微电子设备及技术十分落后,不能制作出耐压高?开关速度较高?功率较大的晶体管,所以这个时期的直流变换器只能采用低电压输入,并且转换的
8、速度也不能太高?60年代,由于微电子技术的快速发展,高反压的晶体管出现了 ,从此直流变换器就可以直接由市电经整流?滤波后输入,不再需要工频变压器降压了,从而极大地扩大了它的应用范围,并在此基础上诞生了无工频降压变压器的开关电源?省掉了工频变压器,又使开关稳压电源的体积和重量大为减小,开关稳压电源才真正做到了效率高?体积小?重量轻?开关电源在世界各国迅速发展,但在初期价格较高直到八十年代,与这种技术有关的高频,高反压的功率晶体管?高频电容?开关二极管?开关变压器的铁芯等元件也不断地研制和生产出来,使无工频变压器开关稳压电源得到了飞速的发展,随着元件工艺的成熟,直流稳压电源的价格也日益下降,应用也
9、变的日益广 泛,应用于电子计算机 ?通信?航天?彩色电视 机等领域,从而使无工频变压器开关稳压电源成为各种电源的佼佼者?近几年随着科技的发展,直流稳压电源的工作频率由原来的几十千赫发展到 现在的几百千赫,甚至更高?现在智能化的直流稳压电源也被广泛应用于生产领域 对此的研究开始向高频方面发展 ?以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已 经转向高频下电源的拓扑理论 ?工作原理?建模分析方法和高频大功率开关器件, 高性能集成控制器和功率模块的开发研制方面发展 ?第2章设计概述2.1设计目的(1) ?学习直流稳压电源的设计方法;(2) ?研究直流稳压电源的设计方案;(3) ?掌握直流稳压电源的稳压系数
10、和内阻测试方法?2.2设计要求和技术指标设计要求: ?设计一个能输出正负12V的直流稳压电源; ?拟定测试方案和设计步骤; ?根据设计要求和技术指标设计好电路,选好元件及参数; ?绘出原理图和印制板图; ?在万能板上连接电路; ?测量直流稳压电源的内阻; ?测量直流稳压电源的稳压系数?纹波电压; ?撰写设计性报告?技术指标: ?电源输出电压为正负12V; ?输入电压220V ?50Hz; ?最大输出电流为lom=500mA; ?纹波电压小于等于5mA; ?稳压系数Sr小于等于5%.2.3设计原理:设计电路框图设计电路框图如图2-1所示,包括变压器降压,整流滤波电路滤波,稳压电路进 行稳压四个部
11、分?图2-2为电压经过各个部分的波形,交流U1经过变压器降压后到 较小的交流U2,经过整流滤波后变为纹波很小的直流 U 4,最后由稳压电路进行稳压 输出?整滤稳流波压电电电路路路图2-1电路框图U4U5各部分电路的作用交流变压器?一般的电子设备所需要的直流电压较之交流电网提供的200V电压相差较大,为了得到输出电压的额定范围,就需要将电网电压转化到合适的数值 ?所以,电压变换部分的主要作用就是将电网电压变为所需要的交流电压,同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用?整流电路?整流电路的作用是将变换后的交流电压转换为单方向的脉冲电压?由于这种电压存在着很大的脉动部分(称为纹波),因此,一般还不能直
12、接用来给负 载供电,否则,纹波会严重影响到负载的性能指标?滤波电路?滤波部分的作用是对整流部分输出的脉动直流进行平滑,使之成为 含交变成分很小的直流电压?也就是说,滤波部分实际上使一个性能较好的低通滤 波器,且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率 ?稳压电路?尽管经过整流滤波后的电压接近于直流电压 ,但是其电压值的稳定 性很差,受温度?负载?电网电压波动等因素的影响很大,因此,还必须有稳压电路, 以维持输出直流电压的基本稳定?2.4 设计方案的的分析由设计原理可知直流稳压电源应由几部分组成,而且各个部分相对独立,因此, 在进行设计电路的时候我们采用各个部分分别设计,独立选择元器件,独立测试
13、的 方法,最后将这几部分进行组装和调试,最终达到设计完整直流稳压电源电目的?第3章单兀电路设计与兀器件的选择3.1变压器的确定变压器的效率电源变压器的作用是将220V的交流电压U变换成整流滤波电路所需要的交流电压U2?变压器副边与原边的功率比由公式3.1确定P2/P 仁n(3.1)式中,为变压器的效率?一般小型变压器的效率如表所示?表2-1小型号变压器的效率副边功率P2 /w<101030308080200效率0.60.70.80.85参数计算及元件选择变压器副边电压有效值为 辽,输出电压为12V,取UL=1.2U2,则U2= 12V/1.2= 10V(3.2)故选择220V输入,10V
14、输出电源变压器,功率在1030W之间,效率为0.60.7,本次 设计选用EI系列小型变压器?3.2整流电路的确定整流电路的设计图3-1单向桥式整流电路整流电路将交流电压变换为脉动的直流电压,再经过滤波就可的到纹波较小 的直流电压?常用的整流电路有半波整流?全波整流?桥式整流等?桥式整流电路与 单相半波整流电路和单相全波整流电路相比,其明显的优点是输出电压较高,纹波 电压较小,整流二极管所承受的最大反向电压较低,并且因为电源变压器在正负半 周内都有电流流过,所以变压器绕组中流过的是交流,变压器的利用率高?在同样 输出直流功率的条件下,桥式整流电路可以使用小的变压器,因此,这种电路在整 流电路中得
15、到广泛应用?本次设计单相桥式整流电路如图3-1?它由四个二极管构成电桥形式,两两构成一组,分别在正弦交流点正负半轴时刻导通 ?工作原理如图3-2所示?图3-2单相桥式整流电路(a)整流电路(b)波形图在分析整流电路工作原理时,整流电路中的二极管是作为开关运用 ,具有单向导电性?根据图3-2(a)的电路图可知:当变压器次级电压 U2为上正下负时,二极管 D1?D3导通,D2?D4截止,在负载电阻上得到正弦波的正半周,如图3-2 (b)中0所 示?当变压器次级电压为下正上负时,二极管D2?D4导通,D1?D3截止,在负载电阻上 得到正弦波的负半周,如图3-2(b) 2 所示?在负载电阻上正负半周经
16、过合成,得 到的是同一个方向的单向脉动电压?参数计算与元件选择根据图3-2可知,输出电压是单相脉动电压?通常用它的平均值与直流电压等 效?桥式整流电路的输出电压平均值为直流电流为(3.3)(3.4)ULU 20.9U 2,0.9 U 2IlRl在桥式整流电路中,整流二极管和D?C4是两两轮流导通的,因此,流过每个整 流二极管的平均电流是电路输出电流平均值的一半(3.5)0.45J2Rl桥式整流电路因其变压器只有一个副边绕组,在U2正半周时,D1?D3导通,D2?D4截止, 此时D2?D4所承受的最大反向电压为 U2的最大值,即U rm 2U 2(3.6)同理,在U2负半周时,Di?D3也承受同
17、样大小的反向电压?设计要求最大输出电流Iom =500mA,则流经二极管的最大平均电流为(3.7)1 1IDIl=500mA 250mA2 2二极管承受的最大反向电压 因此可选用整流二极管IN4001(允许最大电流If=1.0A,最大反向电压Vrm=50V), 或选择整流桥堆 MB05M(最大电流|f=0.5A,最大反向电压VRM=50V), DB101 (If=1.0A,Vrm=50V)?Vrm .2V2 .2 10V 15V(3.8)3.3滤波电路的确定331电路组成及工作原理虑波电路如图3-1滤波部分所示,与单向桥式整流电路组成整流滤波电路 ?其 工作原理:无论U2是正半周还是负半周,电
18、路中总有二极管导通,在一个周期内,U2 对电容充电二次,由于充电时间常数很小(二极管导通电阻和变压器内阻很小),所 以很快充满电荷,使电容两端电压UC基本接近U2m,而电容上的电压不会突变?现假 设在U2在正半周期由零开始上升,很短时间内电容上的电压Uc基本上接近U>m,因 此U2<Uc ,D1?D2?D3?D4管均截止,电容C同过通过FL放电,由于时间常数t =R_C 很大(RL较大时),因此放电速度很慢,Uc下降很小?与此同时,U2仍按U2U2Sinwt的规律上升,一旦当U2>UC时,D1,D3导通,C又开始充电?不难理解,在U2的负半周期也会出现与上述基本相同的结果 ?
19、这样在U2不断作用下,电容上 的电压不断进行充放电,周而复始,从而得到一近乎于锯齿波的电压 LL=IC,负载电 压的纹波大为减少,如图3-3 ?WO1L图3-3滤波波形由以上分析可知,电容虑波电路有如下特点:1?FLC越大,电容放电速度越慢,负载电压中的纹波成分越小,负载平均电压越高?为了得到平滑的负载电压,放电时间常数应满足t =R_C> (35)T/2(3.9)式中T为交流电压的周期?2?FL越小输出电压越小若C一定,当R-,即空载时有(3.10)(3.11)UO . 2U 2 1.4U2当c=o,即无电容时有Uo 0.9U 2当整流电路的内阻不太大(几欧姆)和电阻FL电容C取值满足
20、(3.9)时,有Uo (1.11.2)U2(3.12)总之,电容滤波适用于负载电压较高,负载变化不大的情况?参数计算与元件选择负载电阻Rl minVo 12V 24Iom 0.5 A(3.13)由式(3.9),取 RlC 4 T 2 2T 2 1 50s 0.04s?由此滤波电容为C 0.04s Rl 0.04s 241667 F(3.14)若考虑电网波动,则电容承受的最高电压为Ucm2U 2 1.1 1.414 12 1.1V 15.6V(3.15)滤波电容耐压值应大于输出电压值,一般取1.5倍左右,且通常采用有极性的电解电容,因此选用标称值为2200 F/30V的电解电容?考虑到正负电压输
21、出,最后设计的整流滤波电路如图3-4?re2BR1JWIO&esssi C1* I“ mi C211Sl3注C3 泗pF图3-4整流滤波电路3.4稳压电路的确定稳压芯片介绍直流稳压电路类型和设计方法有多种,本次设计采用集成元件构成稳压电路? 用CW7系列和CW7系列的芯片?包括固定三端与可调式三端稳压器,我们介绍固 定三端稳压器及其典型应用?我们通常所用的7800和7900系列的稳压管如图3-5所示?b图3-5固定三端式稳压稳压器的典型应用(a)CW78xx系列典型应用 (b)CW79xx 系列典型应用在CW78x系列中1脚接输入,2脚接地,3脚接输出?CW79x系列中1脚接地,2 脚
22、接输入,3脚接输出?其中CW78x系列中输出为正电压,如7815则它的输出电压 为+15V,而CW79x系列中输出为负电压,如7915则输出电压为-15V,(它们的输出 额定电流以字母为标志 丄表示0.1A,M表示0.5A,无字母表示1.5A)但不管是输出 为正电压的78系列还是输出为为负电压的79系列,它们的输入端所接入的电容 C 的功能是进一步滤除纹波,输出端接入的电容C能改善负载的瞬态影响,使电路稳 定工作?C最好用漏电流小的电容,如果是电解电容的话,则电容量要比图中的增加 10倍?元件选择本次设计选择固定集成稳压器 CW7812,CW791其特性参数:Vo=12V,l°max
23、=500mA,Vi=1435,副 边电压 V2VImi n/1.1=14/1.1=12.7V,取V2=15V?CW 7812的引脚如图3-6所示?芯片说明:CW7812CW7912芯片由于它只有输入,输出和公共引出端,故称之为三端式稳 压器?它由启动电路,基准电压电路,取样比较放大电路,调整电路和保护电路等部 分组成?3.5电路的整合连接本次设计的思想是先进行单元电路的设计,然后再将各个单元电路进行整合最终达到设计完整电路的目的?以上已完成各部分的分析与设计,因此接下来设计 整个电路?电路接入几个主要部分外,为了防止稳压器产生高频自激振荡和抑制电路引 入的高电频,电路中前后分别接入电容 C3=
24、0.33uF,C5=0.1uF?它们的作用是瞬时增 减负载电流时不会引起输出电压有较大的波动?发光二极管用来检测电路是否接通?负载输出端的电路与正输入端对称,所以C4=0.33uF,C6=0.1uF?总的电路图见 附录【3】?第4章电路仿真与测试4.1仿真软件简介本次试验由EW软件进行仿真?电子工作平台Electronics Workbench (EWB)(现 称为MultiSim)软件是加In teractive Image Tech nologies公司于八十年代末?九十年 代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件,其工作界面如图4-1?图4-1 EWB工作界面的特点:(1) 采用直观的
25、图形界面创建电路,在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台,绘制 电路图需要的元器件?电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取;(2) 软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似,可以实时显示测量结果;(3) EWB 软件带有丰富的电路元件库,提供多种电路分析方法;(4) 作为设计工具,它可以同其它流行的电路分析?设计和制板软件交换数据;(5) EWB还是一个优秀的电子技术训练工具,利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验,仿真电路的实际运行情况,熟悉常用电子仪器测量方法?与其他电路仿真软件(Protel99)相比,具有界面直观?操作方便等优点?他改变了一般 电路仿真软件输
26、入电路必须采用文本方式的不便,创建电路选用元器件和测试仪器等均 可直接从屏幕上器件库和仪器库中直接选取?电子电路的分析?设计与仿真工作蕴含于轻点鼠标之间,不仅为电子电路设计者带来了无尽的乐趣,而且大大提高了电子设计工作 的质量和效率?4.1.2 EWB的优点1?各元器件选择范围广,参数修改方便,不会象实际操作那样多次地把元件焊下而损 坏器件和印刷电路板?使电路调试变得快捷方便?对模拟电子技术基础课程中的绝大 部分电路都能应用,不仅能用于对单个电路特性和原理进行验证,也能就用于多级的组合 电路?2?元件库不但提供了各种丰富的分立元件和集成电路等元器件,是一个全开放性的 仿真实验和课件制作平台,给
27、我们提供了一个实验器具完备的综合性电子技术实验室?可以在任意组合的实验环境中,搭建实验?通过元件复制或单级电路的复制来完成整个 电路的组装?因此也适用于较大型的设计性实验?3?EWB电子学工作平台)为我们提供了一个很好的实用工具,使我们能够在教学过 程中随时提供实验?演示和电路分析?教师可以在多媒体教室中深入浅出地分析各种电 路的特性,讲解各种参数改变对电路的影响?学生可结合学习内容,进行接近于实际电路 的调试分析,有利于对加深对理论理解?特别是一些大中专院校和广播电视大学,通过这 样的计算机模拟仿真实验,把电子技术的理论教学和实验教学有机地结合了起来?4.1.3 EWB软件基本操作方法1?元
28、器件操作元件选用:打开元件库栏,移动鼠标到需要的元件图形上,按下左键,将元件符号拖拽 到工作区?元件的移动?旋转?反转?复制和删除:用鼠标单击元件符号选定,用相应的菜单?工 具栏,或单击右键激活弹出菜单,选定需要的动作?元器件参数设置:选定该元件,从右键弹出菜单中选ComponentProperties可以设定 元器件的标签(Label) ?编号(Referenee ID) ?数值(Value)和模型参数(Model) ?故障(Fault)等特性?说明:元器件各种特性参数设置可通过双击元器件弹出的对话框进行;编号(Referenee ID)通常由系统自动分配,必要时可以修改,但必须保证编号的唯
29、一性;故 障(Fault)选项可供人为设置元器件的隐含故障,包括开路(Open)?短路(Short) ?漏电 (Leakage) ?无故障(None)等设置?2?导线的操作主要包括导线的连接?弯曲导线的调整?导线颜色的改变及连接点的使用?连接:鼠标指向一元件的端点,出现小园点后,按下左键并拖拽导线到另一个元件的端 点,出现小园点后松开鼠标左键?删除和改动:选定该导线,单击鼠标右键,在弹出菜单中选delete ?或者用鼠标将导 线的端点拖拽离开它与元件的连接点?说明:连接点是一个小圆点,存放在无源元件库中,一个连接点最多可以连接来自四 个方向的导线,而且连接点可以赋予标识;向电路插入元器件,可直
30、接将元器件拖曳 放置在导线上,然后释放即可插入电路中? 3?电路图选项的设置Circuit/Schematic Option对话框可设置标识?编号?数值?模型参数?节点号等的显示方式及有关栅格(Grid) ?显示字体(Fonts)的设置,在做仿真时我们按照要求选择合适 的参数即可?4.2仿真电路图在设计好总的电路图之后,便进行电路的仿真,以指导对电路原理图和各元件参数的修改,仿真图如图4-2?LM7B12CTXF&1 D1-AR CORE XFOR'ERC3ma 7tKC1DLTLCE -G12mfc330nFC2=WnFI;LED1图4-2电路仿真原理图4.3仿真结果及分析C
31、harnnel BStake 5 nebsse$巳 10 ms/DivChannel AScale 5 V/DiyTriggerEdge J7图4-3仿真波形在multsim上的仿真波形如图4-3?由图可见电路的输出电压为11.91V,频率约 为50Hz,在误差允许的范围内,本电路的设计符合要求?第5章制作与调试5.1PCB板 制作在EWB上仿真无误后就要绘制电路原理图?我们利用Protel 99 SE软件(见附 录【2】)绘制PCB图?首先绘制元件(如果PCB库里没有所需要的元件),电阻?二 极管?电容等常用元件在库里都可以找到?其次对照EWB图在PCB的SCH里绘 制原理图,注意接点的位置
32、?因为本课程设计用到了比较多的组合逻辑元件,接线相对比较复杂,所以我们还因该清楚各个脚的功能和位置 ?在这种条件下,将元件 有序的连接起来,在连接过程中,可以利用总线绘制,这样可以避免不同的线接错, 而且可以减少整个原理图的线的数量?此外,我们还可以把不同的原理图绘制在不 同的SCH里,这样可以减少总的SCH图的线的数目,有利于排错和修改?在SCH里面,我们可以把相对比较复杂的线用不同的颜色来表示 ,这样可以更 好的分清接线的路线,我们还要清楚各个元件的封装形式,电源和地线要自己制作 封装形式,这里用一个排插来接上?组合逻辑元件的封装用DIP加脚的数目来表示 ?DIP是双列直插式形式,我们设置
33、的电源插座是单列直插式,所以用SIP来封装? 确认SCH图无误后进行电气规则检测(ERC)检查电路中是否有缺漏的线条和节点 如果有要更正,做好了这一步,便可创建网表,把不同元件放在一起,观察它与 那些兀件有联系,利于在SCH里面查找?把网表导入,就可以制作PCB图了?根据元件的多少合理的放置元件的位置, 注意集成元件的脚一定要加大?不然,焊点就会很小,有时会把焊点弄掉?其次,因为 要放插座在PCB板会把一面的铜线遮住,所以在集成元件的线要在同一面,这里我 们把它放在底层,另外,我们还要放置定位孔,将铜板的上层与下层固定起来?在布 线时,我们要设定好规则,一般地线1mm,电源线1 mm0.5 m
34、m左右,其它信号线 在0.5 mm左右?关键的线先用手工布线弄好,再通过自动布线工序,数模电路要共 地处理,电解电容和发热的元件要分开,对抗干扰很强的元件要和抗干扰很差的元 件分开?最后把必须改动的线条连接好,通过处理达到更好的效果?SCH图经ERC 检测后,将做好的原理图制成网表?然后再新建一个PCB图?将网表导入PCB图中, 这样便做好了 PCB图?PCB图见附录【4】?接下来就是制作PCB板,包括打孔,腐 蚀,焊接等?由于本次设计欠缺条件,所以虽然设计了 PCB图,但最终做实物时用的是万能板?5.2万能板安装电路万能板安装,首先观察原理图,根据电气要求进行合理的整体布局,最大限度 的减少
35、叉线和飞线,降低干扰?自己要形成一个大致的布局和接线方法,而且要尽 量美观?步骤如下:1、用万用表检查万能板的内部结构,确定其内部的电气连接属性?2、安装前先检查元器件的质量,安装时注意电解电容?集成芯片的引脚和极 性?3、合理布局,分级安装?稳压电源时一个小型电路系统,安装强要对整机线 路进行合理布局,一般按照电路饿顺序一级一级的布线,连线尽可能短,否则很容 易产生自激?4、安装一个元件,先要用尖嘴钳将其引脚成型,然后用镊子将其引脚放入 万能板,高度要适中,符合电气标准,完毕后用万用表检查元器件引脚份和万能板 是否接触良好,在进行下一个元件的焊接?5、对于导线,要用斜口钳切成适当的长度,然后
36、成型安装?安装时必须采用 绝缘良好的绝缘导线,两县的时候要处理号元件之间的距离 ,连接的时候线与线之间不能交叉?5.3调试与检测调试前的检查电子元件安装完毕,通常不宜急于通电,先要认真检查一下?检查内容包括:1. 连线是否正确检测的方法通常有两种方法:(1) 按线查找?这种方法的特点是,根据电路图连线,按一定顺序一一检查安装好的线路,由此,可比较容易查出错线和少线?(2) 按照实际线路来对照原理图电路进行查线?这是一种以元件为中心进行查线的方法?把每个元件引脚的连线一次查清,检查每个去处在电路图上是否存在, 这种方法不但可以查出错线和少线,还容易查出多线?为了防止出错,对于已查过 的线通常应在
37、电路图上做出标记,最好用指针式万用表“欧姆1”档,或用数字万用表的“二极管档”的蜂鸣器来测量元器件引脚,这样可以同时发现接触不良的地方?2. 器件的安装情况(1) 检查元器件引脚之间有无短路,连接处有无接触不良,二极管的极性和集成 元件的引脚是否连接有误?(2) 电源供电,信号源连接是否正确?(3) 电源端对地是否有短路的现象?注:在通电前,断开一根电源线,用万用表检查电源端对地是否存在短路?若电路经过上述检查,并确认无误后,就可以转入调试?调试把经过准确测量的电源接入电路 ?观察有无异常现象,包括有无冒烟,是否有 异味,手摸器件是否发烫,电源是否有短路现象等?如果出现异常,应立即断电源, 待
38、排除故障后才能再通电?然后测量各路总电源电压和各器件的引脚的电源电压 , 以保证元器件正常工作?5.4技术指标测量稳压系数的测量测量稳压系数,先调节自藕变压器使输入的电压增加10%即UI =242V,测量此时对应的输出电压Ud为12.06V;再调节自藕变压器使输入减少10%,即U =198V,测量此时对应的输出电压 U(2为11.95V,然后测量出U =220V时对应的输出电压 Uo,则稳压系数为(5.1)Sr U。12035 4.58%UI UI242 19812纹波电压的测试用示波器测量Uo的交流分量峰峰值(此时示波器输入通道采用交流耦合 AC), 通过示波器观察得Uop-p在45mV之间
39、,则纹波系数为5mV727100% 0.04%(5.2)第6章误差分析6.1输出电压的误差计算对作出的实物进行通电,测量其输出电压,分别为+12.05V和-12.06V,则输出 误差为+Vcc%=(12.05-12.00)/12.00=0.42%-Vcc%= | -12.06-(-12.00)| /12.00=0.5%6.2误差分析综合分析可以知道在测试电路的过程中可能带来的误差因素有:(1)?元件本身存在误差;?焊接时,焊接点存在微小电阻;?万用表本身的准确度而造成的系统误差;?读数误差;(5) ?测得输出电流时接触点之间的微小电阻造成的误差;?电流表内阻串入回路造成的误差;?测得纹波电压时
40、示波器造成的误差;(8) ?示波器本身的准确度造成的误差?6.3改进方法(1) ?减小接触点的微小电阻;?测量纹波时示波器采用手动同步;?采用更高精度的仪器去测量;?读数时采用正确的读数方法?第7章心得体会这次课程设计给我带来了很大的收获,让我学到了很多,不仅掌握了简单的电 子电路的设计与制作,也掌握了一些芯片的原理与作用?在制作电路时,我深深体会 到连接电路时一定要认真仔细,而且要确保每条导线接触良好?在接电路之前,一定 要把电路的原理搞清楚,通过查资料把电路中的每个元件的作用弄明白和把每个芯 片的管脚的功能弄清楚,明白每个元件的各个管脚与它哪里相对应,其实最主要的 是要搞清楚元件与元件之间
41、的连接关系,它们接在一起可以实现哪些功能,明白后, 就可以去接电路了 ?接线时不仅要仔细并且还要有耐心,不能急于求成,只要做到了 这些才能保证电路成功率比较高?在电路设计中,我觉得电路检查是非常重要的一步,从中我们可以学到很多东西,可以提高自己发现问题解决问题的能力,使自己的动手能力有一定的提高?具体检查方法我在这里列出几种:1.看电路中是否有短路 断路现象,用万用表的二极管档测试线路是否接通或接触良好;2.电路中元件是否接错,管脚的接法是否正确 3如果再有问题,可以用万用表测试芯片的管脚,如果有 问题,那就是芯片的问题了 ?在检查线路时一定要有耐心,不要因为麻烦就放弃,那是 对自己的一种不负
42、责?遇见错误要一步一步的按照原理图来,先一步一步的测试,然后整体测试?不要没顺序没条理,这里测一下那里测一下,最后又什么都没查出来,那 样既浪费了时间又浪费了精力?在做板子的过程中,没有几个人可以是一次性成功 的,都是经过反反复复的检查最后才成功的所以,我们一定要学会检查电路的方法? 我在做电路板时,我还希望出现问题,因为每出现一个新问题都将促使我去查资料,那样我可以学到更多的东西?怎样看电路图以前是我们学习模拟电子技术的一大难题?为了提高且掌握看图?识图?分析图的方法和技巧,我们特地从图书馆借阅了一组专题文章,结合实际 制作项目,详细了解各类电路图的基本原理和分析方法,内容包括电源?放大?振
43、荡?变频?调制解调?检波?测量?显示?控制等主要单元电路,并在此基础上举一反三, 不断提高自己的看图?识图和分析电路图的能力?通过模拟电子技术课程设计,我还了解了电子产品设计的一般过程,掌握电子 线路设计的基础方法和一般过程,能用仿真软件对电子线路进行仿真设计,能用Portel等软件绘制PCB图,掌握了电子电路的调试方法,能独立解决设计与调试过程 中出现的一般问题,能正确选用元器件与材料,能对所设计电路的指标和性能进行 测试并提出改进意见,能查阅各种有关手册和正确编写设计报告 ?本次设计得到了陆秀令老师?李祖林老师和室友的大力支持,在此一并致谢! 限于本人的能力和水平,加上时间仓促,错误和不妥之处在所难免,望老师批评和指 正?参考文献1 谢自美电子线路设计实验测试(第二版).武汉:华中科技大学出版 社,2003.2 康华光.
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