上海大学生产实习5V直流稳压电源设计报告材料

1、实用文档文案大全生产实习设计报告5V 直流稳压电源仿真及制作上海大学机自学院自动化系电气工程及其自动化姓名:*/学号:*指导老师:*2016年7月7日实用文档文案大全目录第 1 章直流稳压电源简介 .11.1 定义.11.2 直流稳压电源的构成.11 3 直流稳压电源的分类.1第 2 章直流稳压电源的设计及仿真 .22.1 设计目的及要求.22.2 设计步骤及思路.22.2.1直流稳压电源设计思路 .22.2.2直流稳压电源原理 .22.3 方案论证仿真 .32.3.1总体方案确定 .32.3.2各过程仿真及确定 .42.3.3总体电路图 .10第 3 章直流稳压电源制作 .103.1 元器件

2、选择和电路参数计算说明 .1 03.2 电源制作及实物图. 11心得体会.13第1章直流稳压电源简介1.1 定义稳压电源是能为负载提供稳定交流电源或直流电源的电子装置。包括交流稳压电源和直流稳压电源两大类。本报告讨论直流稳压电源的仿真与设计。实用文档文案大全直流稳压电源是一种利用市电为小型电子设备 （负载）供电或充电，能为其提供稳定 直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源， 当交流供电电源的 电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压基本能够保持稳定。1.2 直流稳压电源的构成许多电子产品如电视机、电子计算机、音响设备等都需要直流电源，电子仪器也 需要直流电源，实验室更需要独

3、立的直流电源。为了提高电子设备的精度及稳定性，在直流电源中还要加入稳压电路，因此称为直流稳压电源。典型的直流稳压电源主要 由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等几部分构成。电源变压器把50Hz50Hz的交流电网电压变成所需要的交流电压；整流电路用来将交流电变换为单向脉动直流 电；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电流中的交流成分（即波纹电压），是指成为平滑的直流电；稳压电路的作用是当输入交流电网电压波动、负载及温度变化时，维持输出直流电压的稳定。1.3 直流稳压电源的分类目前生产直流稳压电源种类很多，可以从不同的角度分类：1,1, 依稳定方式：参数型（如稳压管+ +电阻）、反馈型（如调整管+

4、 +差放）；2,2, 依工作状态：线性电源、开关电源；3,3, 依连接方式：串联型、并联型。4,4,按作用器件：电子管稳压器、稳压管稳压器、晶体管稳压器、可控硅稳压器 等。第2章直流稳压电源的设计及仿真2.1 设计目的及要求（1 1）学习基本理论在实践中综合运用的初步体验，掌握模拟电路设计的基本方 法、设计步骤，培养综合设计与调试能力；（2 2）培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力；实用文档文案大全（3 3）设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数；2.2 设计步骤及思路2.2.1 直流稳压电源设计思路1电网供电电压交流 220V220V （有效值）50Hz50Hz,要获得低压直流输

5、出，首先必须采 用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。2降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电， 但其幅度变化大（即脉动 大）3由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。4滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定 直流电压输出，供给负载RL。2.2.2 直流稳压电源原理直流稳压电源是一种将 220V220V 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，见图2.12.1 和图 2.22.2。实用文档文案大全2.3 方案论证仿真2.3.1 总

6、体方案确定老师给出 5V5V 或 3.3V3.3V 电源可供选择，我选择制作 5V5V 稳压电源。查阅资料得知, 总体方案有两种，即方案一:采用集成运放和分立元件组成的串联式直流稳压电源;万案一:采用三端集成稳压电路实现。比较下来，方案一电路简单，容易实现，成本低，可以达到技术要求，与所学的知识结合紧密；方案二电路比一更简单，采用三端集成稳压芯片更易实现，成本低，能达到技术要求，但与所学知识结合不紧密，有违老师让我们制作的初衷。所以我决 定采用方案一。实用文档文案大全2 3 2 各过程仿真及确定1 1,电源变压器：是降压变压器，它将电网 220V220V 交流电压变换成符合需要的交流电压，并送

7、给整流电路，变压器的变化由变压器的副边电压确定。因为想要制作5V5V稳压电源，所以选择变压到 6V6V （有效值）左右。图 2.32.3加变压器电路图图 2.42.4加变压器后的波形比较实用文档文案大全由图中可以看出，经变压器后，电压峰值降至8.576V8.576V 左右，换算成有效值即为6.064V6.064V，符合要求。2 2，整流电路：利用单向导电元件，把 50Hz50Hz 的正弦交流电变换成脉动的直流电 方案一：单相半波整流电路4III! 1TisneChanneE AChannel BT1T|4| 987.741 ms5.596 V5.096 VReverse12Sffi1.005

8、s8.639 Va.ii4v1T2-T117- 235 ms3HO42V3.01S VSave图 2.62.6 半波整流波形比较单相半波整流简单，使用器件少，它只对交流电的一半波形整流，只要横轴上面 的半波或者只要下面的半波。但由于只利用了交流电的一半波形，所以整流效率不高，而且整流电压的脉动较大，变压器的利用率低。由于半波整流电路只利用电源的正半 轴，电源的利用效率非常低，所以半波整流电路仅在高电压 . .小电流等少数情况下使 用，一般电源电路中很少使用。V2T2D3rYYYYY1 1 图 2.52.5半波整流电路图实用文档文案大全方案二：单相全波整流电路由于对 multisimmultis

9、im 软件的使用不是很熟练，无法找到中心抽头加到变压器的次级, 因而没有能够实现对全波整流的仿真，只能用理论波形图代替讨论。图 2.72.7 全波整流电路图使用的整流器件较半波整流时多一倍，整流电压脉动较小，比半波整流小一半 方案三：单相桥式整流电路实用文档文案大全图 2.92.9全桥整流电路图图 2.102.10 全桥整流波形分析：电源在正半周时，T1T1 次级上端为正下端为负，整流二极管 1313 端和 2424 端 导通，电流由变压器 T1T1 次级上端经过 13,2413,24 回到变压器 T1T1 次级下端：由图可以看出 在电源负半周时，T T1 1上端为负下端为正，整流二极管 14

10、14 和 2323 导通，电流由变压器 T1T1 次级下端经过 14,2314,23 回到变压器 B1B1 次级上端. .负载俩端的电压始终是上正下负， 其波形与全波时一致。实用文档文案大全使用的整流器件较全波整流时多一倍， 整流电压脉动与全波整流相同，每个器件 所承受的反向电压为电源电压峰值，变压器利用率较全波整流电路高。综合 3 3 种方案的优缺点：决定选用方案三。3 3,滤波电路：滤波电路分为电容和电感滤波，由于所设计的电源负载电流不大,图 2.122.12 滤波波形图比较由图中可以看出，经过滤波电压基本输出稳定的直流量，滤波效果较佳。4,稳压电路：虽然滤波后已经可以得到较为平整的直流电

11、压，但是其受到交流 电压及负载T1Time210.000 ims匚hannel A氐 669 VT2245,227 in6.689 VT2-T135,227 ms20.134 mVChannel Baiwmia:Reverse :B.579 Va.533VSave所以放弃电感滤波，选择电容滤波，并结合了课堂所学RCRC 滤波的知识，仿真如图:图实用文档文案大全变化的影响而不稳定，因此需要进行稳压。本次设计采用稳压二极管进行 稳压，仿真如图：实用文档文案大全Ti fZIJOTmeChannel AChannel B-MO. 000 ms5,009 V-773.697 uVReverse12(SB

12、464.521 m&5 mg V艮 548 VTE24-621 ms-9,969 uVB.S49 VSave图 2.142.14 稳压后的波形分析：图中可以看出经过稳压可以得到相当稳定的直流电压：1.2kQ :C2备_ 丰TOOnFtooojjrr：d :ilOOnf D2 Siokfl 1N473STA占y .，-T i .1N473SALED图 2.132.13 稳压电路图实用文档文案大全2.3.3 总体电路图第3章直流稳压电源制作3.1 元器件选择和电路参数计算说明1、变压器的选择在电容滤波的整流电路中，变压器次级线圈除供给负载电流外，还要向电容充电。 由于充电时的电流瞬时值很大

13、，因此通过变压器次级线圈的电流平均值虽然等于1 1=，但通过变压器次级线圈的有效值 1 12要比 1 1=大，1 12和 1 1=的关系决定于电流脉冲波型的形 状，波型愈小，有效值愈大。由于一般这种整流电路后面都要用稳压电路，因此估算 已能解决实际问题，而没有必要再作繁琐的精确计算。2、整流电路中的二极管的选择变压器的副边电压 U U2=8.5V=8.5V桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为： 8.58.5桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为：0.30.3查手册选整流二极管 IN4007IN4007，其参数为：反向击穿电压 UBR=1000V16V,UBR=1000V16V,最大整流

14、电流 IF=1.0A0.3AIF=1.0A0.3A3、滤波电路中滤波电容的选择参考查阅资料后可得电解电容采用 10001000F，瓷片电容采用 0.10.1 X。ABR35.6实用文档文案大全4、元器件清单实用文档文案大全元件规格数量变压器220V220V 转 6V6V1 1全桥二极管1N40071N40074 4电解电容1000H1000H1 1瓷片电容0.12 2接插头1 1电阻10K10K1 1电阻1.2K1.2K1 1电阻5.1K5.1K1 1LedLed1 1保险丝1 13.2 电源制作及实物图按照之前仿真的电路图进行制作， 在实际制作过程中，我在变压器原边加了保险丝以保护电路，防止

15、负载因为意外而损毁。并且在稳压二极管后串联一个ledled 灯来指示是否有电压，给人直观地印象。具体实物如图：实用文档文案大全DI略 AtS. Wtr却1环CttSWOl们1临 皑劉电源变压器6V探圳市才兴电干有期扯司图 3.13.1 正面图实用文档文案大全0OOCOO OOOOOOO o ： I - 1OOO0o0O0OOOOO I floooor JOOOOOOOOOJDOOO OQ 0 01J-OOOOOOOO Q - OCJOOCOOCQCiGG11I、GOOOOOOOOCJGCR-汗 JOOQOOOOOOCGf. / 识OOOOOOOOOOrx1* o JOO o oo o o QO

16、 c c C Jc OOOOOOOOOOOCOOOOOD( (o o o o o o o O 0o ：. C)ooooooooooooor9n oooooopooo-好卫o o o cDaI-，Z K.- M 图 3.23.2 反面图图 3.33.3 工作时亮灯指示图 3.43.4 工作电压 4.96V4.96V实用文档文案大全经万用表测试可得，工作电压为 4.96V4.96V心得体会本次的直流稳压电源的设计制作，培养了我综合应用课本理论解决实际问题的能 力；我觉得这次设计对我的帮助是很大的， 它需要我们将学过的理论知识与实际系统 地联系起来，加强我们对学过的知识的实际应用能力。在设计过程中，我通过查阅有关资料，与同学交流经验和自学等方式，使自己学 到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东 西,也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学 习工作生活有非常重要的影响