直流稳压电源课设报告

直流稳压电源课设报告《电子电路设计与制作》课程设计设计题目：直流稳压电源设计系部：电子信息工程学院专业班级：自动化姓名：张凯伦学号：指导教师：冉小英《直流稳压电源》课程设计报告《直流稳压电源》课程设计报告直流稳压电源广泛应用于各种电子产品，不同的电路对电源的要求是不同的。电子设备中的电源一般由交流电网提供。变直流稳压电源由交流以实现将220v的交流电压经过整流，滤波，稳压最终可实现输出+12V,-12V,+15V,-15V四路电压的直流稳压电源。本设计的主要内容是围绕着如何设计和实现各个部分而展开的。首先介绍了稳压电源的设计方法，然后介绍了各单元电路设计仿真。关键词：直流稳压；交流电流；整流；滤波；稳压直流稳压电源是电子系统中不可缺少的设备之一，也是模拟电路理论知识的基本内容之一。完成一个直流稳压电源的设计，并进行安装调试，既可以达到对模拟电路理论知识的较全面的运用，也能掌握模拟电路的实际安装调试技术，具有很好的实用价值。二、设计任务、技术指标和要求完成一个直流稳压电源的理论设计，并用EWB进行模拟仿真测试，符合技术指标要求后再进行安装调试。其技术指标要求为：(1)共有4路直流输出电源：±15V/1A、±12V/100mA;(2)电压调整率：S≤0.2%(输入电压～220V,变化±10%,满载);(3)负载调整率≤1%(输入电压～220V,空载到满载);(4)纹波抑制比≥35dB(输入电压～220V,满载)。三、方案的选择通过我们模拟电子技术理论课的学习我们知道，单相交流电要经过电源变压器、整流电路、滤波电路还有稳压电路才能转换成稳定输出的直流电压。它的总体功能方框图和各个电路部分输出电压的波形如下1图和图2所示：(图1,直流稳压电源总体功能框图)uu3(图2,各个电路部分输出电压波形)为输入的220V电压波形；(e)最后输出的直流稳压电源波形。我们知道，直流电源的输入为220v的市电，因而需要电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。变压器副边电压经过整流电路从交流电压转换为直流电压，为较小电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，是输出电压平滑。最后通过稳压电路，使输出直流电压基本不受电网电压波动的影(1)硅稳压管并联式稳压电路。这种电路结构简单，但输出电压固载力小。(2)串联反馈式线性稳压电源。这种电路的输出电源的稳定性、负载能力和可调节性都较好。(3)三端集成稳压器。这种电路实质是第(2)种电路的集成化和所以选择第三种方法。四、各个部分的设计，有关参数计算和元器件的确定《直流稳压电源》课程设计报告3(图3,输出+15V和—15V电源稳压部分的设计图)②输出+12V和-12V的电源的稳压部分的设计如下：(图4,输出+12V和—12V电源稳压部分的设计)因为我选用两个稳压支路并联的方式，所以其稳压部分是分为两部分的(如上所示)。由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出UI会随着变化。因此，为了维持输出电压UI稳定不变，需加一级稳路的作用是当外界因素(电网电压、负载、环境温度)发生变化时，能使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能集成稳压器的类型很多，在小功率稳压电源中，普遍使用的是三端稳压器。按输出电压类型可分为固定式和可调式，此外又可分为正电压输出或负电压输出两种类型。根据本课题的要求，要求输出四路电压，必须使《直流稳压电源》课程设计报告4《直流稳压电源》课程设计报告压的稳定值。格所示：图中各器件的作用：①R1,R2,R3,R4的作用是均分来自前一部分的电压。出怒低电压。要有电容用以抵消输入线较长时的电感效应，以防止电路产生自激震荡，根据书中所说，该电容较小，一般小于1uf,和书中一致，我选择0.33uf的电容。还要有电容消除输出《直流稳压电源》课程设计报告5《直流稳压电源》课程设计报告电压中的高频噪声，可以选小于1uf的电容，也可以几微法甚至几十微法的电容，以便输出较大的脉冲电流。同样我根据书中要求选择了0.22uf的电容。2、电源变压器的选择在电路中电源和变压器部分设计图形如图(5)所示：(图5,电源和电压部分的设计图形)如前面所说，选择三端稳压器的输入端直流电压为20V,其中稳压部分前四个阻值为1000欧姆的电阻的作用是为了分压，将从前一部分输入的电压平均分为两部分，所以选择的变压器必须满足这一要求，是220v即，变压器原边与副边的比为4.4:1。这个变压器的原因是因为该型号变压器可以任意改变其原副边的匝数比，根据规则变压器属性对话框中的具体改法如图(6)所示：《直流稳压电源》课程设计报告6(图6,变压器原副变匝数的调整)(图7,整流和滤波部分的设计图形)1)整流电路参数穿电压URM?70V,额定工作电流ID?4A?l0max,故整流桥选用1G4B42。2)滤波电路参数:(图8,二极管导通角θ)μF/36V可满足五、总体电路图以及在仿真软件中的元器件的找寻路径确定已经在以上的部分给出了解释。《直流稳压电源》课程设计报告8《直流稳压电源》课程设计报告(图9,总体电路图)具体所需大小的电容。器。⑦接地端：Sources→POWER_SOURCES→GROUND。电源变压器测试图如下：(图10,电源变压器部分测试图)在变压器初级接入220V/50HZ的交流电，用示波器观察变压器输入、输出电压Vi、VO的波形。(图11,示波器XSC1的波形)十(图12,示波器XSC2的波形)其中幅度大的为输入电压Vi波形，幅度小的为经电源变压器以后的输出电压Vo的波形。可见经变压器后220V正弦信号变为所需电压值。(2)整流电路部分。(图13,整流电路的测试图)《直流稳压电源》课程设计报告11②整流电路的测试波形如下(两个示波器的波形):(图14,示波器XSC1的波形)(图15,示波器XSC2的波形)《直流稳压电源》课程设计报告12(3)、滤波电路部分。其测试图和测试所得波形如下：(图17,滤波电路测试波形)《直流稳压电源》课程设计报告14(4),稳压部分电路。连接稳压电路，如下图所示，用示波器检测器输出两端的波形，(图18,稳压部分测试图)(图19,稳压部分测试波形，示波器XSC1的示数)《直流稳压电源》课程设计报告15(图20,稳压部分测试波形，示波器XSC2的示数)万用表XMM1-XMM4的电压示数如下:(图21,万用表示数)《直流稳压电源》课程设计报告16由示波器图形可知经过稳压部分以后将不太稳定的波形转变为稳定的波形。由万能表示数可知，所设计的电路满足了4路电压输出的幅值要求。七、心得体会在做课程设计之前曾在模电实验中接触过集成直流稳压电源，对直流稳压电源的设计有一定的了解。我选择了模拟电子课程设计中要做直流稳压电源的课题时还暗自高兴这是个自己比较熟悉的项目。但在看到要求时电压，这是比较容易做到的，而本次设计要求输出电压为四档，并且要用做课程设计对从没经验的我并不是简单的事。为完成这次设计我查阅了很多资料和书籍，我发现查资料也是一门学问，要会查才能找到你所需的内容，我在图书馆查阅了相关的电子设计和电源设计书籍，同时也大量的浏览了网络资源，随着了解的深入对设计有在设计中我也遇到了困难，在仿真环节中由于对软件的使用不熟练，很多仿真都没有成功，并且由于时间关系没有对仿真软件进行进一步的学习，这让我觉得很可惜，以后一定会找时间补一下仿真软件方面的知识，以免以后做课设是让同样的问题难倒我。但总体上比没有做课设之前还是有了一定的进步。因为有模拟电子技术基础的知识，就像我们模电教材上电路都加一些保护电路，所以我本来想给三端稳压器和滤波电路再加上一些保护电路，但是由于有些问题没搞明白，导致我在给电路加保护元器件的时候仿真总是出错，所以我最后并没有给电路加任何的保护电路。毫无疑问，在实际的运用中加上保护电路一定比不加好，这点还是我要进一步搞明白的。通过课设，我发现在模电实验中我出现了几处小错误，通过本次设计使我知道自己当初错在了哪里，也知道该如何改正，但很可惜本次设计不能进行实物操作。我想如果可以进行实物操作同学们的了解一