半導(dǎo)體直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)和測試.doc

課程設(shè)計(jì)說明書課題名稱：半導(dǎo)體直流穩(wěn)壓電源專業(yè)：自動化班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)老師：模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書系：電氣與信息工程系年級：專業(yè)：指導(dǎo)教師姓名學(xué)生姓名課題名稱半導(dǎo)體直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)和測試內(nèi)容及任務(wù)一、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求設(shè)計(jì)一個(gè)能輸出+12V/+5V的直流穩(wěn)壓電源；擬定測試方案和設(shè)計(jì)步驟；根據(jù)設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)好電路，選好元件及參數(shù)；繪出原理圖和印制板圖；在萬能板上連接電路；測量直流穩(wěn)壓電源的內(nèi)阻；測量直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓系數(shù)、紋波電壓；撰寫設(shè)計(jì)性報(bào)告。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容選擇設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真；計(jì)算并選擇電路元件，進(jìn)行實(shí)物設(shè)計(jì)；調(diào)試并檢測電路三、技術(shù)指標(biāo)電源輸出電壓為+12V，+5V；輸入電壓220V,最大輸出電流為Iom=500mA；紋波電壓小于等于5mA；穩(wěn)壓系數(shù)Sr小于等于5.進(jìn)度安排起止日期設(shè)計(jì)內(nèi)容布置設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱資料設(shè)計(jì)方案論證，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)仿真計(jì)算并選擇電路元件，進(jìn)行實(shí)物設(shè)計(jì)電路調(diào)試與檢測主要參考資料康華光主編，電子技術(shù)基礎(chǔ)，模擬部分謝自美主編，電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測試答辯成績指導(dǎo)教師評閱意見目錄第1章設(shè)計(jì)內(nèi)容1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容1.2設(shè)計(jì)要求與技術(shù)指標(biāo)1.3設(shè)計(jì)流程第2章設(shè)計(jì)方案2.1方案的總體分析2.2方案的確定第3章電路圖3.1直流穩(wěn)壓電源原理3.2PCB印制版圖第4章電路的調(diào)試與檢測4.1調(diào)試前的檢測4.2調(diào)試4.3技術(shù)指標(biāo)的測量第5章誤差分析5.1測量數(shù)據(jù)5.2計(jì)算誤差5.3誤差分析第6章心得體會元件清單參考文獻(xiàn)第一章設(shè)計(jì)內(nèi)容1第一章設(shè)計(jì)內(nèi)容1.1設(shè)計(jì)目的（1）、學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法；（2）、研究直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案；（3）、掌握直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓系數(shù)和內(nèi)阻測試方法；1.2設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)1.2.1設(shè)計(jì)要求：1)、設(shè)計(jì)一個(gè)能輸出正負(fù)12V的直流穩(wěn)壓電源；2)、擬定測試方案和設(shè)計(jì)步驟；3)、根據(jù)設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)好電路，選好元件及參數(shù)；4)、繪出原理圖和印制板圖；5)、在萬能板上連接電路。6)、測量直流穩(wěn)壓電源的內(nèi)阻；7)、測量直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓系數(shù)、紋波電壓；8)、撰寫設(shè)計(jì)性報(bào)告。1.2.2技術(shù)指標(biāo)：、電源輸出電壓為+12V，+5V；、輸入電壓220V、最大輸出電流為Iom=500mA；、紋波電壓小于等于5mV；、穩(wěn)壓系數(shù)Sr小于等于5.1.3設(shè)計(jì)流程:1.3.1設(shè)計(jì)電路框圖如圖所示:1uto交流電網(wǎng)電壓t2uotoRutoFutooU變壓電路整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路直流電壓圖1-1第二章設(shè)計(jì)方案2第二章設(shè)計(jì)方案2.1方案的總體分析在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。小功率穩(wěn)壓電路的組成是由變壓器，整流，濾波和穩(wěn)壓電路等四部分組成。電源變壓器將交流電網(wǎng)220V的電壓變?yōu)樗枰碾妷褐担缓笸ㄟ^整流電路將電壓變?yōu)槊}動的直流電壓。由于此脈動的直流電壓還含有較大的波紋，必須加以濾波電路濾除，從而得到平滑的直流電壓。這樣就可以在電網(wǎng)電壓波動，負(fù)載和溫度變化的時(shí)候，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。2.2方案的確定2.2.1電源變壓器：電源變壓器的作用是將220V的交流電壓V1變換成整流濾波電路所需要的交流電壓V2。變壓器副邊與原邊的功率比為P2/P1=式中，為變壓器的效率。一般小型變壓器的效率如表所示。小型號變壓器的效率表2-1副邊功率AVP2101030308080200效率0.60.70.80.852.2.2整流電路的確定：整流電路將交流電壓變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。圖2.1第二章設(shè)計(jì)方案46如圖2.1所示，整流二極管D1D4組成單相橋式電路,將交流電壓V2變成脈動的直流電壓，再經(jīng)過濾波電容C濾除紋波電壓Vi。Vi與交流電壓V2的有效值V,2的關(guān)系為22.11.1VVi（2.1）每只二極管承受的最大反向電壓22VvRM通過每只二極管的平均電流(2.2)式中,R為整流濾波電路的負(fù)載電阻。單相橋式整流電路電路圖如下所示：橋式整流電路輸出波形及二極管上電壓波形RVIIRD245.021u1u2+TD4D2D1D3RLu0第二章設(shè)計(jì)方案472.2.3濾波電路的確定：通常認(rèn)為：濾波電容越大越好。這是因?yàn)檎魈匦耘c時(shí)間常數(shù)RL*C的值有關(guān)，它的數(shù)值越大，電容放電越慢，濾波效果越好。它為電容C提供放電回路，RC放電時(shí)間常數(shù)應(yīng)滿足:2/53,TRC(2.3)式中T為50Hz的交流電壓的周期，即20ms。由式2.3可知，濾波電容C1（35）T/2R，T=1/50=0.02s,RLV2/Iomax=15/0.5=30，所以C11667uF,取C1=2200uF。為了防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩和抑制電路引入的高電頻，電路中接入C2=0.1uF，C3=470uF電容的作用是瞬時(shí)增減負(fù)載電流時(shí)不會引起輸出電壓有較大的波動。濾波原理:交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動直流，其中既有直流成分又有交流成份。濾波