0-15V直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案電子電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告課題名稱：0-15V 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)專業(yè):班級(jí):姓名及學(xué)號(hào):目錄摘要3一、設(shè)計(jì)目的4二、總體設(shè)計(jì)思路42.1直流穩(wěn)壓電42.1.142.1.2采用三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器電路的方案 5三、電路方案及其計(jì)算過(guò)程 53.1整流電路模塊53.2濾波電路模塊53.3穩(wěn)壓電路模塊63.4補(bǔ)償電路模塊73.5計(jì)算過(guò)程83.6設(shè)計(jì)電路原理圖10四、軟件的仿真與調(diào)試 114.1無(wú)負(fù)載電壓的 MULTISIM仿真與調(diào)試 114.2有負(fù)載電壓的 MULTISIM仿真與調(diào)試 124.3調(diào)節(jié)負(fù)載，電流為1.5A時(shí)輸出電壓的Multisim仿真與調(diào)試12五、實(shí)物圖.13六、 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)

2、 13摘要本文設(shè)計(jì)的是量程為在015V可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源，輸出最大 電流為1.5 A。并且采用三端集成穩(wěn)壓器電路，用輸出電壓可調(diào)且內(nèi) 部有過(guò)載保護(hù)的三端集成穩(wěn)壓器，輸出電壓調(diào)整范圍較寬，設(shè)計(jì)一電 壓補(bǔ)償電路可實(shí)現(xiàn)輸出電壓從 0V起連續(xù)可調(diào)，該穩(wěn)壓電源具有性能 穩(wěn)定結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單電壓、電流指標(biāo)精度高調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)？。關(guān)鍵詞：整流，穩(wěn)壓，可調(diào)，補(bǔ)償電壓。精彩文檔一. 設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1、用集成芯片制作一個(gè)015V的直流電源。2、輸出最大電流為1.5 A。二. 總體設(shè)計(jì)思路2.1直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)思路2.1.1直流可變穩(wěn)壓電源一般由整流變壓器，整流電路，濾波器，穩(wěn)壓環(huán)節(jié)和 計(jì)數(shù)顯示電路組成如下圖a所示

3、。團(tuán)2穩(wěn)壓電湧實(shí)臥思賂團(tuán)(1) 首先將交流電源電壓變?yōu)榉险餍枰碾妷?2) 將交流電壓變換為單向脈沖電壓， 直流脈動(dòng)電壓經(jīng)過(guò)濾波電路變成平滑的、脈動(dòng)小的直流電壓，即濾除交流成分，保留直流成分，濾波電路一般有電容組成，其作用是把脈動(dòng)直流電壓中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓。(3) 穩(wěn)壓電路就是在交流電源電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)時(shí)使直流輸出電壓穩(wěn)定。(4) 在穩(wěn)壓電路中加入補(bǔ)償電壓實(shí)現(xiàn)可以從0v開(kāi)始調(diào)節(jié)。2.1.2采用三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器電路的方案。它采用輸出電壓可調(diào)且內(nèi)部有過(guò)載保護(hù)的三端集成穩(wěn)壓器，輸出電壓調(diào)整范圍寬，此穩(wěn)壓器的基準(zhǔn)電壓是1.25V，而要求電壓從0V起連續(xù)可調(diào)，因此需要

4、設(shè)計(jì)電壓補(bǔ)償電路才可實(shí)現(xiàn)輸出如圖b所示電路圖b穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)圖樞.電路方案及其計(jì)算過(guò)程3.1整流電路模塊該模塊主要利用二極管的單向?qū)щ娦越M成整流電路，將交流電壓變換為單方向脈動(dòng)電壓。實(shí)現(xiàn)方法主要是單相橋式整流：?jiǎn)蜗鄻蚴秸麟娐啡鐖D3(a)。由圖可見(jiàn)，U2正半周D1、D4導(dǎo)通，D3、D2截止，在負(fù)電阻R上形成上正下負(fù)的脈動(dòng)電壓；而在 U2負(fù)半周時(shí)，D2、 D3導(dǎo)通，D1、D4截止，在RL上仍形成上正下負(fù)的脈動(dòng)電壓。如果忽略二極管內(nèi)阻, 有Uo MJ2。橋式整流電路波形如圖3 (b)所示。正負(fù)半周均有電流流過(guò)負(fù)載， 而且電路的方向是一致的，因而輸出電壓的直流成分提高，脈動(dòng)成分降低。單相橋式整流電路主

5、要參數(shù)：輸出直流電壓O(AV)U,，二極管正向平均電流ID(AV),二極管最大反向峰值電壓 URM。橋式整流電路解決了單相整流電路存在 的缺點(diǎn)，用一次級(jí)圈的變壓器，達(dá)到了全波整流的目的。1B4B421電路圖Uo3.2濾波電路模塊該模塊實(shí)現(xiàn)降低輸出電壓的脈動(dòng)成分，盡量保留直流成分的功能。利用電容和電感的濾波作用達(dá)到降低交流保留直流成分的目的。UDIO 10-MV -處.2亠帀(b)謔波后輸出的波形圖4卑栢祈式整流電容；慮技電洛如圖4所示為單相橋式整流電容濾波電路。利用電容的儲(chǔ)能特性，使波形平滑，提高直流分量，減小輸出波紋，其輸出波形如圖4（b）所示。電容濾波有以下特點(diǎn)： 加入濾波電容后，輸出電壓

6、的直流成分提高，脈動(dòng)成分減小。 電容濾波放電時(shí)間常數(shù)（L= RC）越大，放電過(guò)程越慢，輸出 直流電壓越高，紋波越小，效果越好。為了獲得較好的濾波效果， 一般選擇電容值滿足LRC（35）/2T,此時(shí)，輸出電壓的平均值=1.2 O2UU < 電容濾波電路的輸出電壓隨輸出電流的增大而減小，所以電容 濾波適合于負(fù)載電流變化不大的場(chǎng)合。3.3穩(wěn)壓電路模板在設(shè)計(jì)中，常利用電容器兩端的電壓不能突變和流過(guò)電感器的電流不能突變的特點(diǎn)，將電容器和負(fù)載電容并聯(lián)或電容器與負(fù)載電阻串聯(lián)， 以達(dá)到使輸出波形 基本平滑的目的。選擇電容濾波電路后，直流輸出電壓： Uo1=（1.11.2）U2， 直流輸出電流：（12是變

7、壓器副邊電流的有效值），穩(wěn)壓電路可選集成三端穩(wěn)壓 器電路。穩(wěn)壓電路原理電路見(jiàn)圖 7aid & a4bi4.iaLSdi«i4 &D6' 1M40-01：U1：:LM317AH3.4補(bǔ)償電壓模板在設(shè)計(jì)當(dāng)中采用三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器電路。它采用輸出電壓可調(diào)且內(nèi)部有過(guò)載保護(hù)的三端集成穩(wěn)壓器，輸出電壓調(diào)整范圍寬，此穩(wěn)壓器的基準(zhǔn)電壓是1.25V，而要求電壓從0V起連續(xù)可調(diào)，因此需要設(shè)計(jì)電壓補(bǔ)償電路才可實(shí)現(xiàn)輸， 337系 列穩(wěn)壓器輸出為可調(diào)的負(fù)電壓，可調(diào)范圍為 2.5V36V，最大輸出電流為1.5A，因此，可以用LM337組成一個(gè)負(fù)電壓補(bǔ)償電路。補(bǔ)償電路原理電路如圖所示:U2

8、UUI337H:-1-一1IM&31''Uf 'LM31IFAHVira - - VcHjta£l>-Hi ,-,.ZZIWpF3.5計(jì)算過(guò)程(1)根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的性能指標(biāo)，選擇集成三端穩(wěn)壓器。因?yàn)橐筝敵鲭妷嚎烧{(diào)，所以選擇三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器，可調(diào)式集成穩(wěn)壓器，常見(jiàn)主要有CW317、CW337、LM317、LM337 。 317系列穩(wěn)壓器輸出連續(xù)可調(diào)的正電壓，337系列穩(wěn)壓器輸出連可調(diào)的負(fù)電壓，可調(diào)范圍為2.5V36V，最大輸出電流 為1.5A。穩(wěn)壓內(nèi)部含有過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)電路，具有安全可靠，性能 優(yōu)良、不易損壞、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。其電壓調(diào)整率和電

9、流調(diào)整率均優(yōu)于固定式集 成穩(wěn)壓構(gòu)成的可調(diào)電壓穩(wěn)壓電源。輸出電壓表達(dá)式為：Uo U32(1 氏)1.25(1 區(qū))R1R1式中，1.25是集成穩(wěn)壓塊輸出端與調(diào)整端之間的固有參考電壓 ，此電壓加于給 定電阻兩端，將產(chǎn)生一個(gè)恒定電流通過(guò)輸出電壓調(diào)節(jié)電位器， 一般使用精密電位 器，與其并聯(lián)的電容器C可進(jìn)一步減小輸出電壓的紋波。輸出電壓可調(diào)范圍：1.25V37V輸出負(fù)載電流：1A。能滿足設(shè)計(jì)要求，故選用LM317組成穩(wěn)壓電路。(2 )選擇電源變壓器1)確定副邊電壓U2:根據(jù)性能指標(biāo)要求：Uomin=3V Uomax=15V 又 t Ui-Uomax > (Ui-Uo)min Ui-Uoin <

10、; (Ui-Uo)max 其中：(Ui-Uoin ) min=3V ， (Ui-Uo)max=40V 二 12V <Ui <43V此范圍中可任選:Ui=14V=Uo1根據(jù)Uo仁（1.11.2）U2可得變壓的副邊電壓：2）確定變壓器副邊電流12:/ Io仁Io又副邊電流12=（1.5 2）101 取 IO=IOmax=800mA 貝U I2=1.5*O.8A=1.2A（3）選擇整流電路中的二極管查手冊(cè)選整流二極管IN4007，其參數(shù)為：反向擊穿電壓 UBR=50V>17V最大整流電流IF=1A>0.4A濾波電路中濾波電容的選擇濾波電容的大小可用下式求得。1）求4 Ui:根

11、據(jù)穩(wěn)壓電路的的穩(wěn)壓系數(shù)的定義：設(shè)計(jì)要求厶Uo <15mVUo=+6V +9VUi=15V代入上式，則可求得 Ui最大整流電流IF=1A>0.4A2）濾波電容C設(shè)定 Io=Iomax=0.8A , t=0.01S 則可求得 C。（5 ）補(bǔ)償電路1.25V是集成穩(wěn)壓塊輸出端與調(diào)整端之間的固有參考電壓，但由于計(jì)算中存在的微小誤差使得不能用-1.25V，所以使用-2v與電阻串聯(lián)再用穩(wěn)壓二極管，這樣使得電壓能與集成穩(wěn)壓塊電壓相抵消才，從而使得電壓能從Ov開(kāi)始調(diào)節(jié)3.6設(shè)計(jì)電路原理圖r - a 8 b - j -= - 1b 1 " 1 & -b-1-JO_C$ I -ZZW

12、pFiiuoei inI M21 /AHVin - - Vn-jt . -*n_h -四、軟件的真與試4.1無(wú)負(fù)載時(shí)的Multisim仿真與調(diào)試仿真與調(diào)試4.2有負(fù)載時(shí)電壓的MultisimJW11FI4BF£I I V14.3調(diào)節(jié)負(fù)載，電流為1.5A時(shí)輸出電壓的Multisim 仿真與調(diào)試五、實(shí)物圖六、課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，使我們更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)模擬電子技術(shù)方面的知 識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中雖然遇到了一些問(wèn)題， 但經(jīng)過(guò)一次又一次的思考，一遍又一遍 的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不 足。實(shí)踐出真知，通過(guò)親自動(dòng)手操作，使我們掌握的知識(shí)不再是紙

13、上談兵。過(guò)而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不 斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測(cè)調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過(guò)而能改，善莫大 焉”的知行觀。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最后 在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過(guò)程中， 一定要 不懈努力，不能遇到問(wèn)題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在， 然后 一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊 斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得 到社會(huì)及他人對(duì)你的認(rèn)可！我認(rèn)為，在這次實(shí)訓(xùn)中，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在各種其它 能力上也都有了提高。更重要的是，在實(shí)訓(xùn)中，我們學(xué)會(huì)了很多學(xué)習(xí)的方法。而 這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對(duì)社會(huì)的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí) 踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對(duì)于我們的將來(lái)也有很大的幫助。以后，不管有多苦， 我想我們都能變苦為樂(lè)，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國(guó)提倡 的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后變的更加成熟， 會(huì)面對(duì)需要面對(duì)的 事情?；仡櫞舜握n程設(shè)計(jì)，我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以說(shuō)得 是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的 知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)