多路輸出直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)書(共15頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 舒崇亭 專業(yè)班級(jí)：電子科學(xué)與技術(shù)0702班指導(dǎo)教師： 李成軍 工作單位： 信息工程學(xué)院 題 目: 多路輸出直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 初始條件： 可選元件：變壓器/15W/±12V；整流二極管或整流橋若干，電容、電阻、電位器若干；根據(jù)需要選擇若干三端集成穩(wěn)壓器；交流電源220V，或自備元器件?？捎脙x器：示波器，萬用表，毫伏表要求完成的主要任務(wù): （1）設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)技術(shù)要求和已知條件，完成對(duì)多路輸出直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)、裝配與調(diào)試。（2）設(shè)計(jì)要求 要求設(shè)計(jì)制作一個(gè)多路輸出直流穩(wěn)壓電源，可將220V/50Hz交流電轉(zhuǎn)換為多路直流穩(wěn)壓電源輸出：

2、77;12V/1A，±5V/1A，一組可調(diào)正電壓+3+18V/1A。 選擇電路方案，完成對(duì)確定方案電路的設(shè)計(jì)。計(jì)算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。（選做：用PSPICE或EWB軟件完成仿真） 安裝調(diào)試并按規(guī)定格式寫出課程設(shè)計(jì)報(bào)告書。時(shí)間安排：1. 2009年1月4日集中，作課設(shè)具體實(shí)施計(jì)劃與課程設(shè)計(jì)報(bào)告格式的要求說明；2. 2009年1月5日至2009年1月6日，查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)電路的工作原理；3. 2009年1月7日至2009年1月8日，電路裝配與調(diào)試；4. 2009年1月9日撰寫設(shè)計(jì)說明書；5. 2009年1月10日上交課程設(shè)計(jì)成果及報(bào)告，同時(shí)進(jìn)行答

3、辯。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日目 錄摘 要1緒 論12設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)及要求22.1 設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求2 2.1.1 設(shè)計(jì)的任務(wù) 2 2.1.2 設(shè)計(jì)要求22.2 設(shè)計(jì)思想23 選定方案的論證及整體電路的工作原理33.1選定方案的論證3 3.1.1 選定變壓器的論證 2 3.1.1 選定整流橋的論證 2 3.1.1 選定集成穩(wěn)壓塊的論證 23.2整體電路的工作原理34單元電路的設(shè)計(jì)計(jì)算、元器件選擇及電路圖44.1電阻的計(jì)算44.2選擇電源變壓器的計(jì)算54.1選擇整流二極管及濾波電容的計(jì)算65測(cè)試結(jié)果并與理論指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析65.1測(cè)試結(jié)果與理論指標(biāo)的對(duì)比65

4、.1測(cè)試結(jié)果與理論指標(biāo)分析76 整體電路圖、元件及器件明細(xì)表76.1整體電路圖76.1元器件及器件明細(xì)87 成功的評(píng)價(jià)、本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和成在的問題并改進(jìn)意義97.1成果評(píng)價(jià)97.1本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)97.1存在的問題和改進(jìn)的意義10參考文獻(xiàn)10專心-專注-專業(yè)摘要直流穩(wěn)壓電源一般是由電源變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟姟Ｕ麟娐钒呀涣麟娮優(yōu)橹绷麟?。?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。本設(shè)計(jì)主要采用直流穩(wěn)壓構(gòu)成集成穩(wěn)壓電路，通過變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓過程將220V交流電，變?yōu)榉€(wěn)定的直流電，并實(shí)現(xiàn)可輸出±5V、±1

5、2V的電壓并且在+3+18V內(nèi)的可調(diào)。關(guān)鍵詞：變壓；直流；穩(wěn)壓 Abstract The direct current is steady to press the power supply general from power transformer, commutate the an electric circuit and steady ,press the electric circuit constitute.Transformer the low-pressure alternate current that electric voltage need when changing

6、into in exchanges in electricity in municipal.Commutating the machine change into the direct current to the alternate current.Through the an empress, it is steady to press the machine change into the stable direct current electric voltage exportation to the unsteady direct current electric voltage a

7、gain. The main adoption in this design is steady to press the slice constitutes to gather steady to press the electric circuit, passing to change to press, commutating, the wave steady ran over the distance an alternate current, change into the stable direct current, and realizes the electric voltag

8、e output ±5V, ±12V and can be adjustable in the +3+18 Vs. Key words: change to press ; direct current ;steady press 1 緒論人類社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入信息化時(shí)代，信息社會(huì)的發(fā)展離不開電子產(chǎn)品的發(fā)展。而現(xiàn)代電子產(chǎn)品又離不開電源、如果沒有一個(gè)好的直流電源，我們的大多數(shù)的電子產(chǎn)品將無法使用，現(xiàn)在在實(shí)際的電路中，需要的大多數(shù)是大于等于3V和小于18V的直流電，我們不可能去買干電池去滿足這一要求，為此我們的電子產(chǎn)品一定需要一個(gè)能把市電轉(zhuǎn)變成我們所需要的直流電的穩(wěn)壓電源。由于不同的

9、電子產(chǎn)品可能需要不同的電源，做可調(diào)電源就會(huì)使需不同電源的電子產(chǎn)品得到與它匹配的電源，從而使得它能正常工作，使它的工作效率達(dá)到最高。電源的優(yōu)劣將會(huì)決定電子產(chǎn)品的使用壽命，因此，我們需要的是高質(zhì)量的直流電源。2 設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)及要求2.1設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求2.1.1設(shè)計(jì)的任務(wù)根據(jù)技術(shù)要求和已知條件，完成對(duì)多路輸出直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)、裝配與調(diào)試。 2.1.2 設(shè)計(jì)要求 要求設(shè)計(jì)制作一個(gè)多路輸出直流穩(wěn)壓電源，可將220V/50Hz交流電轉(zhuǎn)換為多路直流穩(wěn)壓電源輸出：±12V/1A，±5V/1A，一組可調(diào)正電壓+3+18V/1A。 選擇電路方案，完成對(duì)確定方案電路的設(shè)計(jì)。計(jì)算電路元件參數(shù)

10、與元件選擇、并畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。（選做：用PSPICE或EWB軟件完成仿真） 安裝調(diào)試并按規(guī)定格式寫出課程設(shè)計(jì)報(bào)告書。2.2設(shè)計(jì)思想本次設(shè)計(jì)首先根據(jù)變壓器能把220V交流電變成所需要的電壓和二極管的單向?qū)щ娦?，就可以設(shè)計(jì)出把交流電變成直流電的電路，再根據(jù)電容的濾波作用，輸出了紋波較小的直流電，最后通過穩(wěn)壓塊的穩(wěn)壓作用，就可以得到輸出穩(wěn)定的直流電。3 選定方案的論證及整體電路的工作原理3.1 選定方案的論證3.1.1選定變壓器的論證根據(jù)設(shè)計(jì)要求，輸出的最大電源為+18V/1A，因此的輸出的最大功率為18W，為了輸出正負(fù)電壓，所以最好應(yīng)該選擇20W/±20V的變壓器。3.

11、1.2選定整流橋的論證因?yàn)檫x擇了三端輸出的變壓器，所以整流橋可以選擇單橋整流和雙橋整流，選擇雙橋整流的電路較選擇單橋整流的電路復(fù)雜和所需的經(jīng)費(fèi)要高，而電路的效果一樣，從電路的結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)兩方面出發(fā)，選擇了單橋整流較好。3.1.3選定集成穩(wěn)壓塊的論證由設(shè)計(jì)要求知要輸出±5V，±12V，+3+18V的多路輸出，如果選擇78系列和79系列的穩(wěn)壓塊，需要多塊，這會(huì)使電路的復(fù)雜性加大和更多的資金。因此，選擇LM317和LM337較好，通過電阻和開關(guān)的作用，不僅可以很好的輸出±5V，±12V，而且可以達(dá)到輸出+3+18V的要求。3.2 整體電路的工作原理 根據(jù)交流電變

12、成直流電的原理，該設(shè)計(jì)問題按先后順序可分為變壓電路、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路，其流程圖如圖所示。電源變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路220V 4單元電路的設(shè)計(jì)計(jì)算、元器件選擇及電路圖4.1 電阻的計(jì)算為保證空載情況下輸出電源穩(wěn)定，不宜高于240。取=185.6, =197.2,由LM317和LM337的性質(zhì)可得，當(dāng)輸出為±5V，±12V和+318V可調(diào)時(shí)，經(jīng)計(jì)算得=556.8，=1596.16，=259.84，=2487.04，故取為2.2k，=591.6，=1699.36 但在實(shí)際不可能達(dá)到這一要求，選擇與計(jì)算值相近的值即可，所以選擇=553，=1600，=260，=2

13、460，=2.236k，=590，=1700，這些阻值可以通過串聯(lián)或并聯(lián)得到，如圖4.1所示。圖4.14.2 選擇電源變壓器的計(jì)算通常根據(jù)變壓器的副邊輸出功率來選購(gòu)變壓器。因?yàn)長(zhǎng)M317的輸入電壓的范圍為+（）18V+3V3V+40V21V43V/1.2=17.5V取I=1A，變壓器副邊輸出功率=17.5W。變壓器的效率=0.7，則原邊輸入功率P/=25W。由上分析，副邊輸出電壓為20V，輸出電流為1A，因此，至少應(yīng)該選擇功率為25W的變壓器。4.3 選擇整流二極管及濾波電容的計(jì)算整流二極管選擇1N4007，其極限參數(shù)為1000V，而2=59.4V，則滿足要求，當(dāng)單端輸出時(shí)，=1A，=1A，則

14、能滿足要求。因?yàn)?式中，當(dāng)=18V，=20V，=10mV，=3則 =3.70V所以濾波電容為=2703µF當(dāng)=12V，=21V，=10mV，=3則 =5.83V所以濾波電容為=1715µF電容C的耐壓值應(yīng)大于=25.45V。由于在要求中對(duì)紋波沒有太大的要求，故可以選取2200µF/50V的電容，如圖4.1所示。5 測(cè)試結(jié)果并與理論指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析5.1 測(cè)試結(jié)果與理論指標(biāo)的對(duì)比測(cè)試結(jié)果與理論指標(biāo)（表5.1）理論值（V）+5+12+3+18-5-12測(cè)試值（V）+4.97+11.98+3.05+18.01-5.02-12.04表5.15.2 測(cè)試結(jié)果與理論指標(biāo)分析在

15、實(shí)際電路中，電阻并不是理想電阻、導(dǎo)線中和其它的元器件都不是理想的電子器件。在實(shí)際連接電路是，雖是用萬用表測(cè)著元器件和串并聯(lián)電阻使其盡量接近計(jì)算值，但使用的測(cè)量?jī)x器有一定的測(cè)量誤差，同時(shí)，在測(cè)量最后的輸出結(jié)果時(shí)，測(cè)量結(jié)果也有一定的誤差，所以，最后的測(cè)試值與理論指標(biāo)之間有一定的差異。誤差分析入表5.2所示理論值（V）+5+12+3+18-5-12測(cè)試值（V）4.9711.98+3.0514.96+18.01-5.02-12.04誤差值（V）0.030.020.050.040.010.020.040.6%0.167%1.67%0.27%0.06%0.4%0.33%表5.2由表5.1可得最大誤差不超過

16、0.1V，在誤差范圍之內(nèi)，所以測(cè)試值符合理論值，所以設(shè)計(jì)達(dá)到要求。6 整體電路圖、元件及器件明細(xì)6.1 整體電路圖電路如圖6.1所示6.2 元件及器件明細(xì)元件及器件明細(xì)如表6.2所示元件器件明細(xì)變壓器20V/20w1個(gè)二極管1N40076個(gè)LM3371個(gè)LM3171個(gè)散熱片2個(gè)電解電容2200uF2個(gè)電解電容10uF2個(gè)電解電容1uF2個(gè)開關(guān)2個(gè)電位器（2236）1個(gè)（或用電阻與電位器并聯(lián)而得）電阻（185.6，197.2，553，1600，260，590，1700）各1個(gè)（或用其它電阻串并聯(lián)而得）表6.27 成果的評(píng)價(jià)、本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和存在的問題并改進(jìn)意義7.1 成果的評(píng)價(jià)在電路的設(shè)計(jì)和制作中

17、，使我無形中加深了對(duì)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)的理解和運(yùn)用能力，對(duì)課本及以前學(xué)過的知識(shí)有了一個(gè)更好的總結(jié)。在電路的實(shí)物連接中出現(xiàn)了一些問題，需要不斷的解決，所以這一周下來，我對(duì)問題的排查能力有了很大的提高；再次，通過此次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)設(shè)計(jì)所用到的集成塊有了更加深刻地了解，這對(duì)我們以后的工作和學(xué)習(xí)的幫助都很有用處。在這次的電源設(shè)計(jì)中，所測(cè)試的結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)要求的結(jié)果。因此，這次設(shè)計(jì)是成功的一次。7.2 本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是采用LM317和LM337的可調(diào)特點(diǎn)，用兩個(gè)開關(guān)控制輸出電壓的選擇及用一個(gè)電位器調(diào)節(jié)輸出電壓的大小，用最少的元器件完成了多電壓輸出，這是本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。7.3 存在的問題和改進(jìn)的意義當(dāng)輸出的電壓較高時(shí)，紋波比較大，影響了電源的質(zhì)量。使得一些用電器不能達(dá)到理想的工作狀態(tài)，比如功放，使用時(shí)可能雜音較大。因此，當(dāng)一些用電器需要低紋波的電源時(shí)，此電源就不太適用。當(dāng)要使用時(shí)，就需要改進(jìn)電源。參考文獻(xiàn)1康華光模擬電子技術(shù)基