可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)Word版

整理為word格式整理為word格式整理為word格式可調(diào)直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)報(bào)告任微明（學(xué)號(hào)：20101106133）（物理與電子信息學(xué)院10級(jí)科技班,內(nèi)蒙古呼和浩特010022）指導(dǎo)教師:高煥生摘要：主要采用變壓器、整流、濾波、穩(wěn)壓的流程思路將輸入220V交流電轉(zhuǎn)換成電壓3~12V的直流電源。其中，穩(wěn)壓電路采用三端固定穩(wěn)壓器LM317達(dá)到穩(wěn)壓效果，因此系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際需要對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方便簡(jiǎn)單、易學(xué)易改、成本低廉、功能實(shí)用。關(guān)鍵字：變壓器；整流；濾波；穩(wěn)壓1設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1.1設(shè)計(jì)目的1、學(xué)習(xí)小功率直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法。2、掌握小功率直流穩(wěn)壓電源有關(guān)參數(shù)的測(cè)試方法。3、通過集成直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試，要求學(xué)會(huì)：

(1)選擇變壓器、整流二極管、濾波電容及集成穩(wěn)壓器來設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源；

(2)掌握直流穩(wěn)壓電路的調(diào)試及主要技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試方法。(3)通過電路的設(shè)計(jì)可以加深對(duì)該課程知識(shí)的理解以及對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用。1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)一波形直流穩(wěn)壓電源，滿足：當(dāng)輸入電壓在220V±10%時(shí)，輸出直流電壓為3~12V。1.3設(shè)計(jì)要求(1)電源變壓器做理論設(shè)計(jì)；(2)合理選擇集成穩(wěn)壓器；(3)完成全電路理論設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助分析與仿真、安裝調(diào)試、繪制電路圖，PCB板；整理為word格式整理為word格式整理為word格式(4)撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告、調(diào)試總結(jié)報(bào)告。2設(shè)計(jì)方法與步驟2.1設(shè)計(jì)方法單元電路設(shè)計(jì)、PCB板設(shè)計(jì)、電路的組裝與調(diào)試。2.2設(shè)計(jì)步驟（1）功能和性能指標(biāo)分析：對(duì)題目的各項(xiàng)要求進(jìn)行分析，整理出系統(tǒng)和具體電路設(shè)計(jì)所需的更具體、更詳細(xì)的功能要求和技術(shù)性指標(biāo)數(shù)據(jù)，以求得設(shè)計(jì)的原始依據(jù)。（2）畫出總體電路圖，要求按相關(guān)規(guī)定，布局合理，圖面清晰，便于對(duì)圖的理解和閱讀，為組裝、調(diào)試和維修時(shí)做好準(zhǔn)備。（3）按總電路圖安裝電路，調(diào)試并改進(jìn)。3電路的設(shè)計(jì)圖3整體電路圖3.1電源變壓器過整流電路將交流變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓。由于此脈動(dòng)的直流壓含有較的紋波，必須通過濾波電路加以濾波，從而得到平滑的直流電壓。電源變壓器的作用是將交流220V的電壓變?yōu)樗璧碾妷褐担缓笸ㄟ^的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動(dòng)、負(fù)載何溫度的變化而變化。因而在整流、濾波電路之后，還需接穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)、負(fù)載何溫度變化時(shí)，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。3.2整流電路利用二極管的單向?qū)щ娦?，將交流電壓變成單向脈動(dòng)電壓的電路，稱為整流電路。交流電分為三相交流電和單相交流電，在小功率電路中一般采用單相半波、橋式整流電路。整理為word格式整理為word格式整理為word格式簡(jiǎn)化分析，假定二極管是理想器件，即當(dāng)二極管承受正向電壓時(shí)，將其作為短路處理；當(dāng)承受反向電壓時(shí)，將其作為開路處理。（1）輸出電流電壓U0由橋式整流電路的可知，其輸出電壓及流過二極管的電流與全波整流的波形相同：U0=0.9U2（2）整流二極管的選擇由橋式整流電路的可知，每只二極管截止時(shí)所承受的反向電壓為變壓器副邊電壓峰值，因此，各二極管所承受的最大反向電壓為URM=U23.3濾波電路經(jīng)過整流后，輸出電壓在正負(fù)方向上沒有變化，但輸出電壓波形仍然保持正弦波的形狀，起伏很大。為了能夠得到平滑的直流電壓波形，需要有濾波的措施。在直流電源上多是利用電抗元件對(duì)交流信號(hào)的電抗性質(zhì)，將電容器或電感器與負(fù)載電阻恰當(dāng)連接而構(gòu)成濾波電路。3.3輸出直流電壓在有濾波電容的整流電路中，要對(duì)其輸出直流電壓進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算是很困難的，工程上一般按下列經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算。當(dāng)電容的容量足夠大，滿足RLC≥（3－5）T/2（T為電網(wǎng)電壓的周期）時(shí)，對(duì)于半波整流電容濾波：U0≈U2（3）濾波電容的選擇為了得到比較好的濾波效果，在實(shí)際工作中常根據(jù)下式選擇濾波電容的容量。對(duì)于半波整流：RLC≥（3－5）T（4）整流二極管的選擇對(duì)于半波整流濾波電路：ID=I0，URM=1.4U2對(duì)于橋式整流電容濾波電路：ID=I0/2，橋式整流URM=U2。3.4穩(wěn)壓電路整理為word格式整理為word格式整理為word格式常見的有固定式和可調(diào)式兩類集成三端穩(wěn)壓器，內(nèi)部多以串聯(lián)型穩(wěn)壓電源為主，還有適當(dāng)?shù)倪^流、過熱等保護(hù)電路。故本次設(shè)計(jì)采用LM317穩(wěn)壓器。3.5仿真電路3.5.1仿真電路電路圖在仿真軟件中連接電路，檢查并進(jìn)行仿真。并進(jìn)行調(diào)整使其輸出3-12V。3.5.1仿真電路圖3.5.2仿真電路最大輸出電壓3.5.2最大輸出電壓3.5.3仿真電路最小輸出電壓整理為word格式整理為word格式整理為word格式3.5.3最小輸出電壓3.6PCB板制作3.6.1protel下制作PCB板3.6.1PCB板整理為word格式整理為word格式整理為word格式3.6.2對(duì)PCB板進(jìn)行鋪銅3.6.2PCB板鋪銅3.6.3PCB板3D圖3.6.3PCB板3D仿真4制作與檢測(cè)4.1安裝與檢查整理為word格式整理為word格式整理為word格式對(duì)電路進(jìn)行組裝：按照自己設(shè)計(jì)的電路，在面包版上組裝。組裝完畢后，應(yīng)對(duì)照電路圖仔細(xì)檢查，看是否有錯(cuò)接、漏接的現(xiàn)象。對(duì)安裝完成的電路板的參數(shù)及工作狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，以便提供調(diào)整電路的依據(jù)。經(jīng)過反復(fù)的調(diào)整和測(cè)量，使電路的性能達(dá)到要求。4.1.1最后結(jié)果沒有出來的原因主要有以下情況：(1)操作不當(dāng)（如布線錯(cuò)誤等）(2)設(shè)計(jì)不當(dāng)（如電路出現(xiàn)險(xiǎn)象等）(3)元器件使用不當(dāng)或功能不正常(4)儀器（主要指數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱）和集成元件本身出現(xiàn)故障。4.1.2檢查故障的方法主要有以下一些：（1）查線法：由于在實(shí)驗(yàn)中大部分故障都是由于布線錯(cuò)誤引起的，因此，在故障發(fā)生時(shí)，復(fù)查電路連線為排除故障的有效方法。應(yīng)著重注意：有無漏線、錯(cuò)線，導(dǎo)線與插孔接觸是否可靠。(2)觀察法：用萬(wàn)用表直接測(cè)量各集成塊的Vcc端是否加上電源電壓；輸入信號(hào)，時(shí)鐘脈沖等是否加到實(shí)驗(yàn)電路上，觀察輸出端有無反應(yīng)。重復(fù)測(cè)試觀察故障現(xiàn)象，然后對(duì)某一故障狀態(tài)，用萬(wàn)用表測(cè)試各輸入/輸出端的直流電平，從而判斷出是否是插座板、連接線等原因造成的故障。(3)信號(hào)注入法在電路的每一級(jí)輸入端加上特定信號(hào)，觀察該級(jí)輸出響應(yīng)，從而確定該級(jí)是否有故障，必要時(shí)可以切斷周圍連線，避免相互影響。(4)替換法對(duì)于多輸入端器件，如有多余端則可調(diào)換另一輸入端試用。必要時(shí)可更換電路板，以檢查器件功能不正常所引起的故障。4.2穩(wěn)壓電源各項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)試4.2.1電路的調(diào)試與檢測(cè)(1)靜態(tài)調(diào)試整理為word格式整理為word格式整理為word格式當(dāng)連好電路板的線路時(shí)，先不要急著通電，而因該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行檢測(cè)：A、對(duì)照原理圖，用萬(wàn)用表一一檢查線路的各個(gè)接口是否接通，是否有短路、斷路或漏接的現(xiàn)象，如果有，因該及時(shí)改好電路連線。B、對(duì)照原理圖，檢查各元件是否接正確。(2)動(dòng)態(tài)調(diào)試接通220V的電源，用數(shù)字萬(wàn)用表對(duì)所設(shè)計(jì)的電路實(shí)物進(jìn)行測(cè)試,看電壓是否在正常的范圍內(nèi)變化5結(jié)論和心得本設(shè)計(jì)主要利用電源變壓器、整流二極管、濾波電容及集成穩(wěn)壓器固定式來設(shè)計(jì)同時(shí)輸出3-12V電壓直流穩(wěn)壓電源。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用元器件較少；系統(tǒng)的可靠性好，其精度高，成本低，且可作為一個(gè)獨(dú)立的模塊為其他電子設(shè)備提供電能。在設(shè)計(jì)的過程，遇到了不少的問題，但是我們努力克服，并且通過討論來解決問題。試驗(yàn)過程中，我們多次失敗，又重新連接電路，雖然不太麻煩，可也下了好大的功夫。在這中間，我們要對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行測(cè)量，檢查是否導(dǎo)通，各個(gè)電路功能的測(cè)試，進(jìn)行組裝，整體電路調(diào)試，最終取得成功。在此過程中，增強(qiáng)了我們的動(dòng)手能力，讓我們對(duì)課本知識(shí)進(jìn)行了一次溫故，加強(qiáng)了對(duì)課本的掌握。通過這次設(shè)計(jì)，了解了書本上沒有的知識(shí)，更加鞏固了所學(xué)的知識(shí)，也增強(qiáng)了自己靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)到實(shí)踐中的能力。這次的課程設(shè)計(jì)，獲益匪淺，雖然從了是是值的，因?yàn)槌删透凶屛覀兒軡M足，也