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1、2013级模拟电子技术课程设计 可调直流稳压电源设计姓 名学 号院、系、部班 号完成时间摘 要在电子线路的相关应用中，电源是必不可少的部分，电源系统质量好坏与性能的可靠性直接决定着整个电子设备的质量。直流稳压电源作为直流能量的提供者，在各个电子设备中有着极其重要的地位，它的性能良好与否直接影响到电子产品的精度、稳定性和可靠性。随着电子技术的日益发展，电源技术也得到了很大的发展，它从过去一个不太复杂的电子线路发展到今天具有较强功能的模块。人们对电源的质量，功能和性能要求也随之变的越来越高。本实验报告介绍了输出电压可调的直流稳压电源的原理分析和设计过程，通过对相关参数的计算来选择适当的元器件，设计
2、出电路，经过仿真和焊电路板的实验结果表明，直流稳压电源满足设计要求。关键词：变压器 整流电路 滤波电路 稳压电路目 录第1章设计任务与要求1第2章方案与论证12.1 稳压电源组成12.2 整流电路22.3 滤波电路22.4 稳压电路3第3章单元电路设计与参数计算33.1电源变压器33.2整流电路33.3 选择集成三端稳压器43.4 选择电源变压器53.5 选用整流二极管滤波电容53.6 滤波电容53.7 R1、R2、R3的选择6第4章 实验结果6第5章 结论与心得7参考文献8第1章设计任务与要求采用LM7805三端集成稳压器设计稳压电源，其性能指标如下：(1) 输入交流电压220V/50HZ，
3、输出电压控制在610V。(2) 选择其他元件，并给出参数计算过程。 第2章方案与论证直流集成稳压电源设计思路：1.电网提供的交流电一般为220V（或380V），将电网电压经过电源变压器，然后将变换以后的二次电压。2.二次电压经过整流将正负交替的交流电压成为单方向的脉动电压。3.滤波将单向脉动电压中的脉动成分滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流电压。4.滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压、集成运放及采样电阻，便可得到可调的直流电压输出。2.1 稳压电源组成稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。稳压电源组成如图2-1所示。稳压电源整流与稳压过程如图2-2所示。 + 电 源 + 整
4、 流 + 滤 波 + 稳 压 + u1 u2 u3 uI U0 _ 变压器 _ 电 路 _ 电 路 _ 电 路 _ 图2-1稳压电源图U1 U2 U3 U40 t 0 t 0 t 0 t 图2-2稳压过程图2.2 整流电路(1)单相桥式整流电路在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周内导电，所以流过每个二极管的电流等于输入电流平均值的一半，即每个器件所承受的反向电压为电源电压峰值，变压器利用率较全波整流电路高。如图2-3所示图2-3单相桥式整流电路2.3 滤波电路电容滤波电路是利用电容的充放电作用，使输出电压趋于平滑。当副边电压处于正半周期并且数值大于电容两端电压时，对电容C 进行充电；当达到
5、峰值后开始下降是，电容C 通过负载RL 放电；当的负半周幅值变化到恰好大于时，再次对C 进行充电。经滤波后的输出电压不仅变得平滑，而且平均值也得到提高。2.4 稳压电路稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联，以达到使输出波形基本平滑的目的。第3章单元电路设计与参数计算3.1电源变压器电源变压器是将交流220V的电压变为所需要的电压值，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。3.2整流电路整流电路常采用二极管的单相全波整流电路。在的
6、正半周内，二极管、导通，、截止；在的负半周内，二极管、导通，、截止。正负半周内部都有电流流过的负载，且方向是一致的。电路的输出波形如图3-1所示。图3-1 电路及输出波形在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即： (3-1)电路中的每只二极管承受的最大反向电压为(是变压器副边电压有效值)。 在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联，以达到使输出波形基本平滑的目的。选择电容滤波电路后，直流输出电压为： (3-2)直流输出电流为： (3-3)(I2是变压
7、器副边电流的有效值)，稳压电路可选集成三端稳压器电路。总体原理电路如图3-2所示。图3-2总体原理图3.3 选择集成三端稳压器因为要求输出电压可调，所以选择三端可调式集成稳压器。我选用LM7805。LM7805其特性参数：输出电压：5V；输出负载电流：1A；输入与输出工作压差；能满足设计要求，故选用LM7805组成稳压电路如图3-3所示。图3-3 LM7805组成稳压电路图3.4 选择电源变压器电源变压器的作用是将220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压。变压器副边与原边的功率比为，式中是变压器的效率。一般小型变压器的效率如表3-1所示：副边功率 效率0.60.70.80.85表3
8、-1 小型变压器的效率因此，当算出了副边功率后，就可以根据上表算出原边功率。3.5 选用整流二极管滤波电容二极管的选择：，。1N5408的反向击穿电压为1000V，额定工作工作电流，故整流二极管选用1N5401。3.6 滤波电容滤波电容选择：，和公式可求得： (3-4) (3-5)电容的耐压要大于，故滤波电容C取容值为1000uF，电压为18V电解电容。3.7 的选择的选择LM7805输出端与调整端之间有固定不变的基准电压为5V，且十分稳定。串联，为输出电压调节电阻。对电路分析和一些已知参数可得：。得，。因是调节电阻即调节就可改变输出电压，故选2k的电位器。第4章 实验结果 电路板焊制结果如图
9、4-1、4-2所示。 图4-1 电路板正面 图4-2 电路板反面第5章 结论与心得通过这次课程设计与制作，使我更加扎实掌握了有关迷你电子技术方面的知识，在设计过程中虽然遇到一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手操作，是我们掌握的知识不再是纸上谈兵。过而能改，善莫大焉。在课程设计中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断收获。最终的检测调试环节，本身就是在实践“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于完成，在设计中遇到了很多问题，最终在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会发展和学习实
10、践过程中，一定要不解努力，不能遇到问题就想到要退缩，一点要不厌其烦的发现问题所在，然后一一决解，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！课程设计给我很多专业知识和专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我很多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了常用元件的知识和测试，熟悉了常用仪器、仪表，了解了电路的连线方法以及如何提高电路的性能等等，掌握了可调直流电源构造及原理。参考文献1童诗白. 模拟电子技术基础M. 高等教育出版社.2杨志忠. 电子技术课程设计M. 机械工程出版社.3康华光. 电子技术基础模拟部分M. 高等教育出版社.
