1、模拟电子技术课程设计可调直流稳压电源设计成绩1、绪论 31.1相关背景知识 31.2课程设计条件 31.3课程设计目的 31.4课程设计的任务 31.5课程设计的技术指标 32、可调直流稳压电源的基本原理42.1原理框图 42.2总体设计思路 53、各组成部分的工作原理 63.1 可调直流稳压电源产路 63.1.1可调直流稳压电源产生电路图63.1.2可调直流稳压电源产生电路的工作原理 63.2电源变压器到整流电路转换 73.2.1电源变压器到整流电路转换电路图 73.2.2电源变压器到整流电路转换电路的工作原理 73.3整流电路到滤波电路转换电路 83.3.1整流电路到滤波电路转换电路转换电
2、路图 83.3.2整流电路到滤波电路转换电路的工作原理 83.4滤波电路到稳压电路的转换电路 94.电路的仿真结果 94.1整流电路产生电路的仿真结果 94.2整流电路到滤波电路转换电路的仿真结果 104.3滤波电路到稳压电路的转换电路的仿真结果 105.设计结果分析与总结 116. 参考文献 12绪论1.1相关背景知识 随着半导体工艺的发展，稳压电路也制成了集成器件。由于集成稳压器具有体积小，外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点，因此在各种电子设备中应用十分普遍，基本上取代了由分立元件构成的稳压电路。对于大多数电子仪器、设备和电子电路来说，通常是选用串联线性集成稳压器，而在这种类型
3、的器件中，又以三端式稳压器应用最为广泛。直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。1.2课程设计条件 根据所给的交流电电压经过变压操作，然后将所得的电压进行整流，再经过滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在3-18V可调。 1.3课程设计目的 （1）学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。（2）学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。（3）培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。（4）使电路的
4、输入电压为220V的交流电，输出为直流电压，并且电压具有可调功能，电压变化范围：318V。（5）掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法。1.4课程设计的任务 根据课程设计的具体要求设计一个可调直流稳压电源使其满足：当输入电压为220V交流电压时，输出直流电压范围为318V；电路具有一定的自身保护功能，并且具有有一定的带负载能力,同时输出电流500mA,并且电路具有一定的抗干扰能力。然后根据设计的目的调整各个元件的参数，通过仿真实验使实验电路达到实验目的需求。1.5课程设计的技术指标 稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，如输出电压、输出电滤及电压调节范围；另一类是质量指标，反映一
5、个稳压电源的优劣，包括稳定系数、电压调整率、输出电阻、温度系数、纹波电压等。 由于输出直流电压V。随输入直流电压的变化而变化，其中用输出电压和输入电压的相对变化之比来表示稳压性能，即为稳压系数，其中输出电阻R。反应负载电流I。变化对V。的影响；温度系数越小，输出电压就越稳定；纹波电压是指稳压电路输出端交流分量的有效值，它表示输出电压的微小波动。2、可调直流稳压电源的基本原理2.1 原理框图可调直流稳压电路包括变压器降压，整流电路的整流，滤波电路的滤波，稳压电路进行稳压四个部分。输入的交流经过变压器降压到所需要的交流，经过整流滤波后变为纹波很小的直流，最后由稳压电路进行稳压输出。 2.2各组成部
6、分的工作原理 （1）电源变压器：是将电网220V交流电压变为所需要的交流电压值，然后将所得的交流电压值传送到整流电路中，进行整流，同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用，以保证下线端电气设备的安全。（2）整流电路：将交流电变换成直流电，利用二极管单向导电作用，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电流。有单相半波、全波、桥式和倍压整流电路。此时通过整流后的电压存在着很大的脉动部分也可以称为纹波。因此，此时的电还不能直接用来给负载供电，将会由于纹波的存在严重影响到负载的电气设备性能指标和安全运行。（3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压，主要有
7、电容滤波电路和电感滤波电路两种。滤波电路将经过整流的输出的脉动直流进行平滑工作，使直流电只含有很少的交变直流电压。（4）稳压电路：稳压电路将输出的直流电压进行稳定操作，以维持输出直流电压的基本稳定。不随交流电网电压和负载的变化而变化，以保证电路的稳定工作需要。2.3 总体设计思路1.根据课程设计的要求一个连续可调直流稳压电源。2.设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。3.通过模拟软件进行调试，并测试其主要性能参数。4. 实验中采用三端集成稳压器，用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输出电压调整范围较宽，可实现输出电压从 3 V起连续可调至18V，因要求电
8、路具有一定的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器件较少，成本低且组装方便、可靠性高2.4可调直流稳压电源的基本电路图元器件清单元器件名称个数型号主要参数电源变压器1二极管61N3494电容5变阻器1电阻1三端稳压器1LM317H示波器1电压表3开关23.1电源变压器的电路3.1.1 电源变压器的产生电路图3.1.2 电源变压器的工作原理电源变压器的基本原理是电磁感应原理，:当一次侧绕组上加上电压1时，流过电流1，在铁芯中就产生交变磁通1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势1，2，由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略
9、去内阻抗压降后，电压1和2大小也就不同，从而达到降低电源电压的目的。3.2 电源变压器到整流电路转换 3.2.1 电源变压器到整流电路转换电路图3.2.2 电源变压器到整流电路转换电路的工作原理桥式整流电路利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。 桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。桥式整流是交流电转换成直流电的第一个步骤。3.3 整流电路到滤波电路转换电路 3.3.1 整流电路到滤波电路转换电路图3.3.2 整流电路到滤波电路转换电路的工作原理滤波电路
10、可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分滤除。滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压，常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。经过整流后的直流电幅值变化很大，不能直接供给电气设备使用，可使用电容的“通交流，隔直流”的特性，在电路中并入两个并联电容作为电容滤波器，滤去其中的交流成分。3.4滤波电路到稳压电路的转换电路4、电路仿真结果 4.1 整流电路产生电路的仿真结果 4.2 整流电路到滤波电路转换电路的仿真结果 4.3 滤波电路到稳压电路转换电路的仿真结果5、设计结果分析与总结通过本次设计让我们更进一步的了解到直流稳压电源的工作原理以及它的要求和性能指标，也让我们认识到在
11、此次设计电路中所存在的问题。以及自己在课外实践能力方面的不足，所以我们要培养运用互联网查找资料和综合应用课本理论知识解决实际问题的能力，同时也要多学习课外知识来扩张自己的知识面，通过课程设计我们也对课本知识进行了巩固和加强，通过进一步的学习，让我们很好的理解和使用各个元件，使我们对抽象的模拟电子理论知识有了具体的了解。设计过程中遇到很多难题，在老师以及同学的帮助下我顺利地完成了本次设计，通过这次设计我深刻感到自己的知识十分有限，在以后的课程学习中一定要认真学习理论知识，充实自己。通过这一次的学习与实践，让我对模电知识更近一步的了解，对模电课程中直流稳压电源这一章所涉及的部分元件有了一定的认识；
12、掌握了选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源，学会了用multisim仿真软件对直流稳压电源进行调试及各部件主要技术指标的测试。在实际的模拟软件调试过程中我深刻认识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性而且通过对此课程的设计，我们知道了最重要的是在实践中理解了书本上的知识 明白了学以致用的真谛。让我们如何运用所学的知识去解决实际的问题提高我们的动手能力与创新能力。在整个设计到电路的焊接以及调试过程中我个人感觉调试部分是最难的因为你理论计算的值在实际当中并不一定是最佳参数我们必须通过观察效果来改变参数的数值以期达到最好。而参数的调试是一个经验的积累过程没有经验是不可
13、能在短时间内将其完成的而这个可能也是老师要求我们加以提高的一个重要方面。因此，在这方面的学习是任重道远的，我们应该要认真学习基础知识为更深入的学习做好准备。参考文献1.康华光 编电子技术基础 模拟部分,北京 高等教育出版社,2006.12.张宪 编电子电路制作指导，北京 化学工业出版社，2005年8月版3.张友汉 编电子技术基础教学参考书,北京 高等教育出版社,2005.64杨刚 编模拟电子技术基础实验,北京 电子工业出版社,2003年11月版5 王淑娟 蔡惟铮 齐明 编模拟电子技术基础，高等教育出版社，2010.16 朱清慧 张凤蕊 编multisim教程电子线路设计、制作与仿真 6清华大学出版社 2008.97 夏路易 石宗义 编 电路原理图电路板设计教程 multisim 北京希望电子出版社 2009.8
