实习论文电子课程设计报告_直流调压电源.doc

河南科技学院机电学院电子课程设计报告题目：直流调压电源设计 专业班级：应用电子技术教育111 姓名： 魏红杰 时 间：2013.12.9 2013.12.27 指导教师： 张 伟 邵 锋 杜留锋 完成日期： 2013 年 12 月 25 日8直流调压电源设计任务书1设计目的与要求设计一个直流稳压电源，准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：（1）具有输出电压可调功能，输出电压范围39V。（2）具有数字显示功能，可以显示四个档位电压值。（3）输出电压不在显示范围时，进行输出指示灯提示。（3）所设计的电路具有一定的抗干扰能力。2设计内容（1）画出电路原理图；（2）元器件及参数选择；（3）电路仿真；（4）搭接所设计的电路完成设计功能。3编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有总结体会。4答辩在规定时间内，完成叙述并回答问题。 目 录1引言12 总体设计方案12.1 设计思路12.2 总体设计框图23 设计原理分析23.1 电源的择选23.2 直流调压电源电路33.3电压比较器电路43.4 编码驱动显示电路53.5 总体电路84 总结与体会9参考文献9附录110附录211直流调压电源设计摘 要：在电子电路中，通常需要电压稳定的直流电源供电，小功率稳压电源的组成是由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用可调三端集成稳压器构成集成稳压电路，实现电压可在3-9V可调。具有数字显示功能，可以显示四个档位电压值3V,5V,7V,9V.输出电压不在显示范围时，进行输出指示灯提示.并且要求该电路有一定的抗干扰能力。本设计可分为四个模块;由LM317产生39V可调直流电压，用LM324设计电压比较器，将模拟信号转化为数字信号，当输出电压在显示范围内时数码管显示，如果不在显示范围内时点亮发光二极管。关键词：直流调压电源 可调三端集成稳压器 电压比较器 共阴极数码管 1 引言电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的技术，服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳应用之一，当今电源技术融合了电器，电子，系统集成，控制理论，材料等诸多领域。随着计算机和通信技术发展而来的现代技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度，电源在使用时会造成很多不良的后果，世界各地纷纷对电源产品提出了不同的要求并指定了一系列精度标准。由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。2 总体设计方案2.1 设计思路1. 首先利用三端集成稳压器使电路的输出电压调试为3-9V，2. 然后利用LM324设计七个电压比较器，把模拟信号变为数字信号。3. 利用布尔代数根据一定的逻辑关系用与非门编码实现显示3-9V可调显示，CD4511用 来驱动数码管显示。4. 第二部分是将调节电位器后输出电压同时和3.5V,5.5V,7.5V比较，如果调节后的电 压不在显示范围内点亮二极管亮。同样还是利用布尔代数根据逻辑关系列真值表，列 逻辑函数表达式，通过化简用与非门编码使二极管点亮。2.2 总体设计框图驱动点亮二极管编码电路将模拟信号转化为数字信号39V直流可调电压电路数码管显示电路图1 总体设计框图3 设计原理分析3.1 电源的选择3.1.1设计目的与要求设计一个直流稳压电源，要求所设计的电路具有以下功能：（1）具有输出电压可调功能，输出电压范围39V。（2）具有数字显示功能，可以显示四个档位电压值。（3）输出电压不在显示范围时，进行输出指示灯提示。（3）所设计的电路具有一定的抗干扰能力。3.1.2 设计内容（1）画出电路原理图；（2）元器件及参数选择；（3）电路仿真；（4）搭接所设计的电路完成设计功能。3.1.3 电源的选择 根据课程设计要求输出3-9V可调直流电源，LM317的输入电压为12V 74LS00 4069 CD4511 提供+5V电压 LM324提供+12V电源3.2 直流调压电源电路（1）根据设计所要求的性能指标，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。可调式集成稳压器，常见主要有CW317、CW337、LM317、LM337。317系列稳压器输出连续可调的正电压，337系列稳压器输出连可调的负电压，可调范围为1.2V-37V，最大输出电流为1.5A。稳压内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。LM317系列和lM337系列的引脚功能相同2，管脚图和典型电路如图2和图3 图2 管脚图 图3 典型电路图4 直流调压电路直流调压电路产生3-9V可调电压如图41.Vi=12V2.Vo=Vre(1+R2/R1)+IadjR2,其中Vre=1.25V,Iadi=100uA非常小可以忽略，所以 Vo=1.25(1+R2/R1)3.3VVo9V,电流小于1.5A4.R1的取植范围为330欧姆之间5.由 Vo=1.25(1+R2/R1)计算得R2=2K，取5K电位器（502）6电容C2为22uf（2）电路分析：正常情况下，LM317最低输出电压1.25V.为了实现使最低输出电压从2.5V调起，需要在LM317的调节端接入两个二极管作为补偿正电源，D2，D3就是为了达到此目的。D1，D4用于防止在输入短路时，C2通过LM317放电而使其损坏。3.3电压比较器电路设计该部分的原理主要是利用对输出电压与基准电压进行比较从而判断输出电压在哪个范围，由此得出比较信号，将它传给后面的编码电路。七个比较器的输出端接编码电路，输入端接的基准电压。此基准电压是通过+12V的电源由电阻分压供给的。比较器的原理是：当输入电压比基准电压高时输出高电平，而当输入电压比基准电压低时则输出低电平1，M324的管脚分布如图5图5 管脚分布电压比较电路原理电路如图6所示图6 电压比较电路3.4编码驱动显示电路该部分的原理是根据七个电压比较器的输出状态列真值表和逻辑表达式3，利用四输入与非门74LS20，二输入与非门74LS00和反相器4069实现该逻辑功能真值表和表达式如下表1，表2。表1是驱动数码管显示编码电路，表中A B C D分别代表基准电压为3V,5V,7V,9V电压比较器的输出状态，由输入状态和输出状态列真值表表1驱动数码管显示编码电路ABCDY1Y2Y3Y410000011110001011110011111111001表2是点亮二极管的编码电路，表中A B C D分别代表基准电压为3V,5V,7V,9V的电压比较器。A1 B1 C1分别代表基准电压为3.5V,5.5V,7.5V的电压比较器的输出状态，由输入状态和输出状态列真值表。表2点亮二极管的编码电路ABCDA1B1C1Y10001001110011011110111111111110编码驱动显示电路原理图如图7所示图7 编码驱动显示电路驱动数码管显示的限流电阻取470,因为驱动数码管的电流为10-20MA,CD4011输出高电平为5V，由此可求得限流电阻。3.5总体电路总体电路如图8所示图8 总体电路4 总结与体会此次课程设计我学会了很多东西，并且我更加扎实的掌握了有关模拟电子技术和数字电子技术方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，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。 这次课程设计给我很多专业知识以及专业技能上的提升，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识别和测试；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，掌握了可调直流稳压电源构造及原理。 我认为，在这学期的实习中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实习期间，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来。通过这次设计，我还学到了新的知识，在了解这一方面知识的同时，我好查阅了