小信号线性稳压电源 课程设计.docx

课 程 设 计课 程 电子技术课程设计 题 目 小信号线性稳压电源 院 系 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 2012 年 7月 1日东北石油大学课程设计任务书课程 电 子 技 术 课 程 设 计 题目 小信号线性稳压电源 专业 姓名 学号 主要内容：根据设计要求，运用所学的模拟电子技术及电路基础等知识，自行设计一种可以实现小功率供电的稳压电源。基本要求：1. 输入电压：交流220v、50hz，电压波动范围10%；2. 输出直流电压：双路输出，其中一路为固定输出5v/1a；另一路为可调输出912 v/1a；3. 稳定系数：su0.5%；4. 输出纹波电压：upp5mv；5. 电源内阻：ro0.15；6. 输出设有过流截止式保护电路；7. 要求数码显示（电压、电流），lcd、led均可，不提倡使用现成的数字表头；8. 工作方式：断续（满载不小于30分钟）。主要参考资料：1路勇. 电子电路实验与仿真. 北京：清华大学出版社，20042李金平. 模拟集成电路基础. 北京：清华大学出版社，20033陈同占，吴北玲，养雪琴，等. 北京：清华大学出版社，20034张宪，何宇斌. 电子电路制作指导. 北京：化学工业出版社，20065谢自美. 电子线路设计实验测试. 武汉：华中科技大学出版社，20066 彭介华.电子技术课程设计指导m.高等教育出版社，1997.7 李哲英等实用电子电路设计m北京：电子工业出版社,1997.完成期限 2012.6.25-2012.7.1 指导教师 专业负责人 2012年 6 月24 日目 录1 任务和要求12 总体方案设计与选择13 电路总原理框图设计14 单元电路设计24.1 设计指标24.2 电路设计35 单元电路的级联设计95.1 数字显示部分的测试：95.2 整体测试96 设计总结10参考文献11附 录1电子技术课程设计（报告）1 任务和要求(1)任务：设计一种可以实现小功率供电的稳压电源。(2)性能要求 输入电压：交流220v、50hz，电压波动范围10%； 输出直流电压：双路输出，其中一路为固定输出5v/1a；另一路为可调输出912 v/1a； 稳定系数：su0.5%； 输出纹波电压：upp5mv； 电源内阻：ro0.15； 输出设有过流截止式保护电路； 要求数码显示（电压、电流），lcd、led均可，不提倡使用现成的数字表头； 工作方式：断续（满载不小于30分钟）。2 总体方案设计与选择1）根据设计指标选择电路形式，画出原理电路图；2）选择元器件型号及参数，并列出材料清单；3）利用软件仿真，并在通用板上组装焊接电路；4）完成电路的测试与调整，使有关指标达到设计要求；5）写出设计总结报告。3 电路总原理框图设计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组成，基本框图如下所示：图1 电路总原理框图1电源变压器电源变压器tr的作用是将电网220v的交流电压变换成整流滤波电路所 需要的交流电压ui。变压器的副边与原边的功率比为p2/p1=，式中为变压器的效率。2整流电路整流电路将交流电压ui变换成脉动的直流电压。3滤波电路滤波电路通过电容将脉动直流电压的纹波减小或滤除，4稳压电路稳压电路的作用就是稳定输出电压。5数字显示采用模数转换的方法将直流稳压源的输出电压以数字的形式显示出来。4 单元电路设计 4.1 设计指标（1） 电网调整率它表示输入电网电压由额定值变化10%时，稳压电源输出电压的相对变化量，有时也以绝对值表示。一般稳压电源的电网调整率等于或小于1%、0.1%，甚至0.01%。（2） 稳压系数稳压系数有绝对稳压系数和相对稳压系数两种。绝对稳压系数表示负载不变时，稳压电源输出直流变化量uo与输入电网电压变化量ui之比，即它表示输入电网电压变化量ui引起多大输出电压的变化。所以绝对稳压系数k值越小越好。k越小，说明同一ui引起的uo越小，也就是输出电压越稳定。但是，在稳压电源中更重视相对稳压系数。相对稳压系数s表示在负载不变时，稳压器输出直流电压uo的相对变化量uo与输入电网电压ui的相对变化量ui之比，即稳压系数通常是指相对稳压系数s，而不是绝对稳压系数k。（3） 输出电阻（也称等效内阻或内阻）在额定电网电压下，由于负载电流变化il引起输出电压变化uo，则输出电阻为（4） 纹波电压1）最大纹波电压在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波（包括噪声）的绝对值大小，通常以峰峰值或有效值表示。2）纹波系数 在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值urms与输出直流电压uo之比3）纹波电压抑制比纹波电压抑制比是指在规定的纹波频率（例如50hz）下，输入电压中的纹波电压ui与输出电压中的纹波电压uo之比，即纹波电压抑制比=图2 单元电路示意图4.2 电路设计总电路部分的设计方案：（1） 变压部分设计 铁心变压器 空心变压器 铁氧体芯变压器 自耦变压器图3 变压器的图形符号变压器的主要参数有：变压比变压器的变压比是初级电压与次级电压的比值。额定功率额定功率，是变压器在指定频率和电压下能连续工作而不超过规定温升的输出功率。效率效率是输出功率与输入功率之比，它反映了变压器的自身损耗。空载电流变压器在工作电压下次级空载时（次级电流为零），初级线圈流过的电流称为空载电流。空载电流大的变压器损耗大、效率低。绝缘电阻和抗电强度绝缘电阻，指变压器线圈之间、线圈与铁心之间及引线之间的电阻。抗电强度是在规定的时间内变压器可承受的电压，它是变压器特别是电源变压器安全工作的重要参数。电源变压器tr的作用是将电网220v的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压ui。变压器的副边与原边的功率比为p1p2=式中为变压器的效率。变压部分参数设计： 选择交流220v、50hz的变压器，电压波动范围10%。根据需要，我们选取了16w,(+8v,-8v)及8w，16v的变压器。一个线圈匝数比为220：16，另一个线圈匝数比为220：8，带中心抽头。电路中心抽头接地，一个正负8伏为7895和7905的输入。另一个为317的输入。（2）整流、滤波电路整流电路将交流电压ui变换成脉动的直流电压。它是靠二极管的单向导电特性来实现的。滤波电路通过电容将脉动直流电压的纹波减小或滤除，输出直流电压ui 。容性负载桥式整流电路如图4所示，它的四个臂是由四只二极管组成的。整流部分的设计：选取rs307整流桥图4 容性负载桥式整流电路当变压器“1”端为正、“2”端为负时，二极管vd2和vd4承受正向电压而导通，vd1和vd3承受反向电压而截止。此时，变压器“1”端通过vd4流经rl，再经过vd2返回至“2”端。当“1”端为负、“2”端为正时，二极管vd1和vd3导通，vd2和vd4截止，电流则由“2”端通过vd3流经rl，再经过vd1返回至“1”端。（3）稳压电路稳压电路的作用就是稳定输出电压。稳压器把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。它利用调节流过稳压管自身的电流大小（端电压基本不变）来满足负载电流的改变，并与限流电阻配合将电流的变化转换成电压的变化，以适应电网电压的波动。在电网电压不变时，负载电流的变化范围就是稳压管电流的调节范围。负载不变时，电网电压的波动，在波动至最低时必须保证稳压管工作在反向击穿状态，在波动至最高时，要保证管子的功耗不超过允许的最大管耗。散热片的选取：选取十瓦左右的大散热片。常用的集成稳压器分为固定式三端稳压器和可调式三端稳压器（均属电压串联型）。固定式三端稳压器又分为以下系列。正压系列：78xx系列，该系列稳压块有过流、过热和调整管安全工作区保护，以防过载而损坏。一般不需要外接元件即可工作，有时为改善性能也加少量元件。负压系列：79xx系列封装形式：图5 封装形式1正负5v输出：图6 正负5v输出电路220v交流电压通过变压器变压后通过整流桥整流后再通过电容滤波变成直流电压，输入到lm7805和lm7905，再输出所需要的电压正负5v。负5v电压是为了给lm317提供一偏置电压以便通过分压使lm317输出电压可以达到0v。+5可以为显示电路提供 +5v电源。2012v输出：输出：1.25v37 v(1.5a)工作压降：大于2.5v工作电流：大于5ma恒压源： 1.25v功率：7.5w（加足散热片）317系列稳压块能在输出电压为1.25v37v的范围内连续可调，外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。其芯片内也有过流、过热和安全工作区保护。最大输出电流为1.5a。典型电路如图7所示，其中电阻r1与电位器rp组成电压输出调节电器，输出电压uo的表达式为012v可调输出：图7 0-12v可调输出滑动变阻器r5下端接lm7905输出端；220v交流电压通过变压器变压后通过整流桥整流后再通过电容滤波变成直流电压，通过过流保护电路输入到lm317， 二极管对lm317起保护作用，滑动变阻器r5是当r3为0时调节电路使输出电压为0；r3调节时使输出电压发生变化，可以使lm317输出电压从0到12v连续可调。（4）过流保护电路断电保护型：当电流达到某一固定值时，保护电路起作用，切断稳压器的输入，电源输出为0，待故障排除后，按恢复键k，恢复正常输出。图8 过流保护电路在稳压电路中，要采取短路保护措施，才能保证安全可靠地工作。普通保险丝熔断较慢，用加保险丝的办法达不到保护作用，而必须加装保护电路。保护电路的作用是保护调整管在电路短路、电流增大时不被烧毁。其基本方法是：当输出电流超过某一值时，使调整管处于反向偏置状态，从而截止，自动切断电路电流，可防止稳压电路输出过载或短路致使调整管中电流过大而损坏。过流保护电路有恒流保护型和断电保护型。断电保护型是当电流达到某一固定值时，保护电路起作用，切断稳压器的输入，电源输出为0，待故障排除后，恢复正常输出。（5）数字显示电路a/d转换技术解决方案数字电压表芯片数字电压表技术指标位数：三位半量程：000019.99v7107（led）， 40脚双列直插式封装：芯片icl7107采用双电源供电，能输出较大的电流，适合于驱动发光二极管（led）数码显示器，并且icl7107芯片内部包括7段译码，可以用硬件译码的方法直接驱动发光二极管（led）数码显示器。本设计采用三位半数码管显示。图9 数字显示电路用a/d转换技术，使用数字电压表芯片完成数字显示电路。数显式稳压电源采用模数转换的方法将直流稳压源的输出电压以数 字的形式显示出来。a/d转换器就是将模拟信号转换成数字信号的电路。a/d转换过程包括取样、保持、量化和编码4个步骤，一般，前2个步骤在取样-保持电路中1次性完成，后2个步骤在a/d转换电路中1次性完成。根据icl7107的内部电路结构，可以将a/d转换的工作过程分三个阶段，即采样阶段、积分阶段和休止阶段。芯片icl7107采用双电源供电，能输出较大的电流，适合于驱动发光二极管数码显示器，并且icl7107芯片内部包括7段译码，可以用硬件译码的方法接驱动发光二极管数码显示器。本设计采用三位半数码管显示。电路参数计算：（1）确定稳压电路的最低输入直流电压ui,minui,min 代入各指标，计算得ui,min 13.23 v（2）确定电源变压器副边电压、电流及功率。输出电流0.5a，输出电压12v，由上分析，可选购副边电压为16v，功率为8w的变压器。选整流二极管及滤波电容。（3）因电路形式为桥式整流电容滤波，通过每个整流二极管的反峰电压和工作电流求出滤波电容值。已知整流二极管1n4007，其极限参数为urm=50v，id=5a。（4）过流保护电路分析设定电阻r0.7v是选取的pnp型三极管s8550的导通电压r 1= 0.7v/700ma = 1当电流 0.7a时，三极管不导通，电流直接供给lm2596-adj当电流 0.7a时，由于在r两端产生了0.7v以上压降，三极管导通，在滑动变阻器上产生压降后，电位器控制端（即可控硅控制端）电压比阴极高6v，可控硅导通，使继电器电磁线圈中产生磁场，将开关由“常闭端”吸到“常开端”，稳压电路断开。修改好电路后，压下复位开关，可控硅上的电流消失，继电器的磁性消失，开关回到常闭端。（5）滑动变阻器rw与定值电阻r7的选择由于vout=vref(1+r2r1)r2=750欧1k（1%），则r3可以采用一个1k的滑动变阻器。1. 稳压器功耗估算当输入交流电压增加10%时，稳压器输入直流电压最大uimax = 1.1161.2=21.12v所以稳压器承受的最大压差为：uimax uomin =21.12v最大功耗为：（uimax uomin）iimax = 21.120.7a = 14.784w故选用散热功率为16w的散热器,但考虑到接入负载后压降会更大，所以要选用大功率的散热片。5 单元电路的级联设计5.1 数字显示部分的测试：采用实验室内的直流稳压电源给数字显示部分提供电源以及测试输入，测试中出现的错误以及解决方法如下：在数码显示部分焊接完成之后第一次接电源测试之前，整体检查电路，发现滑线变阻器已经坏了，相当于没有接入电阻，原本30号与31号之间是通过滑线变阻器分压接入7107芯片的。我们及时改正了此处错误再次检查觉得没有错误之后，接上电源和地线，显示部分毫无反应，于是我们用示波器测试芯片7107的部分管脚，发现了一个问题：32号端口没有接地排除了上一个错误后，第二个数码管的小数点依然没有显示，而且接入电源时会出现电源线和地线短路的现象，第二个数码管也因此烧坏了。检查了几遍原因之后，我们发现第二个数码管的小数点接地部分没有接入电阻，后来我们又加了一个330欧的电阻，再次测的时候我们发现数码管能正常显示。5.2 整体测试由于焊接过程中，出现了lm317芯片的1号管脚接的滑线变阻器有一个点没有接入电路，所以不管自己怎么调试本来可以连续输出020伏左右的线路不可调，一直显示19.07伏的电压当各个模块连接到一起时。由于要把输入输出线连接在一起从新焊接，导致焊锡脱落，与另一底线端连接。发生短路现象，导致无电压输出，无显示。后经检查电路发现错误并改正，电压表显示部分显示正常由于过流保护电路已开始断路，未工作。没有起到保护作用，导致当电流过大时，继电器未断开电路，电流烧掉s8550三极管。经改变开关的连接方式后，三极管不再过热导致烧掉我们lm7805芯片接的散热片太小，导致接入电路时出现了芯片过热的现象，分析一下原因，可能是电路接法的原因，可是检查了一遍电路之后，我们又发现电路没有焊接错误由于一开始为加上散热片而焊接芯片，导致加上时，散热片与元件有连接，这将会导致元件由于热传递而烧掉。经过将芯片的后移，散热片与元件无任何接触，散热良好6 设计总结在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础在这次设计过程中，体现出自己单独设计的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在此感谢我们老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次课程设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。参考文献1路勇. 电子电路实验与仿真. 北京：清华大学出版社，20042李金平. 模拟集成电路基础. 北京：清华大学出版社，20033陈同占,吴北玲，养雪琴，等. 北京：清华大学出版社，20034张宪，何宇斌. 电子电路制作指导. 北京：化学工业出版社，20065谢自美. 电子线路设计实验测试. 武汉：华中科技大学出版社，20066 彭介华.电子技术课程设计指导.高等教育出版社，19977 李哲英等实用电子电路设计北京：电子工业出版社,19971附 录东北石油大学课程设计成绩评价表课程名称电 子 技 术 课 程 设 计题目名称小信号线性稳压电源学生姓名学号指导教师姓名职称副教授讲师序号评价项目指 标满分评分1工作量、工作态度和出勤率按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。202课程设计质量课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确。453创新工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值。54答辩能正确回答指导教师所提出的问题。30总分评语：指导教师： 年 月 日- 欢迎下载资料，下面是附带送个人简历资料用不了的话可以自己编辑删除，谢谢！下面黄颜色背景资料下载后可以编辑删除x x x 个 人 简 历个人资料姓 名：xxxx婚姻状况：未婚照片出 生：1987-06-24政治面貌:团员性 别：男民 族：汉学 位：本科移动电话：专 业：英语电子邮件：地 址： 教育背景2006.9-2010.6吉林工程技术师范学院-外国语言文学系主修课程本科阶段主修大学英语精读，大学英语泛读，英语口语，英语听力，英语写作，英语口译，翻译学，词汇学，语法学，英美概况，英国文学，美国文学，语言学，日语，中外名胜。特长及兴趣爱好除了有专业的英语方面知识外，我在校生活部工作一年, 在系宣传部和秘书处各工作一年。为全面发展，大三上学期，我加入系文学社，参于了我系心韵杂志的创刊和编辑工作。在这些活动中锻炼了我的领导和团队协作能力，学会了更好的与人相处，这些在我以后的工作中一定会有很大的帮助。计算机能力能熟悉使用office工具以及photoshop、flash等软件。获国家计算机二级等级资格证书。外语水平通过英语专业四级考试，能熟练进行听说读写译。奖励情况：2007-2008 优秀学生会干部 200807 师生合唱比赛一等奖普通话水平测试等级证书英语专业四级证书自我评价x x x 个 人 简 历个人资料姓 名： 婚姻状况：未婚出 生： 政治面貌：团员性 别： 民 族：汉学 位： 移动电话：专 业： 电子邮件：地 址：教育背景2006.9-2010.6吉林工程技术师范学院-外国语言文学系主修课程大学英语精读，大学英语泛读，英语口语，英语听力，英语写作，英语口译，翻译学，词汇学，语法学，英美概况，英国文学，美国文学，语言学，日语，中外名胜。能力及特长这要写你明你有什么样的能力及经验，最重要就是告诉用人单位，你会做什么？计算机能力能熟悉使用office工具以及photoshop、flash等软件。获国家计算机二级等级资格证书。外语水平通过英语专业四级考试，能熟练进行听说读写译。奖励情况2007-2008 优秀学生会干部 200807 师生合唱比赛一等奖普通话水平测试等级证书英语专业四级证书实习经验（或实践经验或兼职经验）这里写上你的实习经验或实践经验或兼职经验等信息吧，标题自己起一个贴切的。自我评价本人性格开朗、稳重、有活力，待人热情、真诚。工作认真负责，积极主动，能吃苦耐劳。有较强的组织能力、实际动手能力和团体协作精神，能迅速的适应各种环境，并融入其中。我不是最优秀的，但我是最用功的；我不是太显眼，但我很踏实；希望我的努力可以让您满意。这里不要照抄哦，不会写自我评价的朋友，你可以访问http 这里有很多自我评价范文可以参考。（按住键盘的ctrl键，再用鼠标点链接就可以直接打开网站，不用复制到浏览器的。）本人性格热情开朗、待人真诚，善于沟通，应变能力较强。懂得珍惜拥有的一切。b内张型鼓式制动器c湿式多片制动器d浮钳盘式制动器289.零配件市场上的主要价格形式（abc）a厂家指导价b市场零售价c配件厂价格290.油漆出险桔皮皱，即表面不光滑，可能的原因（ d ）a涂装间通风国强b稀释剂干燥速度过快c稀释剂干燥速度过快慢d一次喷涂过厚291.汽车的动力性能包括（acd）a最高车速b平均车速c加速时间d能爬上的最大坡度292.车险定损核价运作规范规定事故车辆修复费用包括（abcd）a事故损失部分维修工时b事故损失部分需更换的配件费c残值d税费293.车辆全损或推定全损案件， 在确定损失前，应该了解（abd）汽车信息a了解车辆购置时间、价格b取得车辆的购置发票或其他证明c了解车辆的购置渠道d了解车辆的所有人294.机动车电器故障引起火灾的主要原因有（bc）a电瓶故障b线路故障c电器元件故障d日光聚集295. 车险定损核价运作规范规定对残值处理的原则（ab）ba所有残值归被保险人所有，保险人在维修费中扣除b事故车辆更换的配件由保险人收回后不计入残值之内c所有配件必须折旧卖给被保险人d所有配件必须折旧卖给维修厂或废品收购站296.从火灾原因调查的角度，汽车火灾的原因分（abcd）a机械故障类（如发动机过热）b电器类（线路老化短路）c人为类（纵火）d交通事故类（碰撞、倾覆、货物引起）297.对汽车整车进行测量非常重要的平面（d）?a基本面b中心面c零平面d下平面298.机械配件的基本维修原则（abcd）a超过配合尺寸，通过加工也无法得到装配技术要求b变形通过矫正无法保证使用性能和安全技术要求c断裂无法焊接或焊接后无法保证使用性能和安全技术要求d转向等涉及到安全的所有发生变形的配件299.被保险人可依据哪些有效证明作为领取赔款的凭证（a）aca居民身份证b有效驾驶本c户口薄300.驾驶员未取得驾驶资格包括哪些情况（abcd）abca无驾驶证b驾驶车辆与准驾车型不符c公安交关部门规定的其他属于非有效驾驶的情况d驾驶证丢失301.车险网上理赔系统录入的要求有哪些（abcde）a查勘时间照片最佳大小为60-80kb扫描仪设置方档最佳大小100-150kc索赔申请书应当由当事驾驶员在第一时间亲笔填写d车损照片的拍摄必须符合车险定损核价运作规范的相关规定e驾驶证，行驶证应尽量在查勘环节第一时间采取原件拍摄 判断题 1. 185/65r14，其中r代表radial：表达轮胎纹络为放射状的又称“子午线”() 2. 检查安全气囊系统故障时，必须先拆下蓄电池负极，再使用仪器读出故障代码。() 3. 路面附着性能越好，汽车抗热衰退性能越好。() 4. 废气再循环的作用是减少hc、co和nox的排放量() 5. 机动车辆保险条款（2005版）中,保险车辆发生事故,应当由第三者负责赔偿但确实无法找到第三者的,赔偿处理时实行30%绝对免赔率（） 6. 受害人无固定收入的，按照其最近二年的平均收入计算；() 7. 营运机动车在规定检验期限内经安全技术检验合格的，不再重复进行安全技术检验() 8. 本公司与被保险人就赔款金额协商确定并赔偿结案后，受害人又就同一事故向被保险人提出赔偿请求的，本公司可二次追加赔付（） 9. 维修车辆竣工结帐后,驾驶员驾驶车辆从修理厂开出时与一辆车辆相撞,因碰撞地点还在修理厂内,我司不负赔偿责任.（） 10. 机动车辆保险条款（2005版）基本险有四个独立险种（）11用于支付公安交管部门逃逸案件处理费用的特殊案件可视金额参照本机构核赔权限进行审核（）12.四冲程发动机的做工冲程中，曲轴带动活塞从上支点向下至点运动，此时进气门关闭（）13.当汽车在一般条件下行使时，应选用双速主减速器中的高速档，而在行使条件较差时，则采用低速档（）14.评价汽车