武汉理工大学模电课设报告范文.docx

多路输出直流无压电源的仿真与实现课程设计任务书学生姓名： 彭雪峰 专业班级： 电子1103班 指导教师： 王绪国 工作单位： 信息工程学院 题 目: 多路输出直流稳压电源的设计仿真与实现 初始条件： 可选元件：变压器/15W/12V；整流二极管或整流桥若干，电容、电阻、电位器若干；根据需要选择若干三端集成稳压器；交流电源220V，或自选元器件。可用仪器：示波器，万用表，毫伏表等要求完成的主要任务: （1）设计任务根据技术要求和已知条件，完成对多路输出直流稳压电源的设计、装配与调试。（2）设计要求 要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50Hz交流电转换为多路直流稳压电源输出：12V/1A，5V/1A，一组可调正电压+3+18V/1A。 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。 利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。 安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。 选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。时间安排：1、 第18周前半周，完成仿真设计调试；并制作实物。 2、 第18周后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告，进行验收和答辩。指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日摘要集成直流稳压电源的设计与制作1 绪言 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。集成稳压器的种类很多，应根据设备对直流电源的要求来进行选择。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。而在这种类型的器件中，又以三端式稳压器应用最为广泛。2 设计要求1.初始条件：可选元件：变压器/15W/12V；整流二极管或整流桥若干，电容、电阻、电位器若干；根据需要选择若干三端集成稳压器；交流电源220V，或自选元器件。可用仪器：示波器，万用表，毫伏表等2要求完成的主要任务: （1）设计任务根据技术要求和已知条件，完成对多路输出直流稳压电源的设计、装配与调试。（2）设计要求 要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50Hz交流电转换为多路直流稳压电源输出：12V/1A，5V/1A，一组可调正电压+3+18V/1A。 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。 利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。 安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。 选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。3 总体设计思路LM317型稳压器电源能够输出可调的直流正电压，它内部含有过流，过热保护，输入电压为正负15V，输出为1.25（1+Rp/R）；可输出1.237V电压。lm7812、lm7805分别可以输出正12V和正5V电压，lm7912、lm7905分别可以输出负12V和负5V电压。有以上可知可以将LM317稳压器并联达到同时输出正负12V、正负5V及可调电压的要求。 直流稳压电源设计思路（1）电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。（4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。其中：（1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。（2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电（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。（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。4单元电路集成稳压电源有四部分组成如下图图1.2稳压电源的构成图图1.3整流及稳压过程4.1电源变压器电源变压器是将输入的220V交流电压U1转变为整流电路所需要的交流电压U2。但是变压器有一定的功耗所以它的输出功率要小于输入功率即： =P2/P1。P2是变压器的副边的功率，P1是变压器原边的功率。因为此时输出多端所以选择中间抽头的多路输出变压器。输出12V、和24V对应于78、79系列和LM358系列4。4.2 整流电路单相桥式整流电路如下图，四肢整流二极管D1D4形成电桥。在V2正半周。电流从变压器副边线圈上端流出，只经过D1流向RL,在由D3留回变压器，所以D1、D3正向导通，D2、D4反偏截止。在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。电流通路用实线箭头表示。同理在V2负半周时，D2、D4正向导通，D1、D3反偏截止。在负载上产生上正下负的输出电压。电流通路如图的虚线箭头表示。综上可知输入端经变压器后在副边得到了一个单向的脉动电压。 图1.4整流电路图图1.5桥式整流电路的工作波形4.3 滤波电路 经过整流的脉冲电压纹波很大要经过滤波电路的滤波作用，在这里选择用电容滤波，适合小电流负载。 图1.6 RC滤波电路4.4 稳压电路由于输出地直流电压会随着稳压电路的波动、负载和温度发生变化而变化，所以，为了维持输出直流电压稳定不变，还要加上稳压电路。集成稳压器在使用中普遍使用的是三端稳压器。可以分为固定式和可调式，按正负的输出电压还可分为CW317、CW337、LM317、LM337。其中317系列稳压器可以连续输出可调正电压，337系列则是可调负电压。它们的可调范围为1.237V，最大输出电流为1.5A。三端集成稳压器还有78、79系列分别对应正电压输出和负电压输出. 79系列和78系列的外形相似但是连接不同，79的1端接地，2端接负的输入。3端接输出。图1.7可调式三端稳压器的引脚图级应用电路5：相关元器件的选择5.1集成稳压器的选择选择稳压器型号为LM7805、LM7812、LM7905、LM7912和LM317。78系列分别输出正5V和正12V，79系列分别输出负5V和12V。317系列则输出1.237V的可变电压，最大输出电流为1.5A5.2 电源变压器的选择Uomax+(Ui-Uomin)UiUomin+(Ui-Uo)max 18V+3VUi3V+40V21VUi43VU2Uimin/1.1=21/1.1=19.09V取U2=20则P=20W，所以选取15V/25W的变压器即可。5.3整流二极管及滤波电容的选择由于Urm=1.41424=33.936V，I=1A，的反向击穿电压UrmV，额定工作电流ID=1A，所以整流二极管选择。I=1A,T=0.02s,电路中滤波电容承受的最高电压时1.41424=33.936V所以选择电容的耐压值应该大于34V所以选择1000uF/50V的电容。因为大容量电解电容有一定的绕制电感分布，易引起自激振荡，形成高频干扰。所以稳压器的输入断肠并入辞职小容量电容来抵消电感效应，一直高频干扰。6:焊接调试6.1 元件的安装:1）.元件焊接部位上锡。2）.要注意电解电容器的极性和晶体管的管脚不要插错。3）.焊接元器件时保留元器件引线的适当长度,焊点要光滑,防止虚焊和搭锡6.2元件的调试:通过220v，50hz的市电后，稳压器功率很大，很烫，于是我在每个稳压管后加了散片。虽然没有出现烧毁，爆炸等问题，但是实物依旧没有工作。没有输出波形！7：元件清单表2元器件列表元器件名称型号数量电阻240 1滑动变阻器1K 2电容 470uF5电容10uF10集成稳压器Lm7805，lm78121集成稳压器Lm7905，lm79121三极管TIP321集成稳压器LM3171二极管1N400118八：原理图：输出正负12V输出正负5v输出可调电压九： 个人心得体会在没接触过焊接技术时候想当然的认为很容易，谁知道自己要查资料，自己买元件，自己焊接，自己调试。自己找错误。有许多曾经没有遇到过的事情。同时在购买元器件的过程中有很多的不便，比如没有预定的原件或者原件的性能不符等，这就要求我们要善于变通，用不同的角度来考虑问题从而达到预定的效果。在这为期一周的课程设计中我深深的感觉到自己专业知识的匮乏，对一些工作感到无从下手，茫然不知所措，这时才真正领悟到学无止境的含义，千里之行，始于足下。这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。这次课程设计终于顺利完成了，虽然在设计中遇到了很多问题，但是都被我们一一克服。同时，这次课程设计中让我深有体会的是，我明白了理论知识和实践不能混为一谈，要想具备纯熟的动手技能，理论知识是必不可少的，反过来，具备了理论知识并不等价于你就能顺理成章，独立的完成一次课题设计。所以说，平时对专业理论知识不可以死记硬背，要学以致用，在牢固的理论知识的基础上，提高自己实践动手分析问题，解决问题的能力。十：参考文献1周政新电子设计自动化实践与训练（第三版）北京：中国民航出版社，20022童诗白模拟电子技术基础（第二版）北京：高等教育出版社，19883谢