固定稳压直流电源

1、成绩课程设计说明书 题 目：固定直流稳压电源设计 课程名称： 课程设计 学 院：电子信息与电气工程学院学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 时间：2015年06月01日2015年06月14日11课 程 设 计 任 务 书设计题 目循环彩灯电路设计学生姓名所在学院专业、年级、班级设计要求：1. 设计制作一个固定直流稳压电源。2. 要求当输入电压为220V频率为50HZ的交流电压时，输出直流电压为+15V、-15V（+5V、-5V）两种稳压电源。输出最大电流为1A。3. 波纹电压小于10V，稳压系数小于5%。学生应完成的任务：完成固定直流稳压电源设计制作，利用Multisim软件进行电路功

2、能仿真，利用Altium Designer软件绘制电路原理图，设计制作电路的PCB板，对电路进行安装、调试，并提交课程设计报告。参考文献：1 童诗白.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社,2005. 2谷树忠，倪虹霞Altium Designer教程-原理图，pcb设计与仿真、电子工业出版社，20133 秦长海，张天鹏，翟亚芳.数字电子技术M.北京：北京大学出版社,2012.工作计划：06月01日-06月02日，利用Multisim软件完成电路功能仿真；06月03日-06月05日利用Altium Designer软件完成电路原理图设计和PCB板设计；06月08日-06月10日完成PCB板制

3、作、电路安装与调试工作；06月11日，总结书写课程设计报告。任务下达日期：2015年 06 月 01 日任务完成日期：2015年 06 月 12 日两个日期要对齐。 指导教师（签名） 学生（签名）：黑色签字笔，手写。（设计题目）二号黑体加粗，段前段后一行，1.5倍行距摘 要：设计了一个固定直流稳压电源电路，该电路可以实现整流滤波稳压功能。该电路主要由整流二极管1N4001、滤波电路、稳压芯片7805,7905构成，其中整流电路用整流二极管1N4001.器件实现，滤波电路由滤波电容实现，稳压电路由稳压芯片7815,7915实现。经Multisim仿真测试，该电路可以实现整流滤波稳压功能。利用Al

4、tium Designer软件对电路进行了原理图设计和PCB设计，并对电路进行了安装和调试，调试结果正常，成功将220V输入电压转化为15V输出电压。关键词：固定直流稳压电源；整流滤波稳压；电路仿真；PCB设计四号黑体，1.5倍行距。目 录定格写，段前一行，段后一行，1.5倍行距。下面不留空格。 1. 设计背景52.设计方案52.1 电源变压器62.2 整流电路62.3 滤波电路62.4 稳压电路73. 方案实施73.1 Multisim仿真73.2 Altium Designer的设计制作83.3电路板的规划94.结果与结论95.收获与致谢106. 参考文献10 7. 附件101. 设计背景

5、电子设备中需要直流电源，它们可以采用干电池、蓄电池或其它直流能源供电。但这些电源成本高，容量有限，在有交流电网的地方，一般采用将交流电变为直流电的直流稳压电源。相应的，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。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）。脉动大的直流电压须经过滤波、稳压电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。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。2.设计方案黑体三号，段前1行，段后1行，1.

6、5倍行距。图1直流稳压电源是由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。电源变压器是将交流电源电压变换成符合整流、稳压需要的交流电压；整流电路是将变压器二次侧交流电压变化为单向脉动电压，其中整流元件常采用具有单向导电性的晶体二极管或晶闸管；滤波电路是为了减小整流输出电压的脉动程度，采用滤波电路减小脉动电压的纹波幅度，以适应负载的需要；稳压电路是当交流电源电压波动或负载变化时，通过稳压电路使直流输出电压稳定。在某些对直流电压的稳定度要求不高的电子电路中，稳压电路可以采用简单的稳压管稳压电路或不需要稳压环节。2.1 电源变压器电源变压器是将交流电网220V的电压变成所需要的电压值，并送给

7、整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。2.2 整流电路整流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图2所示。在U2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；U2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。电路的输出波形如图3所示图2图3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。电路中的每只二极管承受的最大反向电压约为反向击穿电压的一半或三分之二（U2是变压器副边电压有效值）。2.3 滤波电路滤波电路选用一个2200F的大容量电解电容C1和一个0.1F的小电容量

8、涤纶CL11型电容C2并联滤波，如图4所示。理论上，在同一频率下容量大的电容其容抗小，这样一大一小电容相并联后其容量小的电容C2不起作用。但是，由于大容量的电容器存在感抗特性，等效为一个电容与一个电感串联。在高频情况下的阻抗反而大于低频时的阻抗，小电容的容量小，在制造时可以克服电感性，几乎不存在电感。在大电容C1上并联一个小电容C2可以补偿其在高频下的不足。当电路的工作频率比较低时，小电容不工作（容抗大相当于开路）。大电容的容量越大滤波效果越好。当电路的工作频率比较高时（输入信号的高频干扰成分），大电容由于感抗大而处于开路状态。这时高频干扰成分通过小电容流到底线，滤除各种高频干扰成分。电路的输

9、出波形如图5所示 图4图52.4 稳压电路稳压电路选用三端集成直流稳压器7815、7915，本设计是把几个供电模块集成到一个供电电源上，能够同时提供固定输出+5V（最大输出电流0.3A）输出。当变压器变压后输出6.3V交流电，经整流桥，整流后输出约6V电压，滤波后有LM7805三端集成稳压电源处理，输出+5V电压，电流最大输出为0.3A。3. 方案实施3.1 Multisim仿真Multisim仿真图如下所示，输出正向电压+5.102V，输出负向电压-5.124V，由于元器件自身误差和测量误差，该器件大体上满足要求。图63.2 Altium Designer的设计制作一般设计程序是:首先根据实

10、际电路的复杂程度确定图纸的大小,即建立工作平面；然后从元器件库中取出所需元件放到工作面上,并给它们编号、对其封装进行定义和设定；最后利用Altium Designer提供的工具指令进行布线,将工作平面上的元器件用具有电气意义的导线、符号连接起来,对整个电路进行信号完整性分析,确保整个电路无误。截图如下：图73.3电路板的规划电路板规划的主要目的是确定其工作层结构,包括信号层、内部电源/接地层、机械层等。通过执行菜单命令DesignBoard Layers，在打开的对话框中可以控制各层的显示与否，以及层次的颜色等属性设置。截图如下：图84.结果与结论 通过这几天的设计制作，直流稳压电路可以成功实

11、现整流滤波稳压功能，并将220V输入电压转化为15V输出电压。同时也深深明白在完成任何一件事前要有明确的规划，拿这次课程设计来说 第一步，查找电路实验设计相关资料，了解实验原理，确定好实验设计方案，画出电路图，认真分析电路图并进行相关计算。第二步，先是查找资料及说明书，了解稳压直流电源的工作原理，设计范例，制作的注意事项和焊接工具的使用方法等。第三步，用Multisim仿真电路,用Altium Designer设计制作原理图、转印电路板，打孔，焊接检查等。第四步，仔细检查焊接结果后通电测试。5.收获与致谢这次课程设计培养了我们理论联系实际能力，提高了我们分析问题解决问题的能力，增强了我们独立工

12、作和团队合作能力。在这次课程设计中我们遇到了不少问题，例如到pcb板制作不符合要求焊接电路板是才发现少了地线，幸运的是在小组成员的合力商讨和指导老师的耐心指导下，我们一一克服了难关。同时也深深感受到课本上学到的很少的一部分，需要我们更加努力汲取相关的专业知识。在此，特别感谢小组成员的同心协力、老师的谆谆教诲和同学的热心帮助。让我们在这次课程设计中获益匪浅。6. 参考文献1 童诗白.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社,2005. 2谷树忠，倪虹霞Altium Designer教程-原理图，pcb设计与仿真、电子工业出版社，20133 秦长海，张天鹏，翟亚芳.数字电子技术M.北京：北京大学出版社,2012.7. 附件黑体三号，段前1行，段后1行，1.