模拟电路课程设计报告

1、模拟电路课程设计报告半导体直流稳压电源的设计和测试专业年级:学生姓名:学号：18目录设计任务.3一设计目的与要求.3二.设计提示.3三.设计报告要求.5四.设计总结.5方案的设计与论证 .5一.方案的总体分析 .5二.方案的确定.5三.参数的确定. 11原理图.14元件清单.14电路的调试与检测.15一 调试前的检测 .15二.调试：通电观察.15三技术指标的测量.16心得体会.17参考文献18 1谢自美主编电子线路设计、实验、测试第二版武汉：华中科技大学出版社，2000设计任务半导体直流稳压电源的设计与测试一设计目的与要求一设计目的与要求一) 设计目的1、学习直流稳压电源的设计方法；2、研究

2、直流稳压电源的设计方案；3、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法；二)设计要求与技术指标1.技术指标：要求电源输出电压为士12V(或士9V /士5V), 输入电压为交流220V,最大输出电流为lma=500mA纹波 电压V)P-PW5mV稳压系数Sr（35）T/2R,T=1/50=0.02s,RV2/lomax=15/0.5=30Q,所以C11667uF,取C1=2200uF为了防止稳压器产生高频自激 振荡和抑制电路引入的高电频，电路中接入C2=0.1uF,C3=470uF电容的作用是瞬时增减负载电流时不会引起输出电压有较大的波动。滤波原理：交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既

3、有直流成分又有交流成份。滤波电路利用储能元件电容两端的电压（或通过电感中的电流）不能突变的特性，将电容与负载R并联（或将 电感与负载R-串联），滤Ug叱叱UMUD1jjT图 4.桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形（三）滤波电路的确定T +掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的a+J图5.滤波电路/AAA1111i11111V V V/ /充电结束充电结束11 J j fAf11ti图 6. RL未接入时，忽略整流电路内阻，设tl时刻接通电源 U2及 Uo的波形RL接入时，电容通过R放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，U0

4、会逐渐下降，波形如下图所示图 7. RL接入（且 RC 较大）时 U2及 uo的波形电容滤波电路的特点：（a） uL与RC的 关系：R-C愈大C放电愈慢UL（平均值）愈大一般取：RC（3-5）T/2 （T:电源电压的周期）近似估算：uL=1.2U2图 8.滤波波形（b）流过二极管瞬时电流很大整流管导电时间越短iD的峰值电流越大图 9.输出特性输出波形随负载电阻RL或C的变化而改变，uo和S也随之改 变。如：RL愈小（iL越大）,uo下降多，S增大。结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载 变动不大的场合。（四）稳压电路的确定穩压电路的作月:52稳压器:W78系列（输出正电压）；

5、W79系列（输出负电压）输出为固定正电压时的接法如下图所示。W78XX=Cj0 1“1珂珂W7800系列稳压器基本接线图系列稳压器基本接线图输出为固定正负电压时的接法如图下图所示CH-+lwF交流整流脉动滤波有波纹的稳压直流电压0直流电压=直流电压0电压图10穩压电路的作月:52W78XX21CQW79XX1 卜正负自玉同时输出电路Vi=Vop-p ViVo S=2.4V三.参数的确定（一）变压器参数的计算输出到副边其中：P2是变压器副边的功率，P是变压器原边的功率。一般小型变 压器的效率如表2所示：表2小型变压器的效率副边功率P210VA1030VA30 80VA80200VA效率0.60.

6、70.80.85因此，当算出了副边功率P2后，就可以根据上表算出原边功率P。在 这个课程设计中取U=12V,I2=0.5A，变压器副边电压P212U2=6W则R=10W为留有余地选择12V/20W的变压器。（二）滤波电容参数的计算滤波电容的容量可由下式估算：C= *VPp，式中VP-P稳压器输入端纹波电压的峰-峰值；T电容C放电时间，t=T=0.01S电源变压器的效率电源变压器是将220V, 50HZ交流电压降压后IC电容C放电电流于1.4 V2。,可取Ic=lomax，滤波电容C的耐压值应大在本实验中S二VoViViVo式中，Vo=5V、Vi=12V、/op-p=5mV所以滤波电容C=lct

7、Mp-p=lomaxtAVip-p=0.002083F,C的耐压值应大于1.4 V2=14v。 由于之前模电实验可知，我们在实际制作过程中采用2200尸的电容滤波效果就比较好了，所以此实验中我们也选 择2200 pF的电容。(三)稳压器的选择78XX系列和79XX系列为固定式三端稳压器，可分别输出正电压 和负电压。此实验中，稳压器选择LM7812、LM7805、LM7912、LM7905。a、稳压电源的性能指标的测试(1)、输出电压的测量接通220V的电源，用数字万用表对所设计的电路实物进行测试， 得到正源输出电压为+10.50V，负电源输出电压为-10.48V。(2)、内阻的测量在输入交流为

8、220V,分别测得负载电流为0及最大值时的Vo,即用开短路法可测得电源内阻。测得数据如下：lA+=0.22A，VO+=10.50VlA-=0.218A，VO-=10.48V根据以上数据可得电源内阻为：r+=VO+/IA+=10.50V/0.22A = 47.70Qr-=VO-/1A-=10.48V/0.218A =48.01Q(3)、稳压系数的测量稳压系数是指在负载电流丨0、环境温度T不变的情况下，输入 电压的相对变化引起输出电压的相对变化，即稳压系数SV=(VV。)/(V/VI)IO=常数，T二常数S的测量电路如图11所示图11测试过程是：先调节自耦变压器使输入电压增加10%,即V=242V

9、,测量此时对应的输出电压VO；再调节自耦变压器使输入 电压减少10%，即V = 198V,测量此时对应的输出电压 匕2,然后再 测出V=220V时对应的输出电压VO,则稳压系数SV=(VO/VO)/(V/Vi)=220/(242-198)(Vg NO根据上述测量方法，可对正负双电源进行测试，测试数据如下：当V = 198V时，测得数据为：VO1+=10.12 V，V01-=10.09V当V=242V时，测得数据为：VO2+=10.14V，VO2-=10.11V当V=220V时，测得数据为：VO+=10.00V，VO-=9.98V由以上所测数据，可得稳压系数为：SV +=(VO+/VO+)/(V

10、/Vi)=220/(242-198)(V01+-V02+)/V+0.00167S-=(VO-/VO-)/(V/Vi) 220V自璃变压器自璃变压器被;期稳压电源椎线变阻器=220/(242-198)(V01-V02-)/V。-0.00168原理图直流稳压电源原理图+12/+5 直流稳压电源原理图元件清单元件名称元件型号与数目变压器12V 交流变压器一个整流桥一个L_L心片CW7812 CW791、CW7805CW7905 各一个电容2200uF 电解电容两个、0.1uF 电容四个、470uF 电解电容两个电阻1k 四个发光二极管四个插座12 个开关一个电路的调试与检测一.调试前的检测电子安装完

11、毕，通常不宜急于通电，先要认真检查一下。检查内容包 括：（一）连线是否正确1）检测的方法通常有两种方法： 这种方法的特点是， 根据电路图连线， 按一定顺序一一检查安装好的 线路，由此，可比效容易查出错线和少线。2）按照实际线路来对照原理图电路进行查线 这是一种以元件为中心进行查线的方法。 把每个元件引脚的连线一次 查清，检查每个去处在电路图上是否存在， 这种方法不但可以查出错 线和少线，还容易查出多线。为了防止出错，对于已查过的线通常应 在电路图上做出标记，最好用指针式万用表“欧姆1”档，或用数字 万用表的“二极管档”的蜂鸣器来测量元器件引脚，这样可以同时发 现接触不良的地方。（二）器件的安装

12、情况（1）检查元器件引脚之间有无短路；连接处有无接触不良；二极 管的极性和集成元件的引脚是否连接有误。（2）电源供电，信号源连接是否正确。（3）电源端对地是否有短路的现象。注：在通电前， 断开一根电源线，用万用表检查电源端对地是否存在 短路。若电路经过上述检查，并确认无误后，就可以转入调试。二.调试：通电观察把经过准确测量的电源接入电路。 观察有无异常现象， 包括有无 冒烟，是否有异味， 手摸器件是否发烫，电源是否有短路现象等。 如果出现异常，应立即断电源，待排除故障后才能再通电。然后测量各路总电源电压和各器件的引脚的电源电压，以保证元器件正常工作（一）静态调试当连好电路板的线路时，先不要急着

13、通电，而应该从以下几个方 面进行检测：1）对照原理图，用万用表一一检查线路的各个接口是否接通，是 否有短路、断路或漏接的现象，如果有，因该及时改好电路连 线。2）对照原理图，检查各元件是否接正确。（二）动态调试接通220V的电源，用数字万用表对所设计的电路实物进行测试，得到正电源输出电压为+11.81V和+5.02，负电源输出电压为-11.91V和-4.96V。三.技术指标的测量（一）测量稳压系数先调节自藕变压器使输入的电压增加10%测量此时对应的输出电压Vol;再调节自藕变压器使输入减少10%测量此时对应的输出 电压Vo2,然后测量出Vi=220V时对应的输出电压Vo,则稳压系数为:VO/V

14、O220VolVO2Y -=- - Vi /Vi242 198 Vo（二）输出电阻的测量保持稳压电源的输入电压6 22CV，在不接负载R.时测出开路电 压U01，此时电流最小1。1=0;然后接上负载FL=30,测此时输出电流IO2最大，测出出输出电压U2和输出电流I02，则输出电阻为：U01U02U01U02RoIo1Io2I02（三）纹波电压的测试波器观察U的峰峰值，（此时Y通道输入信号采用交流耦合AQ,测量厶U0p-p的值（约几mV心得体会这次课程设计我学到了很多，主要有以下几个方面的收获：1)更加深刻的掌握了理论知识。在做直流稳压电源之前，尽 管我对直流稳压电源的原理非常熟悉， 但还是在

15、设计的时候遇到了各种各样的困难， 使我 不得不通过阅读其他的书籍来补充自己的理解。 通过对不同的方案的 比较以及不断的仿真， 我们最终确定了用固定式三端稳压管来完成了 这次课程设计。 在这个过程中， 我深刻地体会到只有对原理的每个环 节都了如指掌，才能做到万无不失。2)对Protel软件有了更加全面的了解。Protel软件的功能 非常强大，在做课程设计之前，我只知道如何用它来画电路的原理图。 因为这次课程设计要做实物，所以通过从图书馆借书和网上下载视频， 我学会了如何用Protel来绘制原理图、如何创建自己的元件库、如 何给元件封装以及如何绘制PCB印制板电路图等。这为我以后做其他 的电子设计打下了基础。3)学会了如何用万用表来检查电路的错误。由于各种各样的 原因，比如说原理图不完善，在绘制PCB图出现错误，元器件安装错 误，焊接时出现虚焊等，我们做出来的实物总是存在这样或那样的毛 病。通过万用表，能使我们能快速的找出原因，并做出改正。4)提高了自学以及查找资料的能力。这次课程设计的内容虽 然大多数是我们已经学过的内容， 但是还有一部分内容是我们没有学 过的，或者说我们自己可以找资料查资料通过自学来设计一种更加好 的方案。所以通过这次课程设计， 确实提高了我们查找资料自学的能 力。认识到团队合作的重要性。 在这次课程设计当中， 我遇到了各种各样 的困难，比如说原理图仿真