模电课程设计陈巍冉

本文格式为Word版，下载可任意编辑——模电课程设计，陈巍冉贺州学院

课程名称模拟电路课程设计授课学期2023学年至2023学年

第2学期

题目多路输出直流稳压电源系部物理与电子信息工程系专业通信工程_____________学姓

号0910618013名陈巍冉

指导老师王辉交稿日期2023年6月22日

目录

摘要…………ABSTRAT………………………1前言…………12方案设计……………………2

2.1设计内容及要求…………22.2方案设计与论证…………2

3单元电路…………………3.

3.1电源变压器………………43.2整流电路…………………43.3滤波电路…………………53.4稳压电路…………………5

4参数计算及器件选择……………………6

4.1集成稳压器的选择………64.２电源变压器的选择……………………64.３整流二极管及滤波电容的选择………6

5电路图设计…………………7

5.1仿真图……………………75..2设计原理图………………85.3PCB图……………………9

6系统测试…………………9

6.1调试所用的基本仪器……………………96.2测试结果…………………96.3测试结果分析……………9

7课程设计心得体会………10

方案比较：

方案一：先对输入电压进行降压，利用二极管的单向导电性，在变压器二次侧电压u2的正半周内，二极管正向偏置，处于导通状态，负载RL上得到半个周期的脉动直流电压和电流；而在u2的负半周内，二极管反向截止。二极管的单向导电作用将变压器二次侧的交流电压变换成为负载RL上的单向脉动电压，达到了整流的目的。滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压u3中的大部分纹波加以滤除。由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压UI会随着变化。因此，为了维持输出电压UI稳定不变，还需加一级稳压电路。稳压部分的单元电路由三端集成稳压管组成。

方案二：先对输入电压进行降压，首先选用适合的电源变压器将电网电压降低到所需要的交流电源u2，然后用单相桥式二极管对其进行整流，变成单向脉动电压u3，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的、脉动小的直流电压UI，稳压部分的单元电路由三端集成稳压管组成。

对以上两个方案进行比较，可以发发现第一个方案为单相半波整流电路，具备整流目的，但只在交流电压的半个周期内有电流流过负载。而其次个方案使用单向桥式整流电路，将交流电的负半周也利用起来，从而使整流电路输出电压的平均值得到提高。与单相半波整流电路比，单相桥式整流电路的结构较繁杂，但其优势在于输出电压较高，脉动小，整流二极管所承受的最大反向电压等于二次侧电压的峰值，并且由于电源变压器在正、负半周内都有电流流过，所以变压器的利用率也高了。其次个方案比第一个方案要好，所以选择其次个方案作为本次课程设计的方案。

·3单元电路

集成稳压电源有四部分组成如下图

图3-1稳压电源的构成图

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图3-2整流及稳压过程

·3.1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。由于至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LM317系列。

·3.2整流电路

单相桥式整流电路如下图，四肢整流二极管D1~D4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3-3整流电路图

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图3-4桥式整流电路的工作波形

·3.3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3-5RC滤波电路

·3.4稳压电路

由于输出的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1.2~37V，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.

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79系列和78系列的外形相像但是连接不同，79的1端接地，2端接负的输入。3端接输出。

图3-6固定式三端稳压器的引脚图与应用电路

图3-7可调式三端稳压器的引脚图级应用电路

·4参数计算及器件选择

·4.1集成稳压器的选择：

选择稳压器型号为LM7805、LM7905和LM317。78系列输出正5V，79系列输出负5V。317系列则输出1.2~37V的可变电压，最大输出电流为1.5A。·4.2电源变压器的选择

Uomax+(Ui-Uomin)≤Ui≤Uomin+(Ui-Uo)max

18V+3V≤Ui≤3V+40V

21V≤Ui≤43V

U2≥Uimin/1.1=21/1.1=19.09V取U2=20则P=20W，所以选取24V/25W的变压器即可。·4.3滤波电容的选择

I=1A。T=0.02s,电路中滤波电容承受的最高电压时1.414×24=33.936V所以选择电容的耐压值应当大于34V所以选择1000uF/50V的电容。

由于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。

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·5电路图设计

·5.1仿真图

图5-1正负5V的部分仿真图

图5-2可调电压的部分仿真图（最小输出3V）

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图5-3可调电压的部分仿真图（最大输出18V）

5.2设计原理图

图5-4设计原理图

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5.3PCB图

图5-5PCB图

·6系统测试

6.1调试所用的基本仪器(1)数字式或指针万用表；(2)一字批。6.2测试结果

测得7805的管脚3与地之间的电压为+5V，7905的管脚3与地之间的电压为-5V，测得可调电压的范围为+2.5V~+19V。6.2测试结果分析

电阻、电容以及电位器的选择都会影响到试验结果，要通过仿真确定这些器件的大小后才能采用。由于7805、7905、317的电压变化范围很大，所以有时会造成试验测量结果的误差。为了安全起见，在插头与变压器连线接触的地方，最好用胶布把两根线分开粘好，在电路板与变压器连线的地方，要用硅胶封住，避免电线袒露在外面。

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·7课程设计心得体会

在没接触过焊接技术时候想当然的认为很简单，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。有大量曾经没有遇到过的事情，但还是自己通过努力做好了。

通过这次的课程设计了解了电源制作的整个过程，还有它的工作原理，在和课本上的知识对照更加理解了电源的原理。通过仿真软件ISIS对其仿真，检查错误等，也使得对此软件有了一个了解。但还是不是很熟悉要继续深层次的加深理解多运用软件进行电路的仿真。通过这次的课设方案，了解了直流稳压电源的方案论证和模