模电课程设计示例

这个格式仅供大家参考，具体的请严格按照模板上的要求来写！！摘要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所组成。变压器把交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流脉动信号。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用多路输出直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在+3~+18V可调和实现固定输出电压（+5v与-5v）。关键词：直流；稳压；变压AbstractThedirectcurrentissteadytopressthepowersupplygeneralfrompowertransformer,commutatetheanelectriccircuitandsteady,presstheelectriccircuitconstitute.Transformerthelow-pressurealternatecurrentthatelectricvoltageneedwhenchangingintoinexchangesinelectricityinmunicipal.Commutatingthemachinechangeintothedirectcurrenttothealternatecurrent.Throughtheanempress,itissteadytopressthemachinechangeintothestabledirectcurrentelectricvoltageexportationtotheunsteadydirectcurrentelectricvoltageagain.Themainadoptioninthisdesignissteadytopressthesliceconstitutestogathersteadytopresstheelectriccircuit,passingtochangetopress,commutating,thewavesteadyranoverthedistanceanalternatecurrent,changeintothestabledirectcurrent,andrealizestheelectrivoltagecanbeadjustableinthe+3~+18Vs.Keywords:LM317;steadypress;changetopress.·1前言在大二的上学期我们学习了《模拟电子技术基础》，学习了直流稳压电源部分。直流稳压电源有电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分构成。在下图中，输入220V、50Hz的交流电通过电源变压器变为我们需要的电压、在经过整流电路将交流电压变为脉动的直流电压。因为次脉动的直流电压含有较大的纹波成分，必须经过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。但此电压还是会因为电网电压的波动、负载和温度的变化而变化。因此，在经过整流、滤波电路之后，还要接上稳压电路保证输出稳定的直流电压。这次的设计要求输出±5V/1A，一组可调正电压+3~+18V/1A的电压电路，我们要熟悉电路知识，查阅资料，因此熟练地动手能力将给我们带来很大的帮助。通过这次的课程设计使我们在理论计算、结构设计等方面的能力得到了很好的提高。使得我们端正了学风，培养了严肃认证实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。图1-1集成直流稳压电路图2方案设计·2.1设计内容及要求=1\*GB3①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：±5V/1A，一组可调正电压+3~+18V/1A。=2\*GB3②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。（选做：用PSPICE或EWB软件完成仿真）=3\*GB3③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。·2.2方案设计与论证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1.2~37V电压。LM7805和LM7905都可以输出正5V电压。由以上可知可以将LM317及LM系列的稳压器并联达到正负5V及可调电压的要求。1．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。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，首先选用合适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。而第二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复杂，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，并且因为电源变压器在正、负半周内都有电流流过，所以变压器的利用率也高了。第二个方案比第一个方案要好，所以选择第二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由四部分组成如下图图3-1稳压电源的构成图 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。因为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.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（3-1）18V+3V≤Ui≤3V+40V（3-2）21V≤Ui≤43V（3-3）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。·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）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·6系统测试6.1调试所用的基本仪器万用表、杜邦线、平口螺丝刀、示波器等。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实验结果，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，所以有时会造成实验测量结果的误差。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，避免电线裸露在外面。·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，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块之间的联系以及元器件的选取，让我们更加进一步的了解直流稳压电源的工作原理和它的性能指标。但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。这次设计之后，我认识到自己只有在实践中才能真正的了解电路了解自己的知识掌握程度，加深对知识的理解程度。参考文献[１]周政新．《电子设计自动化实践与训练（第三版）》[M]．北京：中国民航出版社，２００２[２]童诗白．《模拟电子技术基础（第二版）》[M]．北京：高等教育出版社，１９８８[３]谢自美．《电子线路设计、试验、测试（第二版）》[M]．武汉