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1、武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书- 1 -课程设计任务书学生姓名： 专业班级：电子科学与技术 001 班指导教师： 工作单位： 信息工程学院 题 目: 多路输出直流稳压电源设计 一、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，或自备元器件。可用仪器：示波器，万用表，毫伏表二、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
2、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。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） 安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。三、时间安排：1、 年月日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。2、 年月 1日 至年月日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。3、 年月日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书- 2 -指导教师签名： 年 月
3、日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书- 3 -目 录摘 要41 绪 论52 设计内容及要求62.1 设计的目的及主要任务62.1.1 设计的目的62.1.2 设计的主要任务及性能指标62.2 设计思想63 方案设定7单元电路84.1 电源变压器8.整流电路8.滤波电路9.稳压电路10参数计算及器件选择115.1 集成稳压器的选择11. 电源变压器的选择11. 整流二极管及滤波电容的选择11电路图设计12课程设计心得体会13参考文献14元器件清单及相关参数15自我评价16武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书- 4 -武汉理工大学模拟电子技术基础
4、课程设计说明书- 5 -摘要本次试验从电源出发，利用学过的个中点血知识和有关经验，提出一项简单实用的多路直流电源设计方案，也是本次课程设计的目的。这次课程设计实在教师的指导下查阅资料、设计、焊接、和调试出来的电子电路。直流稳压电源是个经济实用并且可靠的一件事物制作。这次实物制作中用到了变压器、电容、二极管、整流桥、电位器、电阻、稳压器等元件，而且达到了预定的要求。最后通过仿真电路达到了电压转换、滤波、稳压输出和可调输出地性能要求 1。关键词：滤波；变压器；二极管；稳压输出；整流桥武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书- 6 -1 绪论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
5、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。在上图中，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 2。这次的设计要求输出12V/1A，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
6、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 3。图 1-1 集成直流稳压电路图武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书- 7 -2 设计内容及要求2.1 设计的目的及主要任务2.1.1 设计目的学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力；学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。2.1.2 设计的主要任务及性能指标 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
7、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。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） 安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。2.2 设计思想首先根据已学知识进行理论计算和电路图的绘制，完成电路仿真检查错误及改正最后得出正确的参数及电路图。焊接完成后进行参数的检测最后写出报告。武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书- 8 -3 方案设定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 1.23
8、7V 电压。CW7812、CW7805 分别可以输出正 12V 和正 5V 电压，CW7912 、CW7905 分别可以输出负 12V 和负 5V 电压。有以上可知可以将 LM317 级 CW 系列的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。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）
9、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。武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书- 9 -4 单元电路集成稳压电源有四部分组成如下图图
10、 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 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
11、 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。武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书- 10 -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 1-5 RC 滤波电路4.4 稳压电路武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书- 11 -
12、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 1-6 固定式三端稳压器的引脚图与应
13、用电路 5图 1-7 可调式三端稳压器的引脚图级应用电路武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书- 12 -5 参数计算及器件选择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)max18V+3VUi3V+40V21VUi43VU2Uimin/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。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 1
