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1、存档资料 成绩： 华东交通大学理工学院课 程 设 计 报 告 书所属课程名称 电子技术（电工学） 题 目 直流稳压电源 专业班级 09 级材料 1 班 学号 20090410210117 学生姓名 孙 军 华 指导教师 徐 涢 基 2012 年 1 月 4 日 华东交通大学理工学院课程设计报告第 页 共 17 页 1华东交通大学理工学院课 程 设 计（ 论 文 ）任 务 书专 业 材料成型及控制工程 班 级 09 材料 1 班 姓名 孙军华 一、课程设计（论文）题目 直流稳压电源 二、课程设计（论文）工作：自 2011 年 12 月 20 日起至 2012 年 1 月 4 日止。三、课程设计（
2、论文）的内容要求：1、设计一个能输出 1.25V14V 连续可调的直流稳压电源； 2、根据电路图纸摆好元件； 3、焊接时，各元件尽可能的保持在同一条直线上； 4、测试时，保证发光二极管正常发光； 华东交通大学理工学院课程设计报告第 页 共 17 页 25、用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计直流稳压电源 学生签名： ( ) 2011 年 12 月 27 日课程设计（论文）评阅意见评阅人 职称 20 年 月 日 等级序号 项 目 优秀 良好 中等 及格 不及格1 课程设计态度评价2 出勤情况评价3 任务难度评价4 工作量饱满评价5 任务难度评价6 设计中创新性评价7 论文书写规范化评价8 综合应
3、用能力评价综合评定等级华东交通大学理工学院课程设计报告第 页 共 17 页 3目录第 1 章 设计目的和要求.(4)第 2 章 方案设计与论证.(4)第 3 章 单元电路设计与参数计算.(7)第 4 章 总原理图及元器件清单.(12)第 5 章 电路的调试与检测.(13)第 6 章 课程设计心得.(15)第 7 章 参考文献.(15)华东交通大学理工学院课程设计报告第 页 共 17 页 4第 1 章 设计目的和要求1.1 设计目的1)、学习直流稳压电源的设计方案；2)、研究直流稳压电源的设计方案；3)、掌握直流稳压电路的调试及主要指标的测试方法1.2 设计要求1） 、设计一个能输出 1.25V
4、14V 连续可调的直流稳压电源；2） 、根据电路图纸摆好元件；3）、焊接时，各元件尽可能的保持在同一条直线上；4） 、测试时，保证发光二极管正常发光；5） 、用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计直流稳压电源；第 2 章 方案设计与论证稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如下图 1 所示，其整流与稳压过程的电压输出波形如图 2 所示。华东交通大学理工学院课程设计报告第 页 共 17 页 5220V电网电压U1电源变压器U2整流电路U3滤波电路Ui稳压电路UoRL图 1 稳压电源的组成框图图 2 整流与稳压过程波形图要从电网供电电压交流 220V(有效值)50Hz 获得低
5、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。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 RL。方案一、单相全波整流电路使用的整流器件是半波电路的两倍，整流电压脉动较小，是半波的一半，无滤波电路时的输出电压 =0.9 ，变压器的利用率比半波电路的高，oU2整流器件所承受的反向电压要求较高。方案二、单相半波整流电路华东交通大学理工学院课程设计报告第 页 共 17 页
6、6半波单相整流电路简单，电路及其电压输出波形分别如图 3、图 4 所示，使用元件少，它只对交流电的一半波形整流，其输出波形只利用了交流电的一半波形则整流效率不高，且输出波形脉动大，其值为；直流成分小； = 0.45 ，变压器利用2/1.57USoU22率低。图 3 单相半波整流电路 图 4 单相半波整流电路电压输出波形方案三、单相桥式整流电路单相桥式整流电路使用的整流器件较多，但其实现了全波整流电路，它将 的负半周也利用起来，所以在变压器副边电压有效值相同的情况下，2u输出电压的平均值是半波整流电路的两倍，且如果负载也相同的情况下，输出电流的平均值也是半波整流电路的两倍，且其与半波整流电路相比
7、，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求一样，还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点。华东交通大学理工学院课程设计报告第 页 共 17 页 7我的选择：综合三种方案的优缺点决定用方案三第 3 章 单元电路设计与参数计算1.整流电路采用单相桥式整流电路，电路如图 5 所示， 图 5 单相桥式整流电路当 u2 0 时，电流由 +流出，经 D1、RL、D2 流入-，即 D1、D2 导通，D3、D4 截止；当 u2 0 时，电流由- 流出，经 D3、RL 、D4 流入+，即D3、D4 导通， D1、D2 截止。电路的输出波形如图 6 所示。华东交通大学理工学院课程设计报告第 页 共 17
8、 页 8图 6 单相桥式整流电路输出波形在桥式整流电路中，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，即 。电路中12foI的每只二极管承受的最大反向电压为 (U2 是变压器副边电压有效值)。2U在设计中选择电容滤波电路后，直流输出电压： =(1.11.2) ，直1o2U流输出电流： （ 是变压器副边电流的有效值。 ） ，稳压电路21(.5)oI2可选集成三端稳压器电路。可调式直流稳压电源电路总体原理电路图如图 7 所示，华东交通大学理工学院课程设计报告第 页 共 17 页 9图 7 可调式直流稳压电源在可调式直流稳压电源电路因为要求输出电压可调，所
9、以选可调式三端稳压器 LM317，其特性参数 ， ，最小输入、输出压差 ，最大输入、输出压差 ，能满足设计要求，故选用 LM317 组成的稳压电路。稳压器内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。电路系列的引脚功能相同，管脚图如图 11 和典型电路如图 12 所示.。 与组成电压输出调节电路，输出电压 ，式中，1.25 是集成稳压块输出端与调整端之间的固有参考电压 ，此电压加于给定电阻 两端，将产生一个恒定电流通过输出电压调节电位器 ，电阻 常取值 120240 ，取 =240 ，则 =48
10、 ， =2.64k ,故取为 5k 的精密线绕可调电位器，与其并联的电容器 C 可进一步减小输出电压的纹波。图中加入了二极管 D，用于防止输出端短路时 10F 大电容放电倒灌入三端稳压器而被损坏。管脚图如图 9 和典型电路如图 10 所示.。华东交通大学理工学院课程设计报告第 页 共 17 页 10图 9 图 10在电流扩展中用大功率三极管和稳压器，三极管的管脚图如下图所示，图：三端稳压器 7812、7912 管脚图及典型应用电路图华东交通大学理工学院课程设计报告第 页 共 17 页 112.选择电源变压器由 LM317 输入电压与输出电压的最小压差 ，最大压差为min()3ioV，可得到 L
11、M317 的输入电压范围为:max()40ioVmaxmininax()()oioioioV15V+3V 1.5V+40Vi18V 41.5ViV副边电压 V，取 =17V，副边电流 A，2min/1.8/.22max1.5oI取 =1A 通过电流扩展可达到 1.5A，则变压器副边输出功率I IW。25.PV由表 1 可得到变压器的效率 =0.7，则原边输入功率 W。12/36.4P为留有余地，选功率为 50W 的电源变压器。3选整流二极管及滤波电容(1)、在 12V 直流稳压电源电路设计中整流二极管 D 选 1N4007 即可，其极限参数为 V， =1A，满足 。滤波电容容量较大，10RMF
12、I2RMV一般采用电解电容器，选用 3300 /50V 即可。电容滤波电路利用电容的充放电作用，使输出电压趋于平滑。(2)、在可调式直流稳压电源电路及电流扩展直流稳压电源电路中整流二极管 D 选 1N4007，其极限参数为 V， =1A。满足10RMFI， = 的条件。滤波电容 C 可由纹波电压和稳压系数来确2RMVFImaxo定，滤波电路的电路图如图 12(a)所示，其输出电压波形如图 12(b)、(c)所示，将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。已知， =15V， =18V，oi取 =9mv, =0.0050.05,符合要求，则稳压器的输入电压的变化量 oPprS华东交通大学理工学院课程设计
13、报告第 页 共 17 页 12V2.oPiirVS滤波电容 C= max36coiiIttF电容的耐压应大于 V。故取 2 只 3300 V 的电容相并24/50F联。图 12 滤波电路及其输出波形第 4 章总原理图及元器件清单1可调式直流稳压电源总原理图及清单如图 13 所示，：华东交通大学理工学院课程设计报告第 页 共 17 页 132元件清单：二极管 4007 6 个 ，电阻 2k 1 个，200k 1 个，4k7可调 1 个，LED 1 个， LM317T 1 个，电解 1000U 1 个，220U 1 个，10U 1 个，瓷片 103 1 个，鳄鱼夹 2 个（红、黑各一个） ，电源线
14、 1 根，线路板 1 块，变压器 1 个，导线若干第 5 章 电路的调试与检测因以上各电路非常相似，很接近，只是在小范围有点点差别，所以在安装和调试时是类似的，安装调试如下：1. 首先在变压器的原边接入保险丝 FU，以防电路短路损坏变压器或其他元器件，其额定电流要略大于 I ，选 FU 的熔断电流为 1A，各元器件按maxo理论电路图正确焊接，注意布局紧密，不出现虚焊或漏焊。2. 先选好适当大小的电路板，再合理布局。3. 安装时先安装较小的元器件，先安装集成稳压电路，再安装整流电路，最后安装滤波电路，有三极管时因三极管对温度很敏感，所以要最后安装，但在安装的过程中要特别注意电容、二极管和三极管 TIP41C 的极性，并华东交通大学理工学院课程设计报告第 页 共 17 页 14且要
