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1、课程设计课程设计课程名称电子技术综合设计与实践(2)题目名称数显可调稳压电源学生学院自动化学院2015 年 11 月 9 日II广东工业大学课程设计任务书广东工业大学课程设计任务书题目名称数显可调直流稳压电源学生学院自动化学院一、课程设计的内容设计并制作数显可调式直流稳压电源，具体要求如下：1. 输出电压范围至少达到 315V，最大输出电流不超过 1.5A。2. 具有电压调节功能。3. 数字显示输出电压和电流。4. 输出纹波电压不大于 10mV。5. 具有过压和过流保护。二、课程设计的要求与数据1、严格按照分组情况进行实训；2、完成指定的设计任务；3、课程设计的报告严格按照学校指定格式执行；4
2、、课程设计期间不得迟到早退，否则将严肃处理。三、课程设计应完成的工作1、理论计算：选择一种较好的方案，画出电路原理图；2、软件仿真：在计算机上用 Multisim 软件进行电路仿真，得到仿真结果和仿真波形图；3、使用 Protel 软件设计制作电路 PCB；4、制板、焊接、系统调试；5、撰写报告。四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1分配任务，根据设计要求使用 Multisim 软实 2- 212，214第 9 周周 1-周 3III件完成电路的设计、仿真与优化；2使用 Protel 等软件画原理图、PCB 图实 2- 212，214第 9 周周 4-周 53制版、焊接、系统调试
3、工 2-504第 10 周周 1-周 54演示和验收工 2-504第 10 周周 55完成设计报告五、应收集的资料及主要参考文献1、胡仁杰，电工电子创新实验，高等教育出版社，北京，2010 2、童诗白等，模拟电子技术基础，高等教育出版社，北京，2011 3、阎石等，数字电子技术基础，高等教育出版社，北京，2006 4、谢云等，现代电子技术实践课程指导，机械工业出版社，北京，2006发出任务书日期：年月日指导教师签名：计划完成日期： 年 月 日 基层教学单位责任人签章：主管院长签章：摘 要本次课程设计要求我们设计并制作一数显可调直流稳压电源应用。直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路、稳压电
4、路及数显电路等电路模块所组成。变压器把市电交流电2压变为所需要的低压交流电；整流电路把交流电变为直流电；滤波电路滤去整流电流中的高频成分，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。通过译码芯片控制数码管显示输出电压值。本设计主要采用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 315V 可调。采用 ICL7107 芯片及四个共阳数码管构成显示电路，实现控制数码管显示输出电压功能。关键字：变压整流滤波稳压显示目 录31 1 设计任务目的与要求设计任务目的与要求.1 11.1 设计任务.11.2 设计要求 .12 2 设计方
5、案及论证设计方案及论证.1 12.1 题目分析.12.2 方案比较 .22.3 系统结构设计.22.4 具体电路设计 .22.5 PROTEL原理图 .73 3 制作及调试过程制作及调试过程.8 83.1 制作及调试过程.93.2 遇到的问题及解决方案 .113.3 实物照片 .114 4 系统测试系统测试.12124.1 测试方法 .124.2 测试数据 .124.3 数据分析和结论 .135 5 总结总结.13135.1 缺陷 .135.2 总结.13参考文献参考文献.141441 1 设计任务目的与要求设计任务目的与要求1.1 设计任务设计并制作数显可调式直流稳压电源1.2 设计要求1.
6、输出电压范围至少达到 315V，最大输出电流不超过 1.5A。2.具有电压调节功能。3.数字显示输出电压和电流。4.输出纹波电压不大于 10mV。5.具有过压和过流保护。2 2 设计方案及论证设计方案及论证2.1 题目分析本次课程设计要求我们制作一可调范围为 315V 并能数字显示的稳压直流电源。我们可以采用输出 电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器来设计，主要由降压电路、整流电路、滤波电路、稳压电 路和数显电路五部分组成。电网电压为 220V，50Hz 的交流电，要获得低压直流输出，须先采用电源变压 器将电网电压降低获得所需要低压交流电。降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其
7、含 交变成分较大。含交变成分大的直流电压须经过滤波电路来将交流成份滤掉，保留其直流成份。经过滤 波后的直流电压，再通过集成稳压电路外接元件使输出电压得到很宽的调节，即可得到基本稳定直流电 压输出，最后通过数显电路显示当前直流稳压输出数值。 根据可调电压的范围，我们令副边电压为 20V，则原副线圈的匝数比为 n1：n2=220V:20V=11：1，我 们采用的原副线圈匝数比为 11：1 的变压器。本设计中利用 LM317 的稳压及其电压可调的功能，通过旋 转接在调整脚的电位器 R2，实现输出电压在 3-15V 内连续可调，调整精度较高。而 LM317 稳压输出电压 可用下式计算：Vo=1.25V
8、o=1.25（1+R2/R31+R2/R3）VI3VO2ADJ1U1 LM317LR2POTR3 200RD61N4002D5 1N4002C3 10u取 R3=200，根据公式当输出 Vo=3V 时，有 3=1.25（1+R2/200） ，求得 R2=240 当输出 Vo=15V 时，有 15=1.25（1+R2/200） ，求得 R2=2200。根据计算结果，我们可以取 R2 为 2K 的 精密可调变阻器，并串联一个 200 的定值电阻，以达到设计要求的可调范围。2.2 方案比较5方案一：利用 LM317 集成稳压芯片为核心，通过变压器之后整流滤波再稳压输出稳定的 直流电。然后通过 AD
9、转换芯片将电压模拟量转换为数字量，送到数码管，实现显示功能。 方案二：用 LM317 集成稳压芯片为核心，通过变压器之后整流滤波再稳压输出稳定的直 流电。利用 LM317 集成稳压芯片为核心，通过变压器之后整流滤波再稳压输出稳定的直流电。 再用 ICL7107 芯片制作数字显示电压表头。我们利用 LM7805 输出+5V，LM7905 输出-5V 来为 芯片供电，使芯片正常工作。 据课题的要求最终选择方案二。方案一中要用到 AD 转换芯片，电路比较复杂，接线困 难；而方案二具有电路简单，价格低廉，便于操作等优点，而且经过调试，其电压输出稳定， 调压精度高，效率高，完全符合课题的要求。 2.3 系统结构设计 1整体框图2整体设计原理我们可以采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器来设计，主要由降压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路和数显电路五部分组成。电网电压为 220V，50Hz 的交流电，要获得低压直流输出，我们先采用原副线圈匝数比为 1
