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1、课程设计报告书课程设计报告书课程名称： 通信电子线路课程设计 题 目： 直流稳压电源电路 系 （院）： 学 期： 专业班级： &nb
2、sp; 姓 名： 学 号： 评语：评语：成绩：成绩：签名：
3、日期：直直流流稳稳压压电电源源电电路路1 1 引言引言模拟电子技术是计算机基础理论的一个重要组成部分，是计算机科学与技术系的重要学科基础课。模拟电子技术是一门研究对仿真信号进行处理的模拟电路的学科。它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件，包括功率放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等研究方向。直流稳压电源是指能为负载提供稳定直流电源的电子装置。它的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。2 2 设计内容和设计要求设计内容和设
4、计要求设计一个完整的直流稳压电源电路，其主要技术指标要求： 输出电压可调：Uo=+3V+15V 最大输出电流：Iomax=800mA 输出电压变化量：Uo15mV 稳压系数：SV0.003。直流稳压电源是一种将 220V 工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，见图 1。T工频交流脉动直流 直流整流滤波稳压负 载图 1 直流稳压电源方框图3 3 设计原理设计原理（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
5、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。4 4 直流稳压电源电路直流稳压电源电路*注：设计过程中的仿真图均由调试完后的结果而来。4.14.1 变压电源设计变压电源设计变压器原理：变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电变压器原理图流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压
6、（或电流） 。如图 4-1-1 中是一个 10TO1 的变压器，他的作用是使变压后的电压为原来的 1/10。图 4-1 变压电源电路图仿真后的波形图 4-1-2图 4-1-2 变压电源仿真波形图4.24.2 整流电路设计整流电路设计整流电路的作用是把交流电能转换为直流电能的电路。通常采用桥式整流器是利用二极管的单向导通性，用来将交流电转变为直流电。U20 时，D1,D3导通，D2,D4截至。电流通路：AD1R1D3U20 时，D2,D4导通，D1,D3截至。电流通路：D2R1D4A加上 4.1 中的变压电路得到了如图 4-2-1 所示的电路。图 4-2-1 整流电路图仿真测试后波形
7、如图 4-2-2图 4-2-2 整流电路仿真波形图4.34.3 滤波电路设计滤波电路设计滤波电路其基本原理就是利用电路的频率特性实现对信号中频率成分的选择。滤波是信号处理非常。根据高等数学理论，每一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。而滤波电路只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而另一部分频率成分不能通过的电路。由此设计出滤波电路。如图 4-3-1。图 4-3-1 滤波电路图仿真后结果如图 4-3-2图 4-3-2 滤波电路仿真波形图4.44.4 稳压电路设计稳压电路设计稳压电路的作用是输出稳定的直流电压。根据设计需要，如图 4-4-1 所示
8、，是一个串联三极管稳压电路。主要依据质量指标选择电路方案，电路应当尽量简单而又满足指标要求。本次设计中，稳压系数 Sr0.05、内阻 r0 的要求不高，工作温度变化不大，所以选用典型电路即可。220V 交流电经变压器 TF1 降压后，由 D1硅堆进行桥式整流，得到脉动直流，然后由 C1滤除其交流成份，得到直流电压。图 4-4-1 稳压电路图经过仿真，得到如图 4-4-2 所示的波形图，输出端（out）的参数为 0-15V，如图 4-4-3，符合设计要求。图 4-4-2 稳压电路波形图图 4-4-3 稳压电路输出端波形图4.54.5 直流稳压电源电路直流稳压电源电路如图 4-5-1。
9、经过测试，我选用的是一个 7000 欧的滑动变阻器，如果没有此型号的可以用多个滑动变阻器串联或者用 10000 欧的滑动变阻箱调到 7000 欧姆档。图 4-5-1 直流稳压电源电路总图在滑动变阻器阻值为 7000 欧姆时的仿真波形如图 4-5-2，输出端（out）的电压为 3V。图 4-5-2 直流稳压电路输出端仿真波形图4.64.6 调试与测试调试与测试根据设计出的总电路图和仿真，逐渐确定所用的各电阻、电容的参数，如图 4-6 中所示。经过仿真得出如下波形，在滑动变阻器的阻值为 7000 欧时输出端电压为 3V，阻值接近于 0 时输出电压为 15V，符合设计要求。图 4-6 当
10、滑动变阻器阻值为 7000 时的直流稳压电路波形仿真图4.74.7 自制封装自制封装另外，为了生成 PCB 图，自制了电源和整流器的封装，分别如图 8-1 和图 8-2.图 8-1 电源封装 图 8-2 桥式整流器封装5 5 元件清单。元件清单。表 1 电路各元器件清单名称标示参数值封装号电 源Vin220V/50HzDY变压器TF110TO1DIP4电桥整流器D118DB05ZL电 容C1130FRAD0.1电
11、;容C265FRAD0.1二极管D2100HF100PVTO-92A三极管Q12N1893TO-5电 阻R1700AXIAL0.4电 阻R21500AXIAL0.4电 阻R3950AXIAL0.4滑动变阻器R40-7000VR56 6 生成生成 PCBPCB 印刷电路板印刷电路板仿真结果正确后，就可以开始进行 PCB 板的制作： (1) 绘制元件库(2) 绘制原理图(3) 绘制封装库(4) 导入网线表(5) 自动布线(6) 手工调整如图 6图 6 直流稳压电路 PCB 板7 7 分析总结分析总结这次 Pro
12、tel 课程设计历时将近两个月，我在完成本次课程设计的过程中学到了很多东西。本次课程设计与上学期同样是 Protel 课程设计不同，更强调对我们设计思路的培养和设计能力的检验。在课程设计的过程中，我遇到了许多挫折。比如想要生成 PCB 板就要对各个元件进行封装，一个元器件可以有不同的封装号，一个封装号也可以封装不同的元器件，在网上查找元件对应封装号时就经常出现这种问题，这是就要对原理图中的具体元件参数和封装号进行比对，以免造成生成 PCB 板时找不到节点的错误；另外由于 Win7 系统与 Protel99 的相互不兼容也造成了一些不便。不过，挫折也是一份财富，这会在将来的毕业设计以及工作生活中
13、给我提供经验。通过这次课程设计，我懂得了理论是实际结合是非常重要的，只有把所学到的理论与实践结合起来，从实践中得出结论，才能提高自己的动手能力和独立思考能力。通过这次设计一个可调的直流稳压电源，让我对 Protel 有了更深的了解。这次我们组设计的电路相对简单一些，在生成了正确的 PCB 板后，自动布线后再经过手动调整也使整个图看起来比较明了。通过仿真我们可以验证电路原理图是否正确，也可以了解到一个电路所要实现的功能。另外在跟同学的交流中发现，如果要连接比较复杂的电路图，就要事先考虑图的布局问题，生成 PCB板之前也要先考虑好布局问题，否则会比较混乱。经过这次课程设计，我仍然对一些错误的处理方法不明确，这还需要我今后的大量学习和实践。8 8 参考文献参考文献1韦林.图解模拟电路(M) 北京:科学出版社,20062冯军,谢嘉奎.电子线路(第五版)(M) 北京:高等教育出版社,20103胡烨,姚鹏翼,江思敏.Protel99SE 电路设计与仿真教程(M) 北京:机械工业出版社,20104陈晓文.电子电路课程设计(M) 北京:电子工业出版社,20045程开明,唐治德.数字电子技术(第四版)(M) 重庆:重庆大学出版社,20086陈大钦.电子技术基础实验(M) 湖北:华中科技大学出版社,2001
