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1、 课程设计报告 设计课题：转换直流电压的设计专业班级：09电气自动化（3）班学生姓名：刘 毅 学生学号：2009301020301 设 计 地 点 G1202 指导教师：邹云峰、刘春玉 成 绩： 2010-11-26目录一、设计目的及要求31、目的32、要求3二、系统方案设计3三、系统的详细方案43.2元器件选择43.3设计原理4四、过程说明91使用专业软件介绍92画图与仿真12五、心得体会12六、附录131、元件清单 132、参考文献14直流转换电压的设计一、设计目的及要求 目的：1.掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法；2.选择变压器整流二极管、滤波电容及集成电压器来设计直流稳压
2、电源；3. 初步熟悉并学会了工程设计仿真软件multisim的使用，明白了这一款软件对于仿真的重要作用.4.培养综合应用能力和实践能力要求：1、 具有正负对称输出，可调电压范围：012V ；2、 通过转接，可变成正负稳压电源；3、固定直流稳压电源电路，能产生一定范围内的正负输出电压，采用正、负工作电源的集成电路使用。三、系统方案设计 四、系统的详细方案1设计原理该固定直流稳压电源电路由输入变换电路和稳压电路组成。输人变换电路由电源开关S电源变压器T、整流稳压管Dl-D4和滤波电容器Cl-C12组成。稳压电路由三端稳压集成电路Lm317和电容器C4-C6组成。接通S，交流220V电压经T降压、D
3、l-D4整流、Cl-C12滤波及LM317稳压后，分别产生一组电压值，电路中，Dl和D2起半波整流作用，D3和D4起全波整流作用。输出端P1和P2提供正向电压值，输出端P2和P3提供负向电压值。经过调整滑动变阻器RW1和RW2分别调整输出端电压正负值的大小2元器件的选择2.1 C2和C11分别为耐压值为16V的铝电解电容器，其大小为3300UF 铝电解电容器是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极而制成的电容器。2.2 C5和C9分别为陶瓷片电容器其大小为0.1UF 陶瓷电容器 （ceramic capacitor；ceramic condenser ） 就是用陶瓷作为电
4、介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后经低温烧成银质薄膜作极板而制成。它的外形以片式居多，也有管形、圆形等形状。2.3 DI和D2选用IN4007型硅整流二极管D3和D4选用lN4004型硅整流二极管2.3.1 整流二极管1N4007 电流为1A耐压1200V 工作温度 -65-150。特性:低正向压降、高电流容量、高稳定性 本体上标明极性、任意位置安装、UL认证的阻燃性环氧2.3.2 整流二极管1N4004 电流为1A耐压1200V 工作温度 -65-150。特性:低正向压降、高电流容量、高稳定性2.4 两个固定式三端稳压集成电路LM317lm317是可调节3端正电压稳压器，在输出电压范围1.2
5、伏到37伏时能够提供超过1.5安的电流，此稳压器非常易于使用LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块，是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。经常用317稳压块制作输出电压可变的稳压电源。 稳压电源的输出电压可用下式计算，Vo1.25（1R2/R1）。仅仅从公式本身看，R1、R2的电阻值可以随意设定。然而作为稳压电源的输出电压计算公式，R1和R2的阻值是不能随意设定的。 首先317稳压块的输出电压变化范围是Vo1.25V37V（高输出电压的317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等，其输出电压变化范围是Vo1.25V45V），所以R2/R1的比值范围只能是028.6。 其次是317稳压
6、块都有一个最小稳定工作电流，有的资料称为最小输出电流，也有的资料称为最小泄放电流。最小稳定工作电流的值一般为1.5mA。最小稳定工作电流一般不大于5mA。当317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时，317稳压块就不能正常工作。当317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时，317稳压块就可以输出稳定的直流电压。如果用317稳压块制作稳压电源时（如图所示），没有注意317稳压块的最小稳定工作电流，那么你制作的稳压电源可能会出现下述不正常现象：稳压电源输出的有载电压和空载电压差别较大。 在应用中，为了电路的稳定工作，在一般情况下，还需要接二极管作为保护电路，防止电路中的电容放电时的高压把3
7、17烧坏。要解决317稳压块最小稳定工作电流的问题，可以通过设定R1和R2阻值的大小，而使317稳压块空载时输出的电流大于或等于其最小稳定工作电流，从而保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。此时，只要保证Vo/（R1R2）1.5mA，就可以保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。上式中的1.5mA为317稳压块的最小稳定工作电流。当然，只要能保证317稳压块在空载时能够稳定地工作，Vo/（R1R2）的值也可以设定为大于1.5mA的任意值。 经计算可知R1的最大取值为R10.83K。又因为R2/R1的最大值为28.6。所以R2的最大取值为R223.74K。在使用317稳压块的输出电压计算公式计
8、算其输出电压时，必须保证R10.83K，R223.74K两个不等式同时成立，才能保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。 当然在317稳压块的输出端并联泄流电阻R（如图所示），也可以为317稳压块提供最小稳定工作电流。但是，由于并联的泄流电阻不能随输出电压的变化而变化，如果要保证317稳压块在输出电压为1.25V时，其输出电流大于其最小稳定工作电流，则在317稳压块的输出电压为37V时，流过泄流电阻的电流就太大了，这样不仅浪费了电能，而且增加了317稳压块的负担，不是一种妥当的办法。 实际应用电路图如下： LM317实际应用电路原理图LM337是比较常见的降压型线性稳压器,目前市面上有很多家有
9、提供同型号性能相近的产品。同一品牌可能有不同的外观和品质，这点需要注意。如果要构成对称双电源输出，最好挑选同品牌同一生产批号的产品。 LM337 的输出电压范围是 -1.2V 至 -37V，负载电流最大为 0.5A-5A。它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。LM337 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。 通常 LM337 不需要外接电容，除非输入滤波电容到 LM337 输入端的连线超过 6 英寸（约 15 厘米）。使用输出电容能改变瞬态响应。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。 LM337 能够
10、有许多特殊的用法。比如把调整端悬浮到一个较高的电压上，可以用来调节高达数百伏的电压，只要输入输出压差不超过 LM337 的极限就行。当然还要避免输出端短路。还可以把调整端接到一个可编程电压上，实现可编程的电源输出。 为前置级音响电路、精密电路、电子制作等对电源要求实现高精度供电的电路，其内阻小，电压稳定，噪音极低，输出纹波小（输出端仅用100uf），能有效的保证电路的高度稳定工作，提高瞬态特性和高频特性。 特性简介 典型线性调整率 0.01%。 80dB 纹波抑制比。 输出短路保护。 过流、过热保护。 调整管安全工作区保护。 输入输出最小压差降为0.2V 2.5 S选用触点负荷为5A、220V
11、的电源开关2.6 T选用3-5W、二次电压为双正负9V的电源变源 变压器-利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件 1.变压器 - 静止的电磁装置 变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能 电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。 变压器原理与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组 一次绕组的 二次绕组的 电压相量 U1 电压相量 U2 电流相量 I1 电流相量 I2 电动势相量 E1 电动势相量 E2 匝数 N1 匝数 N2 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为 m ,该磁通量称为主磁通2.7碳膜电阻器 碳膜电阻碳膜电阻（碳薄膜电阻）为最早期也最普遍使用的电阻器，利用真空喷涂技术在瓷棒上面喷涂一层碳膜，再将碳膜外层加工切割成螺旋纹状，依照螺旋纹的多寡来定其电阻值，螺旋纹愈多时表示电阻值愈大。最后在外层涂上环氧树脂密封保护而成。其阻值误差虽然较金属皮膜电阻高，但价钱便宜。五、过程说明I、使用专业软件介绍Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力NI M
