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1、模拟电子技术基础课程设计(论文) 多路输出直流稳压电源 院（系）名称电子与信息工程学院 专业班级物联网141 学号140408021 学生姓名李孝明 指导教师起 止 时 间： 2016.7.42016.7.15课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院 教研室：电子信息工程 学 号14040408021学生姓名李孝明专业班级物联网141课程设计（论文）题目多路输出直流稳压电源课程设计（论文）任务任务要求：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。主要由变压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路等组成。变压电路将电网电压转换成所需的电压；整流电路将交流电压变
2、换成脉动的直流；滤波电路去掉脉动直流电中含有的较大的纹波成分；稳压电路用于保持输出电压稳定。技术要求：1、输出直流电压，。2、最大输出电流。3、具有过流保护功能。4、利用Multisim（或EWB）进行电路仿真与调试。指导教师评语及成绩平时成绩： 答辩成绩： 论文成绩： 作品成绩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日注：平时成绩占20%，答辩成绩占20%，论文成绩占40%，作品成绩20%。本科生课程设计（论文）摘 要直流电源是各种电器中必不可少的一部分，在现代科技中扮演者越来越重要的角色，任何电子产品都少不了电源，而大多数所需求的都是直流稳压电源，因此直流电源研发异常重要。本文介绍了一种采用
3、集成器件制作多路输出稳压电源的方法，直流稳压电源一般是由电源变压器、整流、滤波及稳压电路所组成。变压器把市电交流电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。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计通过变压、整流、滤波、从而得到平滑的直流电压，但这样的电压随电网的波动，负载和温度的变化而变化。因而在滤波之后还需接稳压电路保证输出稳定的直流电压，将220V交流电变为稳定的直流电，本次设计主要使用了7815、7915、7805、7905、7812和7912等三端集成稳压器件，实现输出5V、12V以及15V直流电源。 关键词：直流电源；整流；滤波；集成稳压器。 目
4、 录第1章 绪论11.1 多路输出直流稳压电源的发展概况11.2本文研究内容1第2章 多路输出直流稳压电源设计方案12.1 稳压电源设计方案论证12.2总体设计方案框图及分析1第3章 多路输出直流电源电路设计23.1直流电源具体电路设计23.1.1 直流稳压电源变压器电路设计23.1.2 整流电路设计23.1.3滤波电路设计33.1.4 稳压电路设计43.2 元器件型号选择及参数计算53.2.1集成稳压器的选择53.2.2电源变压器的选择53.2.3整流二极管及滤波电容的选择53.3总体电路设计6第4章 仿真电路及仿真结果分析74.1仿真电路图74.2仿真结果74.3仿真结果误差分析9第5章多
5、路输出直流稳压电源实物制作与测试105.1多路输出直流稳压电源电路板焊接105.2 多路直流电源实物作品115.3电路板的测试115.4 多路输出直流稳压电路测试结果12第6章 总结13参考文献14附 录 I15附 录 II16II第1章 绪论1.1 多路输出直流稳压电源的发展概况随着电子技术的快速发展，电子产品的功能日益强大，与人们日常生活的联系日益紧密。任何的电子系统中，直流稳压电源都是必不可少的一部分。它的质量直接关系到仪器的质量，因此掌握稳压电源的设计与制作，对以后的实际工作是很有意义的。目前,国外直流稳压电源已朝着多功能和数字化的方向发展. Matthew 等人提出了采用多路输出电压
6、,进行输出检测的微机数控电源.本文在文献2的基础上,以单片机为核心,构成可同时控制3路正负输出,具有定点显示和巡回显示等功能的数控直流稳压电源.它有效地克服了传统电源的不足,与国外同类电源相比,具有更高的性价比。目前多种电子产品的发展都趋于向小型化，精密化的趋势快速发展，因此对于一个经济、耐用、小巧的直流电源的需求迫在眉睫。 1.2本文研究内容本文研究内容为选择变压器、整流二极管（或整流桥）、滤波电容及集成稳压器等器件设计一款符合多路输出要求的直流稳压电源。掌握单相整流电路组成及工作原理，掌握单相整流电路输出电压、输出电流的计算并能够选择整流元件，掌握集成稳压电源的主要性能参数及测试方法，熟悉
7、从理论设计到制作成品的全过程。技术要求：1、输出直流电压，。2、最大输出电流。3、具有过流保护功能。4、利用Multisim（或EWB）进行电路仿真与调试。1第2章 多路输出直流稳压电源设计方案2.1 稳压电源设计方案论证由设计要求知，要输出5V，12V，+3+18V。方案一：采用LM317及LM337分别组成独立的可调电压源。LM317可调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压，不过它只能允许可调的正电压，稳压器内部含有过流，过热保护电路；由一个电阻（R）和一个可变电位器(Rw)组成电压输出调节电路，输出电压为：24V。LM337输出为负的可调电压，采用两个独立的变压器分别和LM317及
8、LM337组装，操作比较简单。方案二：采用LM78XX、79XX系列稳压电源。同方案一中，可以输出15V的正相电压且稳压器内部含有过流，过热保护电路，而LM7805和LM7905可以分别输出稳定的+5V和-5V、LM7812和LM7912可以分别输出+12和-12V，LM7815和LM7915可分别输出+15V和-15V相较方案一而言，此电路在制作上难度有所下降而且原理结构简单，此电源就选用了LM78XX、79XX系列稳压电源。2.2总体设计方案框图及分析如图2.1所示,电源变压器是将交流电网220V变为所需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的直流电压。由于此直流电压还含有较大的纹
9、波必须通过滤波加以滤除，从而得到平滑的直流电压。但这样的电压还随着电网波动、负载温度的变化而变化。因而在整流滤波之后还需要接稳压电路，稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定 图2.1 总体设计方案第3章 多路输出直流电源电路设计3.1直流电源具体电路设计3.1.1 直流稳压电源变压器电路设计电网供电电压交流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。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）。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
10、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。如图3.1所示，为电源变压器他的作用是将交流电网220V电压转换为要求的交流电压（V），输出电压波形如图3.2所示。图3.1 变压器 图 3.2 电源输入波形 3.1.2 整流电路设计整流二极管具有单向导电作用，只有当它处于正向偏置，即阳极电位高于阴极电位时二极管D才能到导通。图3.3是一个简单的滤波电路。在期间，即电压的正半轴，变压器次级电压的极性为上正下负，二极管因承受正向电压而导通，若忽略二极管的正向导通压降，这时负载电阻上没有电压。选择整
11、流二极管主要是根据流过二极管的电流和截止时最高所能承受的反向电压显然在单相半波整流电路中，二极管截止时所承受的最高反向电压就是整流变压器副边交流电压的幅值，即根据二极管的最高反向电压和平均电流可以选择合适的整流二极管。图3.4所示为整流二极管输出波形。单相整流电路结构简单，但是只有电源的半波被整流出，存在输出电压低、脉动程度大、变压器利用率低的缺点，一般只适用于负载电流小的场合。 图3.3整流电路 图3.4整流波形3.1.3滤波电路设计 整流电路输出的电压是方向不变、大小变化的脉动电压、其中含有直流分量和交流分量。对于许多要求脉动电压平滑度较高的电子仪器、自动控制装置等，则不能满足要求。为此在
12、整流电路之后需要加接滤波电路。在小功率电子线路中应用最广泛的是电容滤波。利用电容器两端电压不能突变的特点，将电容器与负载并联，可达到平滑输出电压的目的。设变压器副边电压为接入电容C后，电容的初始端电压为零，在为期间，副边电压由0开始上升，二极管D1、D3导通电源经D1、D3向负载供电，同时对电容C充电，如果忽略变压器副边绕组和二极管的正向电压降，考虑到充放电回路时间常数，电压与电压器副边电压一致。图3.5 滤波电路 图3.6 滤波波形3.1.4 稳压电路设计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
13、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. LM79系列和LM78系列的外形相似但是连接不同，LM79的1端接地，2端接负的输入，3端接输出。 图3.7三端集成稳压器 图3.8 稳压器接法下图是三端集成稳压器接入电路连接图主要由78系列（输出正电压）和79系列（输出负电压）两位数字通常表示电压大小，根据设计要求选择：7805，790
14、5，7812，7912，7815,7915六个稳压器，构成六个输出端；图3.9稳压电路图 3.2 元器件型号选择及参数计算3.2.1集成稳压器的选择交流电路经过变压、整流、滤波后，负载上得到比较平滑的直流电源，脉动的交流成分大大减小，但是输出电压是不稳定的。电网电压发生变化时，会引起变压器副边电压的波动；在负载电压不变的条件下，若负载变化引起电流变化时，由于整流滤波电路存在一定的内阻，内阻压降的变化会使输出电压发生相应的变化。在要求直流稳定电压的场合，必须采用稳压措施。选择稳压器型号为LM7805、LM7812、LM7905、LM7912、LM7915和LM7815。78系列分别输出正5V、12V和15V，79系列分别输出负5V、12V和15V。最大输出电流为1.5A在直流稳压，3.2.2电源变压器的选择一般国家给的市电为U=220V，=5
