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1、WORD 整理版国家电工电子实验教学中心国家电工电子实验教学中心模拟电子技术模拟电子技术实实验验报报告告实验题目：实验题目：集成直稳压电源的设计集成直稳压电源的设计学学院：院：电子信息工程学院专专业：业：学生姓名：学生姓名：学学号：号：任课教师：任课教师：通信工程王斯宇11211116佟毅师 2013 2013 6 6月月 2 2日日专业资料学习参考WORD 整理版目录1、 实验题目及要求11.1实验题目11.2设计要求12实验目的与知识背景12.1 实验目的12.2知识点13实验过程63.1 选取的实验电及输入输出波形63.2每个电的讨论和方案比较83.3分析研究实验数据114总结与体会12
2、4.1通过本次实验能得到提高，解决问题印象深刻，创新点124.2对本课程的意见与建议135参考文献13专业资料学习参考WORD 整理版1、实验题目及要求1.1 实验题目：集成稳压电源的设计1.2 设计要求（1）设计一个双直稳压电源。（2）输出电压 Vo=12V，+5V 最大输出电Iomax=1A（3）输出纹波电压 Vop-p5mV, 稳压系数 Sv510-3。2实验目的与知识背景2.1 实验目的（1）掌握集成稳压电源的实验方法。（2）掌握用变压器、整二极管、滤波电容和集成稳压器来设计直稳压电源。（3）掌握直稳压电源的主要性能参数及测试方法。（4）进一步培养工艺素质和提高基本技能。2.2知识点（
3、1）实验设计思想本实验基本设计思想是根据设计要求，从后向前依次设计电。小功稳压电源由电源变压器、整、滤波和稳压电四部分电组成。变压器将 220V 电压转换为所需低电压，整桥可将正负交电转换为只有正向，而滤波电通过用电容充放电的功能使电压趋向于平。最后再由三端稳压器，使输出电压稳定为所需值。设计过程根据要求选择三端稳压器。 确定电源变压器副边电压V2 的值根据稳压器的输入电压和桥式整滤波电的电压关系，设计、计算出变压器付边的电压值。滤波电容的选用可根据技术要求和电网变化情况，设计、计算其电容和耐压值，然后查有关手册选定电容的标称值和耐压值以及电容型号。桥式整二极管的型号确定：根据桥式整和电网变化
4、情况，计算或估算出二极管的最高反向电压VRM 和最大工作电Iomax，再查有关手册确定所选用的二极管型号。电源变压器的选择根据付边电压和输出电选择变压器。专业资料学习参考WORD 整理版（2）直稳压电源的基本原直稳压电源一般由电源变压器T、整滤波电及稳压电所组成。基本框图如下。各部分作用：直流稳压电源的原理框图和波形变换直流稳压电源的原理框图和波形变换（3）各单元电原：电源变压器 T 的作用是将 220V 的交电压变换成整滤波电所需要的交电压Ui。变压器副边与原边的功比为P2/P1=n，式中 n 是变压器的效。电源变压器的作用是将电网 220V 的交电压变换成整滤波电所需的低电压。由于输出有1
5、2V，因此变压器择双输出，如下图。专业资料学习参考WORD 整理版整电：整电将交电压Ui变换成脉动的直电压。再经滤波电滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直电压U1。常用的整滤波电有全波整滤波、桥式整滤波等。全桥的正向电有0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A、5A、10A、20A 等多种规格，耐压值（最高反向电压）25V、50V、100V、200V、300V、400V、500V、600V、800V、1000V等多种规格。长脚对应 1。专业资料学习参考WORD 整理版整电参数：整电参数：输出电压平均值：U0(AV )1202U2sintd(wt) 2 2U2 0.9U2I0(AV )输出
6、电平均值：U0(AV )RL0.9U2RL 0.45U2RLID(AV )平均整电：最大反向电压：URMI0(AV )2U0(AV )2RL2U21.1U2I 0.45FRLU1.1 2U2整二极管的选择（考虑电网10%波动） ：R滤波电：各滤波电C 满足 RL-C=(35)T/2，式中 T 为输入交信号周期， RL为整滤波电的等效负载电阻。专业资料学习参考WORD 整理版滤波电参数滤波电参数二极管导通角：T/2T/2滤波电容的选择：RLC (3 5)T,U0(AV )1.2U22U2。一般选择几十至几千微法的电解电容，耐压值应大于1.1 2U21.56稳压电：常用的稳压电有两种形式：一是稳压
7、管稳压电，二是联型稳压电。二者的工作原有所同。稳压管稳压电其工作原是用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电有较大变化这一特点，通过调节与稳压管联的限电阻上的压来达到稳定输出电压的目的。它一般适用于负载电变化较小的场合。联型稳压电是用电压联负反馈的原来调节输出电压的。集成稳压电源事实上是联稳压电源的集成化。实验中为简化电，我们选择集成稳压器（三端稳压器）作为电的稳压部分。集成稳压器的W7800 系输出正电压5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V，输出电为1.5A（W7800） 、0.5A （W78M00） 、0.1A（W78L00） ；W7900 系输出负电压-5V、-6V、-9V、-
8、12V、-15V、-18V、-24V，输出电为1.5A（W7900） 、0.5A （W79M00） 、0.1A（W79L00） 。专业资料学习参考WORD 整理版L78、79 系集成稳压器是一种有广泛用途的三端集成稳压器。W78 系三端集成稳压电具有固定输出正电压，L79 系三端集成稳压电具有固定输出负电压。这两个系稳压器具有较完善的短和限保护、过热保护和调整管安全工作区保护电，因而他的工作是比较可靠的。字母后面的数字表示输出电压，电压等级：5V、1A的线性直稳6V、8V、12V、15V、18V、24V 。如设计一个输出12V ,最大电流压电源，选择 L7812、L7912。实物示意图以及管脚
9、接法3实验过程3.1 选取的实验电及输入输出波形（1）备选方案一：专业资料学习参考WORD 整理版（2）备选方案二：专业资料学习参考WORD 整理版3.2每个电的讨论和方案比较一共出两个备选方案，其整电、滤波电相同，稳压电二者有所同。备选方案一设计较为简单，运用两个三端稳压电芯片； 备选方案二设计较为复杂，运用三个三端稳压电并加入辅助二极管元件，可以保证电的安全。（1）先计算并确定元件参数：变压器选择：变压器选择双 15V 变压，考虑到电需要太大，最大电为2A，实际选择变压器输出功为30W，可以很好地满足要求。整桥：考虑到电中会出现冲击电，整桥的额定电时工作电的23 倍。选取 RS301（10
10、0V,3A）即可，实际购买过程中选择2W10 也符合设计要求。滤波电：考虑到对纹波电压要求比较高，所以选择2200uF、耐压值为 25V 的电解电容。为防止负载产生冲击电，故在输出端加入220uF、耐压值为 25V 的电解电容。为防止电源输出端短， 需安装保险管； 为防止 W 芯片因过热而烧坏， 需加装散热片。（2）在焊电板之前先对整电、滤波电以及方案一的稳压电进仿真。结果如下：整电输出整电输出V1V11 1T1T14+A_+B_XSC1XSC1Ext Trig+_4 423 3D1D11220 Vrms220 Vrms50 Hz50 Hz000 0TS_AUDIO_VIRTUALTS_AUD
11、IO_VIRTUAL2 233N2593N2590 0专业资料学习参考WORD 整理版滤波电路输出滤波电路输出XSC1XSC1AB_+_Ext Trig+_+1010V1V14 4T1T1429 9D1D11220 Vrms220 Vrms50 Hz50 Hz000 0TS_AUDIO_VIRTUAL*TS_AUDIO_VIRTUAL*C3C32.2mF2.2mF0 0C1C12.2mF2.2mF7 7C7C7330nF330nF8 833N2593N259C8C8330nF330nF专业资料学习参考WORD 整理版稳压电路输出稳压电路输出XSC1XSC1Ext Trig+_6 6V1V11
12、1T1T1423 3D1D11U1U1LM7812CTLM7812CTLINEVOLTAGEVREGCOMMONA+_+B_4 4220 Vrms220 Vrms50 Hz50 Hz00TS_AUDIO_VIRTUALTS_AUDIO_VIRTUAL0 0C3C32.2mF2.2mFC7C7330nF330nF0 07 75 533N2593N259C1C12.2mF2.2mF2 2C8C8330nF330nFCOMMONVOLTAGELINEVREGU2U2LM7912CTLM7912CT专业资料学习参考WORD 整理版可以看到输入的正弦信号经过整、滤波、稳压后最终得到我们所需要的直电压所以
13、选取方案一可满足设计要求。（3 3）实验中遇到的问题：）实验中遇到的问题：但是在真实实验过程中，电解电容发生击穿现象。（4 4）现象出现原因分析：）现象出现原因分析：其整电部分的保护部分欠缺，（5 5）解决方案：）解决方案：最后选取备选方案二，使用三个三端整电，并在每个电两端加上一个二极管进保护作用。 实验后未再出现击穿烧毁现象。 辅助二极管元件起到作用。3.3分析研究实验数据（1）测稳压电源输出的稳压值及稳压范围首先使调压器的输出为 0V， 通过示波器或万用表观测稳压电的输出， 然后调节调压器的输出，使输入到变压器的交电压逐渐增加，当稳压电输出的直电压值再随着调压器输出电压的增加而改变时，
14、此时电输出的直电压值即为稳压电源的稳压值。使稳压器输出在稳压值上的输入电压范围为稳压电的稳压范围。测得：输出端正电压 Uo1=11.91V Uo2=5.05V ；输出端负电压 Uo3=-12.05V专业资料学习参考WORD 整理版实验数据与预期的“输出端正电压Uo1=+12.0V Uo2=+5.0V ；输出端负电压Uo3=-12.0V有较小的差值，而Uo1、Uo3 均有向下偏移现象。（2）测稳压电源的纹波电压和纹波因数纹波电压是指在额定负载条件下，稳压电源输出直电压中所含的交分。在交电压为220V，负载电最大（额定输出电）的条件下，用示波器分别测稳压电源的输入纹波电压和输出纹波电压。输出纹波电
15、压(正)Uop-p1=5.0 mV Uop-p2=0.06mV（负）Uop-p3=0.78uV波纹电压偏大，而仿真电中比较正常，其原因可能是焊接技术够准，导致误差。4总结与体会4.1通过本次实验那些能得到提高，那些解决的问题印象深刻，有那些创新点。本学期一开学， 模拟电子技术这门课就成为我的心头第一件事。 以前经常听学长学姐说： “模电就是“电魔，学好就容死。刚刚接触这门课的时候，感觉跟上学期学的“电分析有相通之处，进一步解释二极管、三极管的原，后来又引入运算放大器等上学期十分秘的器件，难也随之增大。从第七周开始就开始有模拟电子技术实验， 怀着忐忑的心来到实验室， 发现示波器的调节是最基本的一
16、项技能， 第一次负反馈实验就我焦头烂额， 没出波形人十分苦恼，在之后的补做实验中才得以出现。之后两次的实验，我做十分充分的预习，结果也是一喜一忧，模拟电子技术实验的可怕之处已经深深印到我的心上。经过三次实验之后，就到设计性试验。一开始得到的消息是做两个设计性实验， 一个是本次论文的主角“集成直稳压电源，另一个是“语音放大器 。可是后来又将第二个实验改成“非线性失真的研究。集成直稳压电源是我们所做的第一个设计性实验，所以刚开始时有些无从下手，总觉得有很多问题，比如电如何设计，需要哪些元件，参数如何选取等等。后来，我们整下思绪，首先非常仔细的研究下师给的PPT 的内容，借助师所给的电结构，确变压电
17、、整电、滤波电、稳压电四个部分，然后查阅模电实验的教材，拟定所需要的元件及元件的的参数。其中得要说一，网上查找资确实为我们提供很多，许多参数前人已有相关总结，再加上电子信息工程学院科学技术协会有模拟电子技术实验所需的元件库。专业资料学习参考WORD 整理版元件库中的元件型号也并太多，这是我们眼前一。大一的时候曾经学习过“电类工程素质训练 ，焊接过电板以及万用表，对焊接的基本知识还是比较解的。但此次电源设计的焊接并想。起初买电板时听别人说有单联板和三联板， 感觉三联板高级， 但是买的时候买成单联板，曾经很是郁闷。但是焊接后期听到许多同学抱怨三联板总是短， 一细心就出问题，方知自己傻人有傻，买单联
18、板踏踏实实焊接才是硬道。此次焊接与万用表焊接差别很大。需要自己布线。我一一将元件焊接好后选择布线，总是把线得很长很美观，只好拆掉重新焊接。有一些布线的经验后， 电源焊接基本结束。 但是发现买的芯片和散热片无法紧密连接，于是就强用焊锡、胶带使他俩连接在一起。最后接上220V 电压进测试。测试途中未断掉电源就拔掉示波器与导线相连的部分， 结果产生大电火花， 电中的元器件异常发热，重新连接之后波形全部异常，我们解到元件被烧坏。也为我们提醒：连接电源时能随意拆卸导线。并且散热器需要正确安装。经过这次教训之后，我们改进电，加入二极管辅助，并且加入保险管。最终测得论文中的较人满意的数据。这才大功告成。此次电源设计，让我们亲身体验如何用空白的电板，进自己所需的电设计。虽然过程十分艰辛，但是经过师的指导和伙伴的努，终于完成，同时对我们模拟电子技术这门课的学习有好的帮助。4.2对本课程的意见与建议本课程对学生的实验操作锻炼有十分重大的帮助。前三个实验感觉比课程进稍微提前些， 可能对原还太清楚。并且模拟电子技术实验期末焊电板等工作工程有些大，对期末复习相对有些影响， 建议将焊电、设计电等工程训练类课程放到小学期踏踏实实训练。5参考文献1、 电子电实验及仿真勇京交通大学出版社清华大学出版社2、 电子技术基础实验与课程设计高吉电子工业出版社专业资料学习参考
