安徽師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院
課程設(shè)計
二O一八年
目錄
摘 要3
第1章 設(shè)計過程4
3.1系統(tǒng)設(shè)計 4
3.2單元電路設(shè)計 5
第2章 Multisim軟件仿真7
2.1、輸出電壓 7
2.2 電壓調(diào)整范圍的測量 7
2.3 輸出額定電流 8
第3章 實物制作8
3.1電路板焊接 8
3.2 電路焊接及注意事項 9
第4章 心得&體會9
摘 要
穩(wěn)壓電源就是其輸出電壓相對穩(wěn)定，它與人們的日常生活密切相關(guān)，也稱為穩(wěn)壓電源、穩(wěn)壓器等。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，電子設(shè)備的種類也越來越多，對穩(wěn)壓電源的要求也更加的靈活多樣。電子設(shè)備的小型化和低成本化，使穩(wěn)壓電源朝輕、薄、小和高效率的方向發(fā)展。設(shè)計上，穩(wěn)壓電源也從傳統(tǒng)的晶體管串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電源高效率、體積小、重量輕的開關(guān)型穩(wěn)壓電源迅速發(fā)展。
本文是以串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源輸入220V/50Hz的市電來進行設(shè)計，來實現(xiàn)輸出8V/500mA的直流電壓，以此為目標(biāo)來進行對串聯(lián)穩(wěn)壓電路各個元器件的選擇。
本課題的設(shè)計要求：
1、輸出電壓U0=8V，調(diào)整范圍：6~12V；
2、輸出額定電流I0=500mA。
圖3.1.2 串聯(lián)穩(wěn)壓電源原理圖
整流電路：如圖3.1.3所示，“整流電路”是把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。大多數(shù)整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動性直流電，這就是交流電的整流過程，整流電路主要由整流二極管組成。經(jīng)過整流電路之后的電壓以及不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓。
圖3.1.3 整流電路圖
LM317穩(wěn)壓器：LM317是應(yīng)用最為廣泛的電源集成電路之一，它不僅具有固定式三端穩(wěn)壓電路的最簡單形式，又具備輸出電壓可調(diào)的特點。此外，還具有調(diào)壓范圍寬、穩(wěn)壓性能好、噪聲低、紋波抑制比高等優(yōu)點。LM317是可調(diào)節(jié)三端正電壓穩(wěn)壓器，在輸出電壓范圍1.2V~37V時，能夠提供超過1.5A的電流，此穩(wěn)壓器非常易于使用。如圖所示，自右向左依次為INPUT電源輸入；OUTPUT調(diào)壓電源輸出；ADJUST控制。
LM324N集成運放：LM324N是一款四運放集成電路。針腳數(shù)是14，工作溫度范圍是-40℃—+85℃，封裝類型是DIP，如圖所示。
電源變壓器：電源變壓器是降壓變壓器，它的作用是將220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui。該直流穩(wěn)壓電源中，輸入為220V交流電壓，輸出為15V。變壓器的變比由變壓器的副邊按比例確定，變壓器副邊與原邊的功率比為P2/P1=n，式中n是變壓器的效率。
整流濾波：該設(shè)計采用單相橋式整流電路。其由四只1N5399二極管組成，其構(gòu)成原則就是保證在變壓器副邊電壓u的整個周期內(nèi)，負載上的電壓和電流方向始終不變。為達到這一目的，需要在Uz的正、負半周內(nèi)正確引導(dǎo)流向負載的電流，使其方向不變，設(shè)變壓器副邊兩端分別為a和b，則a為“+”b為“一”時應(yīng)有電流流出a點，a為“一”b為“+”時應(yīng)有電流流入a點；相反，a為“+”b為“一”時應(yīng)有電流流入b點，因而a和b點均應(yīng)接兩只二極管，以引導(dǎo)電流。經(jīng)過整流后的直流電幅值變化很大，會影響電路的工作性能。可利用電容的“通交流，隔直流”的特性，在電路中并人兩個并聯(lián)電容作為電容濾波器，濾去其中的交流成分。電容濾波電路是最常見也是最簡單的濾波電路，在整流電路的輸出端（即負載電阻兩端）并聯(lián)一個電容即構(gòu)成電容濾波電路。濾波電容容量較大，因此一般均采用電解電容，在接線時要注意電解電容的正負極。電容濾波電路利用電容的充、放電作用，使輸出電壓趨于平滑。如果將兩個濾波電容相連接，且連接點接地，就可同時得到輸出電壓平滑的正負電源。在理想情況下，變壓器副邊無損耗，二極管導(dǎo)通電壓為零，所以電容兩端電壓相等。而當(dāng)其上升到峰值后開始下降，電容便通過負載電阻放電，其電壓也開始下降，趨勢與電容兩端電壓基本相同。但是由于電容按指數(shù)規(guī)律放電，所以當(dāng)其下降到一定數(shù)值后，電容將繼續(xù)通過負載放電，電容兩端電壓按指數(shù)規(guī)律緩慢下降。
穩(wěn)壓電路：該部分主要使用了一個三端穩(wěn)壓器件LM317，功能主要是穩(wěn)定電壓信號，以便提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性能和可靠性能。LM317是由Vin端提供工作電壓后，他便可以保持其+Vout端（2腳）比其ADJ端（1腳）的電壓高1125V。因此，只需要用極小的電流來調(diào)整ADJ端的電壓，便可在Vout端得到比較大的電流輸出，并且電壓比ADJ端高出恒定的1125V。還可以通過調(diào)整ADJ端（1端）的電阻值改變輸出電壓（LM317T會保證接入ADJ端和+Vout端的那部分電阻上的電壓為1125V）。所以，當(dāng)ADJ端（1端）的電阻值增大時，輸出電壓將會升高。
2.1、輸出電壓
輸出電壓測量：在R1和R2兩端并聯(lián)電壓表，當(dāng)滑動變阻器調(diào)制中間值時，如圖2-1所示，測得輸出電壓為：
圖2-1 輸出電壓U0=8V
2.2 電壓調(diào)整范圍的測量
當(dāng)滑動變阻器調(diào)制最小時，如圖2-2所示，測得輸出電壓為：
當(dāng)滑動變阻器調(diào)制最大時，如圖2-3所示，測得輸出電壓為：
圖2-2 電壓調(diào)整至6V 圖2-3 電壓調(diào)整至12V
2.3 輸出額定電流
如圖2-4所示，在電路的輸出端串聯(lián)電流表測得輸出電流為：
圖2-4 輸出額定電流
3.1電路板焊接
3.2 電路焊接及注意事項
串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源.docx
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