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1、精选优质文档-倾情为你奉上机电一体化实训5V直流稳压电源设计报告 学校：西安科技大学高新学院 班级：机械设计制造及其自动化姓名：*学号：* 指导老师：邵小强设计时间：2012.7.22012.7.13目 录1 设计题目 32 设计方案和要求 3 2.1 设计目的 32.2设计技术指标与要求32.2.1 基本要求 32.2.2 技术指标 33 电路原理分析 3 3.1 原理分析34 各单元电路图及功能说明 4 4.1.1 电源变压器 .4 4.1.2 整流电路 .5 4.1.3 滤波电路 .6 4.1.4 稳压电路 .6 4.1.5 总电路 .8 4.1.6 元件清单.8 5 电路的调试及仿真数
2、据 9 5.1 虚拟示波器检测图 .9 5.2 数据指标 。10 6 心得体会 .11 7 致谢语 .11 8 参考文献121 设计题目题目：基于EWB的串联型直流稳压电源的设计2 设计方案和要求2.1 设计目的（1）、设计用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。（2）、学习使用EWB软件并对串联型直流稳压电源进行仿真验证。2.2设计技术指标与要求2.2.1、基本要求 A、电路能输出直流5V与9V两档电压； B、拟定测试方案和设计步骤； C、根据性能指标，计算元件参数，选好元件，并画出电路图； D、仿真验证输出信号； E、写出设计性报告。 2.2.2、技术指标： A、输出5V与9V两
3、档电压,同时具备正负极性输出； B、输出额定电流250mA最大电流650mA； C、在最大输出电流时纹波电压峰值3 电路原理分析与方案设计31原理分析：采用变压器、二极管、集成运放，电阻、稳压管、三极管 等元件器件。220V的交流电经变压器变压后变成电压值较小的交流，再经桥式整流电路和滤波电路形成直流，稳压部分采用串联型稳压电路。比例运算电路的输入电压为稳定电压，且比例系数可调，所以其输出电压也以调节；同时，为了扩大输出大电流，集成运放输出端加晶体管，并保持射极输出形式，就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。整体功能结构如图。4 各单元电路图及功能说明4.1.1电源变压器直流电的输入为220V
4、的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对电流电压处理。变压器副边电压有效值决定后面电路的需要。根据经验，选择匝数比为19:1的变压器。4.1.2整流电路：单相桥式整流电路 波形图为了将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，通过整流电路实现。查阅资料可知单相整流电路有单相桥式整流电路（全波整流电路）。桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器次级电压的极性分别导通，将变压器次级电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。单相桥式整流电路，
5、具有输出电压高，变压器利用率高、脉动系数小等优点。所以在电路中采用单相桥式整流电路。4.1.3滤波电路整流后的输出电压虽然是单一方向的，但是含有较大的交流成分，会影响电路的正常工作。一般在整流后，还需要利用滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。所以需通过低通滤波电路，使输出电压平滑。理想情况下，应将交流分量全部滤掉，使输出电压仅为直流电压。在实际电路中，应选择滤波电容的容量满足C=(35)T/2的条件，为了获得更好的滤波效果，电容容量应选得更大些。复式滤波电路的效果最好，所以在电路中采用RC型的复式滤波电路，如图所示：4.1.4稳压电路：用晶体管和集成运放组成的具有保护环节的串联型直流稳
6、压电源从简单、合理、可靠、经济等方面考虑，我们采用此方案比较合算，因此本人的电路设计采用的便是此方案。a稳压原理：若由于某种原因使UO增大，则UOUNUBUOb输出电压的调节范围：故6V,取=5.6V402, 1000K(100), 820c串联型稳压电路的基本组成部分及其作用：调节管：是电路的核心，UFE随UI和负载产生变化以稳定Uo。基准电压：是Uo的参考电压。采样电阻：对Uo的采样，与基准电压共同决定Uo。比较放大：将Uo的采样电压与基准电压比较后放大，决定电路的稳压性能。d串联型稳压电源中调整管的选择：要想使调整管起到调整作用，必须使之工作在放大状态，因此其管压降应大于饱和管压降；调整
7、管极限参数的确定，必须考虑到输出电压由于电网电压波动而产生的变化，以及输出输出电压的调节和负载电流的变化所产的影响。根据极限参数ICM、U（BR）CEO、PCM选择调整管：=-= R电网电压最低且负载电流最小时，稳压管的电流最大。= R4.1.5总电路：4.1.6元件清单：元件类型元件序号型号主要参数数量变压器T510-to-1匝数19:11个整流桥D7DYM10-10001个集成运算放大器AR2LF411c1个稳压管D81N5255B3.011V，0.0454一个三极管Q5MRF95111个电容C56300uF1个电阻R1、R2、R3、R4、R6、R7、R82.0455M1K2501M0.7
8、245M,20.9214.2 电源线1条开关S1.S2.S3单刀双掷3个5 电路的调试及仿真数据5.1虚拟示波器检测图5.2数据指标稳压电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度、包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率）、纹波电压（纹波系数）及温度系数。（1）稳压系数：在负载电流、环境温度不变的情况下，输出电压的相对变化引起输出电压的相对变化，即电压调整率：输入电压相对变化为10%时的输出电压相对变化量，稳压系数和电压调整率均说明输入电压变化对输出电压的影响，因此也只需测试其中
9、之一即可。（2）输出电阻及电流调整率输出电阻与放大器的输出电阻相同，其值为当输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值。电流调整率：输入电流从0变到最大值时所产生的输出电压相对变化值。输出电阻和电流调整率均说明负载电流变化对输出电压的影响，因此也只需测试其中之一即可。 （3）纹波电压：叠加在输出电压上的交流分量。用示波器测试其峰峰值一般为毫伏量级。也可用交流毫伏表测量其有效值，但因纹波不是正弦波，所以有一定的误差。理论值输出是9V和5V，但实际输出是有点误差，但是可以通过调节滑动变阻器来达到准确的9V和5V，之后就可以直接用双掷开关来选择所要用的输出电压了。6 心得体会 通过这
10、次设计实验我体会到以下几点 1：对自己的动手能力是个很大的锻炼。 2：通过这次专周实验也培养了我们胆大、心细、谨慎的工作作风。 3：我们懂得了ewb软件的运行与操作。 4：最重要的是懂得了串联稳压电源原理，串联型稳压电路是最常用的电子电路之一，它被广泛地应用在各种电子电路中。 而且在这次实验过程中，也遇到不少问题，但在独立思考和互相交流的情况下，最终都能顺利完成任务。其中，在初次设计电路图时，元件的摆放和布线造成很多困扰，独立思考了一段时间后终于想到一个比较可行的方案，接着和周围的同学互相交流布线方案，通过交流，发现到自己元件选择和布线上存在的不足，接着通过老师的指导与校正成功的完成了任务。我
11、也深深的体会到一个项目是否是好是成功的，就要考虑他的成本与与环境的影响。最大限度的达到高收益低投经过一个多月的努力，终天完成的这个设计。从选题到画图制板花了差不多一个星期的时间，后面的调试占了大部分的时间。由于没有找到示波器，所以调试时，除了测试电压电流用到实物外，其他参数测试只能在仿真软件下进行的。在这里选用了multisim进行仿真，虽然multisim不是很难学，但由于自己对multisim还没有熟练的掌握，仿真过程中还是会有一定的误差。在实际做成的电路板中,由于买不到等值参数的元件，测量出来的性能指标参数难免会有一定的误差,对元件封装的不了解，也造成了铜板的浪费。第一次做成的板子，由于
12、没有注意到protel给出的LM317的原理图管脚，花费了大量的时间去调试。正确的管脚为:1脚为调整，2脚为输出，3脚为输入。焊板的时候，不要对着3D来焊，应以PCB为基准。3D图虽然形象的把电路板模拟出来了，但与实物还有有很大的差别的，特别是二极管，电解电容，极性错乱，而且有很多图没有样板。还有，12V的变压器输入的电压会比12V高一些的。虽然输出电压增加或减少由LM317的调整脚上的串联电位器（R2）来控制，但是并联在LM317调整脚和输出脚上的电阻R1也可改变输出电压的最小值。本次的课程设计，培养了我们综合应用课本理论解决实际问题的能力；我觉得课程设计对我们的帮助是很大的，它需要我们将学
13、过的理论知识与实际系统地联系起来，加强我们对学过的知识的实际应用能力！在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，同学们共同协作，解决了许多个人无法解决的问题；在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。但是由于水平有限，我们的课程设计难免会有一些错误和误差，还望老师批评指正。入。总之在这次实验中受益匪浅。7 致谢语 通过这次的专周实验设计，我从总学会了很多，我的指导老师：卢光宝，陈佳新，蔡信建，鄢仁武倾注了大量的心血，从开始专周第一天起，到结束。一遍又一遍地指出与讲解设计中的具体问题，严格把关，循循善诱，在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我实验设计期间给我极大关心和帮助的各位同学。这一切都使我们彼此间的情谊更加深厚，愉快地度过了这次专周实验，这将会成为我最为难忘的回忆。8 参考文献电路与电子技术 杨建良 李芝成 朱志伟 模拟电子技术基础 童诗白、华成英电子技术实验与课程设计 赵淑范 王宪伟. 杨拴科 模拟电子技术基础 P281 2003年1月第一版 陆昆等 电子设计基础P492 97年第一版专心-专注-专业