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1、精选优质文档-倾情为你奉上 课 程 设 计 说 明 书课程名称： 模拟电子技术 设计题目： 固定直流稳压电源设计 院 系： 电子信息与电气工程学院 学生姓名： 卢月顺 学 号： 专业班级： 通信工程2013级2班 指导教师： 杨欣、赵路华 2015年5月26日 专心-专注-专业课 程 设 计 任 务 书设计题目固定直流稳压电源设计学生姓名卢月顺所在院系电子信息与电气工程学院专业、年级、班通信工程2013级2班设计要求：1、设计制作一个直流稳压电源电路；2、输入电压为220V的交流电压，频率为50Hz；3、输出直流电压为+15V、-15V（+5V、-5V）两种稳定电压；4、最大输出电流为Ioma
2、x=1A；5、纹波电压小于10mV，稳压系数Sr小于5。学生应完成的工作：设计固定直流稳压电源的工作原理，并利用Multisim软件进行电路仿真。利用DXP软件绘制电路原理图，并设计制作电路的PCB板。根据设计原理对电路进行安装调试，完成课程设计工作，并提交课程设计报告。参考文献阅读：1 童诗白，华成英.模拟电子技术基础（第四版）M.北京：高等教育出版社，2006. 2 臧春华.电子线路设计与应用M.北京:高等教育出版社,2005.3 王志功，沈永朝.电路与电子线路基础M.北京：高等教育出版社，2012.4 秦长海，张天鹏，翟亚芳.数字电子技术M.北京：北京大学出版社，2012.5 谷树忠，倪
3、虹霞，张磊.Altium Designer教程原理图、PCB设计与仿真（第2版）M北京：电子工业出版社，2014.工作计划： 5月18号课程设计说明、Multisim软件培训；5月19号Multisim电路设计与仿真；5月21号用Altium Designer 09设计原理图；5月22号用Altium Designer09设计PCB板；5月26号PCB制版，发器件；5月27号书写课程设计报告指导；5月28号指导教师验收设计电路结果。任务下达日期： 2015 年 5 月 18 日任务完成日期： 2015 年 5 月 28 日指导教师（签名）： 学生（签名）： 固定直流稳压电源设计摘 要：利用模拟
4、电子技术设计固定直流稳压电源，主要运用变压器，整流二极管，电解电容，稳压器等器件，该固定直流稳压系统先通过将220V市电降压，再经过整流二极管1N4007进行整流，通过电容滤波之后，采用稳压芯片7815，7915分别对其进行稳压，从而输出稳定电压（+15V,-15V）。关键词：整流二极管1N4007；稳压芯片7815，7915；电路仿真；整流；滤波；稳压目 录1. 设计背景11.1了解数字电路系统和数字电路的定义和组成11.2 掌握时钟电路的作用及基本构成12. 设计方案12.1任务分析12.2方案论证13. 方案实施23.1原理图设计23.2电路仿真43.3 PCB制作53.4安装与调试64
5、. 结果与结论 65. 收获与致谢66. 参考文献77. 附 件77.1电路原理图77.2 PCB布线图87.3 元器件清单91. 设计背景1.1 了解固定直流稳定电源的需求和定义在日常生活中，大部分的电子电路及设备中，一般都需要稳定的直流电源供电，如手机、平板、笔记本电脑等充电都需要使用稳定的输出，充电电池因使用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。生活中最常用的且最容易获取的是220V的电网电压（即市电），通过变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压，从而给电子设备进行供电，即方便又快捷。固定直流稳压电源是能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都
6、是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。 直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。1.2 掌握直流电源的组成和各部分的作用直流电源是能量转换电路，将220V（或380V）50Hz的交流电转换为直流电。图1能量转换电路在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电压波动10，且负载有一定的变化范围。2. 设计方案2.1 任务分析根据课程设计要求，分析可知，稳压直流电源是由4个1N4001的二极管，四个电解电容，分别为2个2.2mF，2个1uF；两个330nF的电容，两个稳压器：分别为1个LM
7、7815CT,1个LM7915CT。将输入端接整流滤波电路的输出，将输出端接负载电阻，构成稳压电路。2.2 设计方案2.2.1整流电路整流电路的作用是将交流电变换成单方向的直流电。在设计中，为了克服单向半波整流电路输出电压低，交流分量大，效率低的缺点，因此选用单向桥式整流电路。（1）工作原理。图2.1u2的正半周，D导通， ADRLB，uO= u2 。 u2的负半周，D截止，承受反向电压，为u2； uO=0。（2）UO（AV）和 IL（AV）的估算。已知变压器副边电压有效值为U2，图2.2（3）二极管的选择。考虑到电网电压波动范围为10，二极管的极限参数应满足:2.2.2滤波电路在桥式整流电路
8、的基础上，输出端并联一个电容C就构成了电容滤波电路，如下图： 图2.3电容滤波是通过电容的储能作用（充放电过程）， 即在u2升高时，把部分能量储存起来（充电），在u2降低时， 又把储存的能量释放出来（放电），从而在负载RL上得到一个比较平滑的、近似锯齿形的输出电压uo，使其脉动程度大为降低，并且平均值提高。（1）工作原理。滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。（2）电容的选择及UO（AV）的估算。 图2.4（3）优缺点。简单易行，UO（AV）高，C 足够大时交流分量较小；不适于大电流负载。2.2.3稳压电路。1）输出电压2）输出电流3）稳压系数:表明电网电压波动时电路的稳压性能。 在负载电流不
9、变时，输出电压相对变化量与输入电压变化量之比: 4）输出电阻:表明负载电流变化时电路的稳压性能。 在电网电压不变时，负载变化引起的输出电压的变化量与输出电流的变化量之比: 2.3三端稳压器。变压器的选取：通过查询W7800系列芯片手册得知两芯片的输入电压得达到13V 才能正常工作，故变压器输出电压有效值VU112.1/132，由于要求输出的电压为正负两组，所以设计中选取220V转15V交流变压器。图2.5将输入端接整流滤波电路的输出，将输出端接负载电阻，构成稳压电路。图2.6 78系列稳压器外形及接线图 图2.7 79系列稳压器外形及接线图3.方案实施3.1设计总体电路图根据需要，设计出总体电
10、路图,如图3.1所示。图3.1总体电路图3.2电路仿真在各单元电路设计的基础上，按照总体电路图在仿真软件Multisim上一一选择器件并进行连接，然后启动开关观察。将电路在Multisim上连接好后，通过仿真，仿真结果如图3.3所示，正向输出压为+15.548V，反向输出电压为-15.585V,考虑到由于Multisim内部器件参数的影响，使仿真产生较大误差，总体满足设计要求。图3.2 仿真图图3.3仿真结果3.3 PCB制作在布线前要在DXP中完成对电路图个元件的封装。在封装时，要注意，因为对于同一个元件可能又多种封装方式。封装时根据所给元件的类型选择合适的封装对各个元件进行封装。封装完成后
11、，把原理图导入PCB板。导入PCB板后，再对元件的位置重新手动摆放，使尽量少的线重叠，以减少布线时的跳线出现。尽量使每一个元器件不互相干扰，每一个孔之间留一定的间距，防止打孔时两个或多个孔之间串联。将绘制好的PCB图打印出来，通过热转印机将其转到覆铜板上，放到腐蚀液（过氧化氢：盐酸=1:1）中进行腐蚀，之后用钻台给板子钻孔，擦去油墨，焊接元器件。在焊接过程中，应注意电容和二极管的正负极。对焊接好的电路板进行供电，用万用表测试其输出电压。3.4 安装与调试在安装上，我们要注意二极管有没有插反，所以在安装前，要仔细辨认正负极。然后安装好所有的电路原件后，按照电路图逐一检查电路有没有漏焊的问题，接下
12、来用万用表逐一检查有没有虚焊或线路断路或线路短路。在线路没有问题的情况下连接电源调试，之后用电源逐个模块进行检查。4. 结果与结论 5. 收获与致谢经过两个星期的电子技术课程设计，学间的相互合作精神。通过本次课程设计，我收获了很多。首先通过实践加深了对数字电子技术理论知识的理解，能够初步掌握自动化专业常用软件的基本工具的应用，并且亲身感觉到与数字生活是如此的近距离，有说不出的喜悦与甜蜜。但是由于软件基本功不行，设计过程中遇到了小难题，尤其在PCB布线的时候，耽误了大量时间，在经过不懈努力后才完成了我们的PCB板。所以我们在设计的过程中，不可对其中任意一个环节不耐心，要认真检查到每一根导线。这次
13、课程设计我深刻意识到认真的重要性，也许是第一次做数电课程设计，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现自己的不足之处，对以前所学过的知识认识得不够深刻，掌握得不够牢固，理解的不够透彻。总体来说,这次实习我受益匪浅.在摸索该如何设计程序使之实现所需功能的过程中,特别有趣,培养了我的设计思维, 增加了实际操作能力。如果不能够认真谨慎的工作，我们的设计不会达到预期的效果。还有不论遇到什么困难，不要对自己失去信心。在以后我要更加努力学习，培养自己独立思考的能力，弥补自身的不足，提高自己的综合素质。这次设计过程中我要感谢耐心指导以及在设计中给出的宝贵建议和意见，教会我对DXP和Multisim
14、的使用，以及搭档在设计原理图中所做的帮助，我再次表示深深的感谢！6. 参考文献1 童诗白，华成英.模拟电子技术基础（第四版）M.北京：高等教育出版社，2006. 2 臧春华.电子线路设计与应用M.北京:高等教育出版社,2005.3 王志功，沈永朝.电路与电子线路基础M.北京：高等教育出版社，2012.4 秦长海，张天鹏，翟亚芳.数字电子技术M.北京：北京大学出版社，2012.5 谷树忠，倪虹霞，张磊.Altium Designer教程原理图、PCB设计与仿真（第2版）M北京：电子工业出版社，2014.7. 附件7.1 电路原理图 电路原理图如图7.1所示。图7.1 电路原理图7.2 PCB布线图 PCB布线图如图7.2所示。图7.2 PCB布线图7.3 元器件清单元器件清单如表1所示。表1 元器件清单名称功能个数1N4001二极管4LM7815CT稳压器1LM7915CT稳压器1电容2.2mF2330nF21uF2指导教师评语：课程设计报告成绩： ，占总成绩比例： 40 课程设计其它环节成绩：环节名称：原理图设计与仿真，成绩： ，占总成绩比例： 20 环节名称： PCB设计 ，成绩： ，占总成绩比例： 20 环节名称：电路安装调试 ，成绩： ，占总成绩比例： 20 总 成 绩： 指导教师签字：年 月 日本次课程设计负责人意见：负责人签字：年 月 日