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1、*课程设计任务书半导体直流稳压电源的设计和测式一一 设计目的设计目的1 学习直流稳压电源的设计方法;2 研究直流稳压电源的设计方案;3 掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法二二 设计要求和技术指标设计要求和技术指标1 技术指标:要求电源输出电压为12V(或9V/5V),输入电压为交流 220V,最大输出电流为 Iomax=500mA,纹波电压Vop-p5mv,温压系数 Sr5%2 设计要求:(1)设计一个能输出12V/9V/5V 的直流稳压电源;(2)要求绘出原理图,并用 Protel 画出印制板图;(3)根据设计要求和技术指标设计好电路,选好元件及参数;(4)要求绘出原理图,并用 Pro
2、tel 画出印制版图;(5)在万能板或面包板或 PCB 板上制作一台直流稳压电源;(6)测量直流稳压电源的内阻;(7)测量直流稳压电源的稳压系数 纹波电压;(8)撰写设计性报告三三 设计提示设计提示1 设计电路框图如图所示交变流电源压器整流电路滤波电路稳压电路稳压电路若使用分离元件要有取样 放大 比较和调整四个环节,晶体管选用 3DD 或 3DG 等型号;若用集成电路选 78XX 和 79XX 稳压器测量稳压系数:在负载电流为最大时,分别测得输入交流比 220V 增大和减小 1/筱*0%的输出Vo,并将其中最大一个代入公式计算Sr,当负载不变时,Sr=VoVI/VIVo.测量内阻:在输入交流为
3、 220V,分别测得负载电流为 0 及最大值时的Vo,Ro=Vo/II.纹波电压测量:叠加在输出电压上的交流分量,一般为mV级可将其放大后,用示波器观测其峰峰值 Vop-p;用可用交流毫伏表测量其有效值 Vo,由于纹波电压不是正弦波,所以用有效值衡量存在一定误差2实验仪器设备自耦变压器一台数字万用表数字电压表变压器面包板或万能板智能电工实验台示波器3设计用主要器件:变压器整流二极管集成稳压器电容电阻若干4参考书:电子线路设计实验测试华中科技大学出版社模拟电子技术基础高等教育出版社四四 设计报告要求设计报告要求1选定设计方案;2拟出设计步骤,画出电路分析并计算主要元件参数值;3列出测试数据表格;
4、4测试总结五五 设计总结设计总结1总结直流稳压电源的设计方法和运用到的主要知识点,对设计方案进行比较2总结直流稳压电源的主要参数的测试方法目录目录第第 1 1 章绪论章绪论51.1直流稳压电源研究的意义5/筱*1.2直流稳压电源的发展状况5第第 2 2 章设计概述章设计概述 72.1设计目的72.2设计要求与性能指标 72.3设计原理72.4设计方案的分析 9第第 3 3 章单元电路设计与元器件的选择章单元电路设计与元器件的选择103.1变压器的确定 103.2整流电路的确定103.3滤波电路的确定133.4稳压电路的确定153.5电路的整合连接16第第 4 4 章电路仿真与测试章电路仿真与测
5、试174.1仿真软件简介 174.2仿真电路图 194.3仿真结果及分析 20第第 5 5 章安装与调试章安装与调试 215.1PCB 板制作 215.2万能板安装电路225.3调试与检测 225.4技术指标测量23第第 6 6 章误差分析章误差分析 24/筱*第第 7 7 章心得体会章心得体会 25参考文献参考文献 27附录【附录【1 1】28附录【附录【2 2】29附录【附录【3 3】30附录【附录【4 4】31第1章绪论1.1 直流稳压电源的研究意义电源是各种电子电器设备工作的动力,是自动化不可或缺的组成部分,直流稳压电源是应用极为广泛的一种电源 直流稳压电源是常用的电子设备,它能保证在
6、电网电压波动或负载发生变化时,输出稳定的电压 一个低纹波高精度的稳压源在仪器仪表工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值直流稳压电源通常由变压器整流电路滤波电路稳压控制电路所组成,具有体积小,重量轻,性能稳定可等优点,电压从零起连续可调,可串联或关联使用,直流输出纹波小,稳定度高,稳压稳流自动转换限流式过短路保护和自动恢复功能,是大专院校工业企业科研单位及电子维修人员理想的直流稳压电源适用于电子仪器设备电器维修实验室电解电镀测试测量设备工厂电器设备配套使用几乎所有的电子设备都需要有稳压的电压供给,才能使其处于良好的工作状态家用电器中的电视机音响电脑尤其是这样电网电压时高时低,电子设备本身耗供
7、电造成不稳定因家解决这个不稳定因素的办法是在电子设备的前端进行稳压直流稳压电源广泛应用于国防科研大专院校实验室工矿企业电解电镀充电设备等的直流供电1.2 直流稳压电源的发展状况1955 年美国的科学家罗那(G.H.Royer)首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器此后,利用这一技术的各种形式的精益求精不断地被研制和涌现出来,从而取代了早期采用的寿命短可靠性差 转/筱*换效率低的旋转和机械振子示换流设备由于晶体管直流变换器中的功率晶体管工作在开关状态,所以由此而制成的稳压电源输出的组数多极性可变 效率高 体积小 重量轻,因而当时被广泛地应用于航天及军事电子设备由于那时的微电
8、子设备及技术十分落后,不能制作出耐压高 开关速度较高 功率较大的晶体管,所以这个时期的直流变换器只能采用低电压输入,并且转换的速度也不能太高 60 年代,由于微电子技术的快速发展,高反压的晶体管出现了,从此直流变换器就可以直接由市电经整流滤波后输入,不再需要工频变压器降压了,从而极大地扩大了它的应用范围,并在此基础上诞生了无工频降压变压器的开关电源 省掉了工频变压器,又使开关稳压电源的体积和重量大为减小,开关稳压电源才真正做到了效率高体积小 重量轻 开关电源在世界各国迅速发展,但在初期价格较高直到八十年代,与这种技术有关的高频,高反压的功率晶体管高频电容 开关二极管 开关变压器的铁芯等元件也不
9、断地研制和生产出来,使无工频变压器开关稳压电源得到了飞速的发展,随着元件工艺的成熟,直流稳压电源的价格也日益下降,应用也变的日益广泛,应用于电子计算机 通信航天彩色电视机等领域,从而使无工频变压器开关稳压电源成为各种电源的佼佼者近几年随着科技的发展,直流稳压电源的工作频率由原来的几十千赫发展到现在的几百千赫,甚至更高现在智能化的直流稳压电源也被广泛应用于生产领域,对此的研究开始向高频方面发展 以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论 工作原理建模分析方法和高频大功率开关器件,高性能集成控制器和功率模块的开发研制方面发展第 2 章设计概述2.1设计目的(1)学习直流稳压
10、电源的设计方法;(2)研究直流稳压电源的设计方案;(3)掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法2.2设计要求和技术指标/筱*设计要求:设计一个能输出正负 12V 的直流稳压电源;拟定测试方案和设计步骤;根据设计要求和技术指标设计好电路,选好元件及参数;绘出原理图和印制板图;在万能板上连接电路;测量直流稳压电源的内阻;测量直流稳压电源的稳压系数纹波电压;撰写设计性报告2.2.2技术指标:电源输出电压为正负 12V;输入电压 220V 50Hz;最大输出电流为 Iom=500mA;纹波电压小于等于 5mA;稳压系数 Sr 小于等于 5%.2.3设计原理:2.3.1 设计电路框图设计电路框图如图
11、2-1 所示,包括变压器降压,整流滤波电路滤波,稳压电路进行稳压四个部分图 2-2 为电压经过各个部分的波形,交流 U1经过变压器降压后到较小的交流 U2,经过整流滤波后变为纹波很小的直流 U4,最后由稳压电路进行稳压输出/筱*交流电源变压器整流电路滤波电路稳压电路图 2-1 电路框图U1U2U3U4U5图 2-2 整流与稳压过程2.3.2 各部分电路的作用交流变压器一般的电子设备所需要的直流电压较之交流电网提供的 200V 电压相差较大,为了得到输出电压的额定范围,就需要将电网电压转化到合适的数值所以,电压变换部分的主要作用就是将电网电压变为所需要的交流电压,同时还可以起到直流电源与电网的隔
12、离作用整流电路整流电路的作用是将变换后的交流电压转换为单方向的脉冲电压 由于这种电压存在着很大的脉动部分(称为纹波),因此,一般还不能直接用来给负载供电,否则,纹波会严重影响到负载的性能指标滤波电路滤波部分的作用是对整流部分输出的脉动直流进行平滑,使之成为含交变成分很小的直流电压也就是说,滤波部分实际上使一个性能较好的低通滤波器,且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率稳压电路尽管经过整流滤波后的电压接近于直流电压,但是其电压值的稳定性很差,受温度负载电网电压波动等因素的影响很大,因此,还必须有稳压电路,以维持输出直流电压的基本稳定2.4设计方案的的分析由设计原理可知直流稳压电源应由几部分组
13、成,而且各个部分相对独立,因此,在进行设计电路的时候我们采用各个部分分别设计,独立选择元器件,独立测试的方/筱*法,最后将这几部分进行组装和调试,最终达到设计完整直流稳压电源电目的第 3 章单元电路设计与元器件的选择3.1 变压器的确定3.1.1 变压器的效率电源变压器的作用是将220V的交流电压U1变换成整流滤波电路所需要的交流电压 U2变压器副边与原边的功率比由公式 3.1 确定P2/P1=(3.1)式中,为变压器的效率一般小型变压器的效率如表所示表 2-1 小型号变压器的效率副边功率10P2w10300.730800.8802000.85效率0.63.1.2 参数计算及元件选择变压器副边
14、电压有效值为 U2,输出电压为 12V,取 UL=1.2U2,则U2=12V/1.2=10V (3.2)故选择 220V 输入,10V 输出电源变压器,功率在 1030W 之间,效率为 0.60.7,本次设计选用 EI 系列小型变压器3.2 整流电路的确定整流电路的设计图 3-1 单向桥式整流电路整流电路将交流电压变换为脉动的直流电压,再经过滤波就可的到纹波较小的直流电压常用的整流电路有半波整流全波整流桥式整流等桥式整流电路与单相半波整流电路和单相全波整流电路相比,其明显的优点是输出电压较高,纹波电压较小,整流二极管所承受的最大反向电压较低,并且因为电源变压器在正负半周内都有电流流过,所以变压
15、器绕组中流过的是交流,变压器的利用率高在同样输出直流功率的条件下,桥式整流电路可以使用小的变压器,因此,这种电路在整流电路中得到广泛应用/筱*本次设计单相桥式整流电路如图 3-1它由四个二极管构成电桥形式,两两构成一组,分别在正弦交流点正负半轴时刻导通工作原理如图 3-2 所示u2O22U234tD4u1u2D3D1iD1iORLOiD2OiO2U2RLt2U2D2uOt2U2RLRLu1u2iOuORLOuOOuD1Ot2U2tt2U2图 3-2 单相桥式整流电路(a)整流电路(b)波形图在分析整流电路工作原理时,整流电路中的二极管是作为开关运用,具有单向导电性根据图 3-2(a)的电路图可
16、知:当变压器次级电压 U2为上正下负时,二极管D1D3导通,D2D4截止,在负载电阻上得到正弦波的正半周,如图 3-2(b)中 0所示当变压器次级电压为下正上负时,二极管D2D4导通,D1D3截止,在负载电阻上得到正弦波的负半周,如图 3-2(b)2所示在负载电阻上正负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压3.2.2 参数计算与元件选择根据图 3-2 可知,输出电压是单相脉动电压通常用它的平均值与直流电压等效桥式整流电路的输出电压平均值为UL2 2U2 0.9U2(3.3)/筱*直流电流为IL 0.9 U2(3.4)RL在桥式整流电路中,整流二极管D1D3和D2D4是两两轮流导通的,因
17、此,流过每个整流二极管的平均电流是电路输出电流平均值的一半10.45 U2IDIL(3.5)2RL桥式整流电路因其变压器只有一个副边绕组,在U2正半周时,D1D3导通,D2D4截止,此时 D2D4所承受的最大反向电压为U2的最大值,即URM2U2(3.6)同理,在U2负半周时,D1D3也承受同样大小的反向电压设计要求最大输出电流 Iom=500mA,则流经二极管的最大平均电流为11IDIL=500mA 250mA(3.7)22二极管承受的最大反向电压VRM2V2210V 15V(3.8)因此可选用整流二极管 IN4001(允许最大电流 IF=1.0A,最大反向电压 VRM=50V),或选择整流
18、桥堆 MB05M(最大电流 IF=0.5A,最大反向电压 VRM=50V),DB101(IF=1.0A,VRM=50V)3.3滤波电路的确定3.3.1 电路组成及工作原理虑波电路如图 3-1 滤波部分所示,与单向桥式整流电路组成整流滤波电路其工作原理:无论U2是正半周还是负半周,电路中总有二极管导通,在一个周期内,U2对电容充电二次,由于充电时间常数很小(二极管导通电阻和变压器内阻很小),所以很快充满电荷,使电容两端电压UC基本接近U2m,而电容上的电压不会突变现假设在 U2在正半周期由零开始上升,很短时间内电容上的电压 Uc 基本上接近 U2m,因此 U2UC时,D1,D3导通,C 又开始充
19、电不难理解,/筱*在 U2的负半周期也会出现与上述基本相同的结果这样在 U2不断作用下,电容上的电压不断进行充放电,周而复始,从而得到一近乎于锯齿波的电压 UL=UC,负载电压的纹波大为减少,如图 3-3 图 3-3 滤波波形由以上分析可知,电容虑波电路有如下特点:1RLC 越大,电容放电速度越慢,负载电压中的纹波成分越小,负载平均电压越高为了得到平滑的负载电压,放电时间常数应满足=RLC(35)T/2 (3.9)式中 T 为交流电压的周期2RL越小输出电压越小若 C 一定,当 RL,即空载时有UO2U21.4U2(3.10)当 C=0,即无电容时有UO 0.9U2(3.11)当整流电路的内阻
20、不太大(几欧姆)和电阻 RL电容 C 取值满足(3.9)时,有UO(1.1 1.2)U2(3.12)总之,电容滤波适用于负载电压较高,负载变化不大的情况参数计算与元件选择负载电阻RLmin Vo12V 24(3.13)Iom0.5A由式(3.9),取RLC 4T 22T由此滤波电容为21 50s 0.04sC0.04s RL0.04s 241667F(3.14)若考虑电网波动,则电容承受的最高电压为UCM2U21.11.414121.1V15.6V(3.15)滤波电容耐压值应大于输出电压值,一般取 1.5 倍左右,且通常采用有极性的电解电容,因此选用标称值为 2200F/30V 的电解电容/筱
21、*考虑到正负电压输出,最后设计的整流滤波电路如图 3-4图 3-4整流滤波电路3.4 稳压电路的确定3.4.1 稳压芯片介绍直流稳压电路类型和设计方法有多种,本次设计采用集成元件构成稳压电路用CW78系列和CW79系列的芯片 包括固定三端与可调式三端稳压器,我们介绍固定三端稳压器及其典型应用我们通常所用的 7800 和 7900 系列的稳压管如图 3-5 所示图 3-5 固定三端式稳压稳压器的典型应用(a)CW78xx 系列典型应用 (b)CW79xx 系列典型应用在CW78xx系列中 1脚接输入,2脚接地,3脚接输出CW79xx系列中 1脚接地,2脚接输入,3 脚接输出其中 CW78xx 系
22、列中输出为正电压,如 7815 则它的输出电压为+15V,而 CW79xx 系列中输出为负电压,如 7915 则输出电压为-15V,(它们的输出额定电流以字母为标志,L 表示 0.1A,M 表示 0.5A,无字母表示 1.5A)但不管是输出为正电压的 78 系列还是输出为为负电压的 79 系列,它们的输入端所接入的电容 C的功能是进一步滤除纹波,输出端接入的电容 C 能改善负载的瞬态影响,使电路稳定工作C 最好用漏电流小的电容,如果是电解电容的话,则电容量要比图中的增加10 倍元件选择本次设计选择固定集成稳压器 CW7812,CW7912,其特性参数:Vo=12V,Iomax=500mA,Vi
23、=1435,副 边 电 压V2VImin/1.1=14/1.1=12.7V,取V2=15VCW7812 的引脚如图 3-6 所示/筱*芯片说明:图 3-6 CW7812 引脚CW7812CW7912 芯片由于它只有输入,输出和公共引出端,故称之为三端式稳压器它由启动电路,基准电压电路,取样比较放大电路,调整电路和保护电路等部分组成3.5 电路的整合连接本次设计的思想是先进行单元电路的设计,然后再将各个单元电路进行整合,最终达到设计完整电路的目的以上已完成各部分的分析与设计,因此接下来设计整个电路电路接入几个主要部分外,为了防止稳压器产生高频自激振荡和抑制电路引入的高电频,电路中前后分别接入电容
24、 C3=0.33uF,C5=0.1uF它们的作用是瞬时增减负载电流时不会引起输出电压有较大的波动 发光二极管用来检测电路是否接通负载输出端的电路与正输入端对称,所以 C4=0.33uF,C6=0.1uF总的电路图见附录【3】第4章4.1 仿真软件简介电路仿真与测试本次试验由EWB软件进行仿真电子工作平台Electronics Workbench(EWB)(现称为MultiSim)软件是加Interactive Image Technologies公司于八十年代末九十年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件,其工作界面如图 4-1图 4-1 EWB 工作界面4.1.1 EWB 的特点:(1)
25、采用直观的图形界面创建电路,在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台,绘制电路图需要的元器件电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取;(2)软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似,可以实时显示测量结果;(3)EWB 软件带有丰富的电路元件库,提供多种电路分析方法;(4)作为设计工具,它可以同其它流行的电路分析设计和制板软件交换数据;(5)EWB 还是一个优秀的电子技术训练工具,利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验,仿真电路的实际运行情况,熟悉常用电子仪器测量方法/筱*与其他电路仿真软件(Protel99)相比,具有界面直观操作方便等优点他改变了一般电路仿真软件输入电
26、路必须采用文本方式的不便,创建电路选用元器件和测试仪器等均可直接从屏幕上器件库和仪器库中直接选取 电子电路的分析设计与仿真工作蕴含于轻点鼠标之间,不仅为电子电路设计者带来了无尽的乐趣,而且大大提高了电子设计工作的质量和效率4.1.2 EWB 的优点1各元器件选择范围广,参数修改方便,不会象实际操作那样多次地把元件焊下而损坏器件和印刷电路板使电路调试变得快捷方便对 模拟电子技术基础 课程中的绝大部分电路都能应用,不仅能用于对单个电路特性和原理进行验证,也能就用于多级的组合电路2元件库不但提供了各种丰富的分立元件和集成电路等元器件,是一个全开放性的仿真实验和课件制作平台,给我们提供了一个实验器具完
27、备的综合性电子技术实验室可以在任意组合的实验环境中,搭建实验通过元件复制或单级电路的复制来完成整个电路的组装因此也适用于较大型的设计性实验3EWB(电子学工作平台)为我们提供了一个很好的实用工具,使我们能够在教学过程中随时提供实验演示和电路分析教师可以在多媒体教室中深入浅出地分析各种电路的特性,讲解各种参数改变对电路的影响学生可结合学习内容,进行接近于实际电路的调试分析,有利于对加深对理论理解特别是一些大中专院校和广播电视大学,通过这样的计算机模拟仿真实验,把电子技术的理论教学和实验教学有机地结合了起来4.1.3 EWB 软件基本操作方法 1 元器件操作元件选用:打开元件库栏,移动鼠标到需要的
28、元件图形上,按下左键,将元件符号拖拽到工作区元件的移动旋转反转复制和删除:用鼠标单击元件符号选定,用相应的菜单工具栏,或单击右键激活弹出菜单,选定需要的动作元器件参数设置:选定该元件,从右键弹出菜单中选Component Properties可以设定元器件的标签(Label)编号(Reference ID)数值(Value)和模型参数(Model)故障(Fault)等特性说明:元器件各种特性参数设置可通过双击元器件弹出的对话框进行;编号(Reference ID)通常由系统自动分配,必要时可以修改,但必须保证编号的唯一性;故/筱*障(Fault)选项可供人为设置元器件的隐含故障,包括开路(Op
29、en)短路(Short)漏电(Leakage)无故障(None)等设置2 导线的操作主要包括导线的连接弯曲导线的调整导线颜色的改变及连接点的使用连接:鼠标指向一元件的端点,出现小园点后,按下左键并拖拽导线到另一个元件的端点,出现小园点后松开鼠标左键删除和改动:选定该导线,单击鼠标右键,在弹出菜单中选 delete 或者用鼠标将导线的端点拖拽离开它与元件的连接点说明:连接点是一个小圆点,存放在无源元件库中,一个连接点最多可以连接来自四个方向的导线,而且连接点可以赋予标识;向电路插入元器件,可直接将元器件拖曳放置在导线上,然后释放即可插入电路中3 电路图选项的设置 Circuit/Schemati
30、c Option 对话框可设置标识编号数值模型参数节点号等的显示方式及有关栅格(Grid)显示字体(Fonts)的设置,在做仿真时我们按照要求选择合适的参数即可4.2仿真电路图在设计好总的电路图之后,便进行电路的仿真,以指导对电路原理图和各元件参数的修改,仿真图如图 4-2图 4-2 电路仿真原理图4.3 仿真结果及分析图 4-3 仿真波形在 multsim 上的仿真波形如图 4-3由图可见电路的输出电压为 11.91V,频率约为 50Hz,在误差允许的范围内,本电路的设计符合要求第 5 5 章制作与调试5.15.1PCB 板制作在EWB上仿真无误后就要绘制电路原理图我们利用Protel 99
31、 SE软件(见附录【2】)绘制 PCB 图首先绘制元件(如果 PCB 库里没有所需要的元件),电阻二极管电容等常用元件在库里都可以找到其次对照 EWB 图在 PCB 的 SCH 里绘制原理图,注意接点的位置因为本课程设计用到了比较多的组合逻辑元件,接线相对比较复杂,所以我们还因该清楚各个脚的功能和位置 在这种条件下,将元件有序的连接起来,在连接过程中,可以利用总线绘制,这样可以避免不同的线接错,/筱*而且可以减少整个原理图的线的数量此外,我们还可以把不同的原理图绘制在不同的 SCH 里,这样可以减少总的 SCH 图的线的数目,有利于排错和修改在 SCH 里面,我们可以把相对比较复杂的线用不同的
32、颜色来表示,这样可以更好的分清接线的路线,我们还要清楚各个元件的封装形式,电源和地线要自己制作封装形式,这里用一个排插来接上组合逻辑元件的封装用 DIP 加脚的数目来表示DIP 是双列直插式形式,我们设置的电源插座是单列直插式,所以用 SIP 来封装确认SCH图无误后进行电气规则检测(ERC)检查电路中是否有缺漏的线条和节点,如果有要一一更正,做好了这一步,便可创建网表,把不同元件放在一起,观察它与那些元件有联系,利于在 SCH 里面查找把网表导入,就可以制作 PCB 图了根据元件的多少合理的放置元件的位置,注意集成元件的脚一定要加大不然,焊点就会很小,有时会把焊点弄掉其次,因为要放插座在 P
33、CB 板会把一面的铜线遮住,所以在集成元件的线要在同一面,这里我们把它放在底层,另外,我们还要放置定位孔,将铜板的上层与下层固定起来 在布线时,我们要设定好规则,一般地线 1mm,电源线 1 mm0.5 mm 左右,其它信号线在 0.5 mm 左右关键的线先用手工布线弄好,再通过自动布线工序,数模电路要共地处理,电解电容和发热的元件要分开,对抗干扰很强的元件要和抗干扰很差的元件分开最后把必须改动的线条连接好,通过处理达到更好的效果SCH 图经 ERC检测后,将做好的原理图制成网表然后再新建一个PCB图将网表导入PCB图中,这样便做好了 PCB 图PCB 图见附录【4】接下来就是制作 PCB 板
34、,包括打孔,腐蚀,焊接等由于本次设计欠缺条件,所以虽然设计了 PCB 图,但最终做实物时用的是万能板5.2 万能板安装电路万能板安装,首先观察原理图,根据电气要求进行合理的整体布局,最大限度的减少叉线和飞线,降低干扰自己要形成一个大致的布局和接线方法,而且要尽量美观步骤如下:1、用万用表检查万能板的内部结构,确定其内部的电气连接属性2、安装前先检查元器件的质量,安装时注意电解电容集成芯片的引脚和极性/筱*3、合理布局,分级安装稳压电源时一个小型电路系统,安装强要对整机线路进行合理布局,一般按照电路饿顺序一级一级的布线,连线尽可能短,否则很容易产生自激4、安装一个元件,先要用尖嘴钳将其引脚成型,
35、然后用镊子将其引脚放入万能板,高度要适中,符合电气标准,完毕后用万用表检查元器件引脚份和万能板是否接触良好,在进行下一个元件的焊接5、对于导线,要用斜口钳切成适当的长度,然后成型安装安装时必须采用绝缘良好的绝缘导线,两县的时候要处理号元件之间的距离,连接的时候线与线之间不能交叉5.3 调试与检测调试前的检查电子元件安装完毕,通常不宜急于通电,先要认真检查一下检查内容包括:1.连线是否正确检测的方法通常有两种方法:(1)按线查找这种方法的特点是,根据电路图连线,按一定顺序一一检查安装好的线路,由此,可比较容易查出错线和少线(2)按照实际线路来对照原理图电路进行查线 这是一种以元件为中心进行查线的
36、方法把每个元件引脚的连线一次查清,检查每个去处在电路图上是否存在,这种方法不但可以查出错线和少线,还容易查出多线为了防止出错,对于已查过的线通常应在电路图上做出标记,最好用指针式万用表“欧姆 1”档,或用数字万用表的“二极管档”的蜂鸣器来测量元器件引脚,这样可以同时发现接触不良的地方2.器件的安装情况(1)检查元器件引脚之间有无短路,连接处有无接触不良,二极管的极性和集成元件的引脚是否连接有误(2)电源供电,信号源连接是否正确(3)电源端对地是否有短路的现象注:在通电前,断开一根电源线,用万用表检查电源端对地是否存在短路若电路经过上述检查,并确认无误后,就可以转入调试/筱*调试把经过准确测量的
37、电源接入电路 观察有无异常现象,包括有无冒烟,是否有异味,手摸器件是否发烫,电源是否有短路现象等如果出现异常,应立即断电源,待排除故障后才能再通电然后测量各路总电源电压和各器件的引脚的电源电压,以保证元器件正常工作5.4 技术指标测量稳压系数的测量测量稳压系数,先调节自藕变压器使输入的电压增加10%,即UI=242V,测量此时对应的输出电压 Uo1为 12.06V;再调节自藕变压器使输入减少 10%,即 UI=198V,测量此时对应的输出电压 Uo2为 11.95V,然后测量出 UI=220V 时对应的输出电压Uo,则稳压系数为Sr Uo Uo22012.0611.95 4.58%(5.1)U
38、IUI242198125.4.25.4.2 纹波电压的测试用示波器测量 Uo的交流分量峰峰值(此时示波器输入通道采用交流耦合 AC),通过示波器观察得 Uop-p 在 45mV 之间,则纹波系数为5mV100%0.04%(5.2)12V第 6 章误差分析6.1 输出电压的误差计算对作出的实物进行通电,测量其输出电压,分别为+12.05V 和-12.06V,则输出误差为+Vcc%=(12.05-12.00)/12.00=0.42%-Vcc%=-12.06-(-12.00)/12.00=0.5%6.2 误差分析综合分析可以知道在测试电路的过程中可能带来的误差因素有:(1)元件本身存在误差;(2)焊
39、接时,焊接点存在微小电阻;/筱*(3)万用表本身的准确度而造成的系统误差;(4)读数误差;(5)测得输出电流时接触点之间的微小电阻造成的误差;(6)电流表内阻串入回路造成的误差;(7)测得纹波电压时示波器造成的误差;(8)示波器本身的准确度造成的误差6.3 改进方法(1)减小接触点的微小电阻;(2)测量纹波时示波器采用手动同步;(3)采用更高精度的仪器去测量;(4)读数时采用正确的读数方法第 7 章心得体会这次课程设计给我带来了很大的收获,让我学到了很多,不仅掌握了简单的电子电路的设计与制作,也掌握了一些芯片的原理与作用在制作电路时,我深深体会到连接电路时一定要认真仔细,而且要确保每条导线接触
40、良好在接电路之前,一定要把电路的原理搞清楚,通过查资料把电路中的每个元件的作用弄明白和把每个芯片的管脚的功能弄清楚,明白每个元件的各个管脚与它哪里相对应,其实最主要的是要搞清楚元件与元件之间的连接关系,它们接在一起可以实现哪些功能,明白后,就可以去接电路了接线时不仅要仔细并且还要有耐心,不能急于求成,只要做到了这些才能保证电路成功率比较高在电路设计中,我觉得电路检查是非常重要的一步,从中我们可以学到很多东西,可以提高自己发现问题解决问题的能力,使自己的动手能力有一定的提高 具体检查方法我在这里列出几种:1.看电路中是否有短路断路现象,用万用表的二极管档测试线路是否接通或接触良好;2.电路中元件
41、是否接错,管脚的接法是否正确;3.如果再有问题,可以用万用表测试芯片的管脚,如果有问题,那就是芯片的问题了在检查线路时一定要有耐心,不要因为麻烦就放弃,那是对自己的一种不负责遇见错误要一步一步的按照原理图来,先一步一步的测试,然后整体测试不要没顺序没条理,这里测一下那里测一下,最后又什么都没查出来,那样既浪费了时间又浪费了精力在做板子的过程中,没有几个人可以是一次性成功/筱*的,都是经过反反复复的检查最后才成功的所以,我们一定要学会检查电路的方法我在做电路板时,我还希望出现问题,因为每出现一个新问题都将促使我去查资料,那样我可以学到更多的东西怎样看电路图以前是我们学习模拟电子技术的一大难题 为
42、了提高且掌握看图识图分析图的方法和技巧,我们特地从图书馆借阅了一组专题文章,结合实际制作项目,详细了解各类电路图的基本原理和分析方法,内容包括电源放大振荡变频调制解调检波测量显示控制等主要单元电路,并在此基础上举一反三,不断提高自己的看图识图和分析电路图的能力通过模拟电子技术课程设计,我还了解了电子产品设计的一般过程,掌握电子线路设计的基础方法和一般过程,能用仿真软件对电子线路进行仿真设计,能用 Portel 等软件绘制 PCB 图,掌握了电子电路的调试方法,能独立解决设计与调试过程中出现的一般问题,能正确选用元器件与材料,能对所设计电路的指标和性能进行测试并提出改进意见,能查阅各种有关手册和
43、正确编写设计报告本次设计得到了陆秀令老师李祖林老师和室友的大力支持,在此一并致谢!限于本人的能力和水平,加上时间仓促,错误和不妥之处在所难免,望老师批评和指正参 考 文 献1 谢自美.电子线路设计.实验.测试(第二版).武汉:华中科技大学出版社,2003.2 康华光.电子技术基础.数字部分(第四版).北京:高等教育出版社,19983 童诗白,华成英.模拟电子技术基础.北京:高等教育出版社,1992.4 康华光.电子技术基础.模拟部分(第四版).北京:高等教育出版社,1999.5 陆应华,王照平,王理.电子系统设计教程.北京:国防工业出版社,2005.6 李燕民.电路和电子技术.北京:北京理工大
44、学出版社,1999.7 赵负图.电源集成电路手册.北京:化学工业出版社,2001.8 陈治明.电力电子器件.北京:机械工业出版社,1997.9 邵丙衡.电力电子技术.北京:中国铁道出版社,1997.10 张占松.电路和系统的仿真实践.北京:科学出版社,2000./筱*11 邱关源.电路(第五版).北京:高等教育出版社,2006.12 陆秀令,韩清涛.模拟电子技术.北京:北京大学出版社,2008.附录【1】元件清单元件名称变压器整流桥芯 片电 容电 阻发光二极管插 针元件型号与数目10V 交流变压器 1 个DB101 单向整流桥堆 1 个CW7812CW7912 各 1 个2200uF/30V
45、电解电容 2 个0.33uF0.1uF 电容各 2 个3K的电阻二个2 个2 个附录【2】protel99se 简介protel99se 是 protel 公司近 10 年来致力于 windows 平台开发的最新结晶,能实现从电学概念设计到输出物理生产数据,以及这之间的所有分析验证和设计数据管理因而今天的 protel 最新产品已不是单纯的 pcb(印制电路板)设计工具,而是一个系统工具,覆盖了以pcb为核心的整个物理设计最新版本的protel软件可以毫无障碍地读 orcadpadsaccel(pcad)等知名 eda 公司设计文件,以便用户顺利过渡到新的 eda 平台protel99 se
46、共分 5 个模块,分别是原理图设计pcb 设计(包含信号完整性分析)自动布线器原理图混合信号仿真pld 设计以下介绍一些 protel99se 的部分最新功能:可生成 30 多种格式的电气连接网络表;在原理图中选择一级器件,pcb 中同样的器件也将被选中;同时运行原理图和 pcb,在打开的原理图和 pcb 图间允许双向交叉查找元器件引脚网络;既可以进行正向注释元器件标号(由原理图到 pcb),也可以进行反向注释(由pcb到原理图),以保持电气原理图和pcb在设计上的一致性;满足国际化设计要求(包括国标标题栏输出,gb4728 国标库),方便易用的数模混合仿真(兼容 spice 3f5);/筱*支持用 cupl 语言和原理图设计 pld,生成标准的 jed 下载文件;*pcb 可设计 32 个信号层,16 个电源-地层和 16 个机加工层;强大的“规则驱动”设计环境,符合在线的和批处理的设计规则检查;可以输入和输出dxfdwg 格式文件,实现和autocad等软件的数据交换;智能封装导航(对于建立复杂的pgabga封装很有用);方便的打印预览功能,不用修改pcb文件就可以直接控制打印结果;强大的 cam处理使您轻松实现输出光绘文件材料清单钻孔文件贴片机文件测试点报告等;经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法,信号完整性分析直接从 pcb启动;附录【3】/筱*/筱