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1、精选优质文档-倾情为你奉上直流稳压电源的设计任务书 目录1、 设计要求-3二、设计目的-3三、设计的具体实现-41.电路工作原理-42.系统概述-41）.直流稳压电源的作用-42).单元电路设计、仿真与分析-73.元件参数的计算-94.实验仿真电路图-105. 测量输出电阻值-106. 电压的测量与稳压系数的计算-11四、心得体会及建议-12五、附录 -13六、参考文献-14前言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，性能稳定好等优点，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，
2、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。总体要求:完成设计的Multisim软件仿真，导出设计参数，给出元器件选型依据。一、 设计任务及要求在输入电压220V50HZ电压变化范围
3、10%条件下： 输出电压可调范围：一路输出直流电压-12V；另一路输出-（512V）连续可调直流稳压电源； 最大输出电流：300mA； 输出电压变化量：Uo20m V. 测出设计电路的输出电阻(输入电压变化范围10%下,满载)。 测出设计电路的稳压系数(最低输入电压下,满载)，并将稳压系数减到最小。 设计电路结构，选择电路元件，给出选择依据，画出电路原理图。 自拟实验方法、步骤及数据表格，给出各个参数指标的模拟值。二、设计的目的1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤、培养综合设计与调试仿真能力。2.学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。3.培养
4、实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。二、 设计的具体实现1.电路工作原理当220 交流电经变压器产生低压交流电时，电流信号经过桥堆时产生单向脉动电压，然后再经过滤波电路的滤波输出交流成分较少的平滑的直流电压，最后经过LM7812的稳压作用输出固定的直流电压12V，所以可以借鉴这的电压，产生一组固定的电压12V，另一组可调式电压可由电阻与电位器组成的电路得到范围为5-12的电压。三、2.系统概述1）.直流稳压电源的作用：直流稳压电源是电子设备能量的提供者，对直流电源要求是：输出电压的幅值稳定，平滑，变换频率高，负载能力强，温度稳定性好。直流稳压电源的组成框图如下：负载交流电源变压器整流电路滤
5、波电路稳压电路大小合适的交流大小不合适的交流脉动直流不稳定的直流稳定直流 图 1直流稳压电源的组成框图组成应用：由图示可知交流电源经过变压器、整流、滤波和稳压四个环节，输出稳定的电源供直流负载应用。 .变压器部分 （将电力网交流电压变换为整流所需的交流电压，同时达到隔离交流电路与直流电路的作用。） .整流电路（将在两个方向流动的交流电变换为单向流动的直流电。）a）、半波整流其原理是利用半导体的单向导电性组成的各种整流电路。U0=U2=0.45U2b）、桥式整流其原理是四个二极管的合理连接 使交流电转换成直流电，并且是全波整流。而单相桥式整流电路与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二
6、极管的参数要求一样，但直流大小是半波整流的两倍，输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此在次设计中选用单相桥式整流电路。 .滤波电路（去掉整流后的单向脉动直流电中的脉动成分,以便获得比较平滑的直流电。）经整流后的电压仍具有较大的交流分量，不能直接输出变为直流电源，必须通过滤波电路将交流分量滤掉，尽量保留其输出中的直流分量，才能获得比较平稳的直流分量，使之波形变得平滑，接近理想的的直流电源。因此可以利用电容两端电压不能突变或流经电感的电流不能突变的特点，将电容与负载并联，或将电感与负载串联就能起来滤波作用。 .稳压电路 （利用稳压管或采用一些负反馈方式，可以使其电路结构自动调节不稳定因素，
7、从而得到稳定电压。） 由于滤波后的直流电压Ui受电网电压的波动和负载电流变化的影响，很难保证输出电流电压的稳定。所以必须在滤波电路和负载之间加上一个稳压电路，才能保证输出直流电压的进一步稳定。 当交流电电流流过桥堆时，负方向的电流改变方向，以正方向的形式从桥堆中流出，从而形成如图中的绿色部分的电流。当这种电流经过电容的滤波效果就形成了较为平滑的直流电流。2).单元电路设计、仿真与分析1）.变压器：型号AIR_CORE_XFORMEP。变压器的最基本型式，包括两组绕有导线的线圈，并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电 (具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之
8、交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。 一般指连接交流电源的线圈称之为一次线圈;而跨于此线圈的电压称之为一次电压.。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈间的匝数比所决定的。因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。 在此次实验中我们采用降压变压器，目的是将220V交流电降到我们所需的的范围。2）.桥堆： 型号 3N247桥堆是一种电子元件，内部由多个二极管组成.主要作用是整流，调整电流方向。用桥堆整流是比较好的，首先是很方便，而且它内部的四个管子一般是挑选配对的，所以其性能较接近，还有就是大功率的整流时，桥堆上都可以装散热块 简化，使工作时性能更
9、稳定，当然使用场合不同也要选择不同的桥堆，不能只看耐压是否够，比如高频特性等。在实验中，我们的设计的是直流电源，所以我们需对降压产生的交流进行整流，故选择此桥堆。3).三端稳压器： 型号LM7812 三端稳压器，主要有两种，一种输出电压是固定的，称为固定输出三端稳压器，另一种输出电压是可调的，称为可调输出三端稳压器，其基本原理相同，均采用串联型稳压电路。因此在实验中，我们要产生一固定电压-12V，故选择型号为型号LM7812KC的三端稳压器。 下图为LM7812内部原理图：图4. LM7812内部原理图4）.电容： 2个0.1uF 1个uF 1个470uF。其中470uF的电容是滤波电容，所以
10、其值要较大。0.1uF和1uF的电容都是用于抵消长线传输而引起的电感，其容量一般在1uF以下。5）.电阻： 1个24 1个64。 电位器 34。6）.开关： 单刀开关 1个3、元件参数的计算由模拟电路基础教程可知，W7812的输入有效值电压U3=19V，而经过电容的滤波效应，所以在经过桥堆之前的电压U2=U3/1.2=15.83V，由此可以算出变压器的匝数比N1:N2约为220/15.83/1.414约为10:1。电容C1的选择，因为C1为滤波电容，从理论上来讲，滤波电容越大，放电过程越慢，输出电压越平滑，平均值越高。但在实际上，电容的容量越大，不但体积越大，而却会使整流二极管流过的冲击电流更
11、大。根据参考文献，可选择电容C1470uf。电容C2用于抵消长线传输而引起的电感，其容量可选择在1uF以下，故选择C20.1uF;电容C3改善负载的瞬态响应，其容量可选1uF及以下。但若C3大，则会在稳压器输入端断开时，C3通过稳压器放电，所以选择C3=0.1uF。同理可选择C4=1uF。由于实验要求输出电流IOm=300mA，所亦可根据固定端的电压可确定R3=12/0.2=60，根据稳压器输出端与公共端电流恒定不变电流I=12/60=0.2A，设计要求的电压范围，当R2接入组织为0时，I*R1=5，可以算出R1的阻值，当R2输入最大阻值时，有（R1+R2）=12，以及根据仿真结果可以精确算出
12、电阻R1=24，以及电位器R2阻值的组织范围为034。4.实验仿真电路图 图5. 图6.5.测量输出电阻值6.电压的测量与稳压系数的计算稳压系数Sv=Uo/Uo/(Ui/Ui)四课程设计心得体会我们这次的实验是设计一个实用的直流稳压电源，电源采用LM317集成稳压器，用220V交流输入。通过变压、整流、滤波和稳压四步，将输出电压稳定在+12V左右，方便实用。优点：具有输出纹波小，输出电压稳定，电流小等特点。电路中多处设计有保护二极管和电阻，可以在非正常情况下保护电路的安全。缺点：输出电流不稳定，可以根据需要再加上一部分稳流模块，稳定输出电流，会有更广阔的应用前景。从选题到定稿，从理论到实践，在
13、整整一个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力通过本课程的学习，使我不仅能加深理解和巩固理论课上所学的基本概念、基本理论和基本方法，而且能锻炼我综合运用所学知识,发现,提出，分析和解决实际问题，以及分析问题和解决问题的能力；同时对我进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养，为我后参加科学研究工作打下良好的基础。五、附录 元件清单元件名称型号及数量桥堆3N247 1个电容0.1uF 2个1uF 1个470uF 1个电阻24 1个60 1个电位器1K 1个三端稳压器LM7812KC 1个开关单刀双掷开关 1个万用表2个六、参考文献1、 华成英模拟电子技术基本教程 2、熊伟 侯传教 梁青 孟涛编著MuItisim7电路设计及仿真应用著 3、高吉祥电子技术基础实验与课程设计 （第二版） 4、南航航空大学电子实践技术25、 谢自美 电子线路设计、课题、测试 （第二版）6、 罗先决电路 （第五版）专心-专注-专业