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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 半導(dǎo)體直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)和測(cè)試</p><p><b> 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b> ?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)目的</b></p><p> 1、學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法;</p><p> 2、研究直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案;</p><p&
2、gt; 3、掌握直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓系數(shù)和內(nèi)阻測(cè)試方法;</p><p> ?。ǘ?設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)</p><p><b> 1、技術(shù)指標(biāo)</b></p><p> 要求電源輸出電壓為±12V(或±9V /±5V),輸入電壓為交流220V,最大輸出電流為Iomax=500mA,紋波電壓△VOP-P≤5mV
3、,穩(wěn)壓系數(shù)Sr≤5%。</p><p><b> ??設(shè)計(jì)基本要求 </b></p><p> ??設(shè)計(jì)一個(gè)能輸出±12V/±9V/±5V的直流穩(wěn)壓電源;</p><p> ??擬定設(shè)計(jì)步驟和測(cè)試方案;</p><p> ??根據(jù)設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)好電路,選好元件及參數(shù);<
4、/p><p> ??要求繪出原理圖,并用Protel畫出印制板圖;</p><p> ??在萬(wàn)能板或面包板或PCB板上制作一臺(tái)直流穩(wěn)壓電源;</p><p> ??測(cè)量直流穩(wěn)壓電源的內(nèi)阻;</p><p> ??測(cè)量直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓系數(shù)、紋波電壓;</p><p><b> ??撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。<
5、/b></p><p><b> 3、設(shè)計(jì)擴(kuò)展要求</b></p><p> ?。?)能顯示電源輸出電壓值,00.0-12.0V;</p><p> ?。?)要求有短路過(guò)載保護(hù)。</p><p> ?。ㄈ┰O(shè)計(jì)提示 <
6、;/p><p> 1、設(shè)計(jì)電路框圖如圖所示</p><p> 穩(wěn)壓電路若使用分離元件要有取樣、放大、比較和調(diào)整四個(gè)環(huán)節(jié),晶體管選用3DD或3DG等型號(hào);若用集成電路選78XX和79XX穩(wěn)壓器。</p><p> 測(cè)量穩(wěn)壓系數(shù):在負(fù)載電流為最大時(shí),分別測(cè)得輸入交流比220V增大和減小10%的輸出Δvo,并將其中最大一個(gè)代入公式計(jì)算Sr,當(dāng)負(fù)載不變時(shí),Sr=ΔVoVI
7、/ΔVIVO。</p><p> 測(cè)量?jī)?nèi)阻:輸入交流為220V,分別測(cè)得負(fù)載電流為0及最大值時(shí)的ΔVo,ro=ΔVO/ΔIL。</p><p> 紋波電壓測(cè)量:疊加在輸出電壓上的交流分量,一般為mV級(jí)。可將其放大后,用示波器觀測(cè)其峰-峰值△VOP-P;用可用交流毫伏表測(cè)量其有效值△VO,由于紋波電壓不是正弦波,所以用有效值衡量存在一定誤差。</p><p>&l
8、t;b> 2、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備</b></p><p> 自耦變壓器、數(shù)字萬(wàn)用表、交流毫伏表、面包板或萬(wàn)能板、智能電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)、示波器</p><p><b> 3、設(shè)計(jì)用主要器件</b></p><p> 變壓器、整流二極管、集成穩(wěn)壓器(7812/7912/7809/7909/7805/7905)、電容、電阻若干</
9、p><p><b> 4、參考書</b></p><p> 《電工學(xué)》電子工業(yè)出版社;《晶體管直流穩(wěn)壓電源》遼寧科技出版社;</p><p> 《電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試》華中科技大學(xué)出版社</p><p> 《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》高等教育出版社</p><p><b&
10、gt; ?。ㄋ模┰O(shè)計(jì)報(bào)告要求</b></p><p><b> 1、選定設(shè)計(jì)方案;</b></p><p> 2、擬出設(shè)計(jì)步驟,畫出電路,分析并計(jì)算主要元件參數(shù)值;</p><p> 3、列出測(cè)試數(shù)據(jù)表格。</p><p><b> 4、調(diào)試總結(jié)。</b></p>
11、<p><b> ?。ㄎ澹┰O(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p> 1、總結(jié)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法和運(yùn)用到的主要知識(shí)點(diǎn),對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較。</p><p> 2、總結(jié)直流穩(wěn)壓電源主要參數(shù)的測(cè)試方法。</p><p><b> 目錄</b></p><p> 第1章 緒論……………………
12、…………………………1</p><p> 第2章 方案選擇及論證………………………………… </p><p> 第3章 總電路設(shè)計(jì)及原理分析………………………… </p><p> 3.1 總電路設(shè)計(jì)…………………………………………</p><p> 3.1.1 設(shè)計(jì)流程……………………………………</p>&l
13、t;p> 3.1.2 設(shè)計(jì)概述……………………………………</p><p> 3.2 原理分析…………………………………………… </p><p> 3.2.1 電源變壓器…………………………………</p><p> 3.2.2 整流濾波電路………………………………</p><p> 3.2.3 穩(wěn)壓電路……………………………
14、………</p><p> 第4章 單元電路設(shè)計(jì)…………………………………… </p><p> 4.1 整流電路…………………………………………… </p><p> 4.2 濾波電路……………………………………………</p><p> 4.3 穩(wěn)壓電路……………………………………………</p><p> 4
15、.4元器件選擇及參數(shù)計(jì)算說(shuō)明……………………… </p><p> 4.4.1 變壓器的選擇………………………………</p><p> 4.4.2 選擇整流電路中的二極管…………………</p><p> 4.4.3 選擇濾波電路中的濾波電容………………</p><p> 4.4.4 選擇集成穩(wěn)壓器確定電路…………………</p&g
16、t;<p> 第5章 制作與調(diào)試……………………………………… </p><p> 5.1 制作工藝注意事項(xiàng)…………………………………</p><p> 5.2 穩(wěn)壓電源各項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)試……………………</p><p> 5.2.1 空載檢查測(cè)試………………………………</p><p> 5.2.2 負(fù)載檢查測(cè)試……
17、…………………………</p><p> 5.2.3 質(zhì)量指標(biāo)測(cè)試………………………………</p><p> 5.3 誤差分析……………………………………………</p><p> 第6章 設(shè)計(jì)總結(jié)及結(jié)論…………………………………</p><p> 第7章 謝詞………………………………………………</p><p>
18、 附錄 元件清單及基本工具……………………………</p><p> 參考文獻(xiàn)…………………………………………………</p><p><b> 緒論</b></p><p> 為了適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展的需要,更好地培養(yǎng)21世紀(jì)的試用型電子技術(shù)人才,根據(jù)國(guó)家教委1995年初決定組織實(shí)施的《面向21世紀(jì)高等工程教育教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革
19、的研究與實(shí)踐》,項(xiàng)目結(jié)合我校模擬課程的改革試點(diǎn),以培養(yǎng)學(xué)生綜合工作能力及動(dòng)手能力為出發(fā)點(diǎn)而開(kāi)的一門課程——《課程設(shè)計(jì)》。</p><p> 電子電路幾乎都用到直流電源,而人們?nèi)粘S玫碾娫炊际墙涣鞯?,這就需要一個(gè)轉(zhuǎn)換電路把它變成直流電源。這種電路就叫直流穩(wěn)壓電源。電子設(shè)備中都需要穩(wěn)定的直流穩(wěn)壓電源,功率較小的直流電源大多數(shù)都是50Hz的交流電經(jīng)過(guò)整流、濾波和穩(wěn)壓后獲得。整流電路用來(lái)將交流變換為單向脈動(dòng)的直流電壓;
20、濾波電路用來(lái)濾出整流夠單向脈動(dòng)電壓中的交流成分,使之成為平滑的直流電壓;穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)輸入交流電源電壓波動(dòng)、負(fù)載和溫度變化時(shí),維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。</p><p> 為了全面介紹科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的技術(shù)方法,在加強(qiáng)的直接實(shí)驗(yàn)方法的同時(shí),力求使學(xué)生盡快掌握當(dāng)前先進(jìn)科學(xué)技術(shù),本課題設(shè)計(jì)所用到的EWB,Protel99等技術(shù)的新手段,新工具。</p><p> 本課題的設(shè)計(jì)達(dá)到的目的:除了
21、使沒(méi)有真正進(jìn)行過(guò)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生,通過(guò)課程設(shè)計(jì),能夠加深對(duì)電路理論知識(shí)的理解和掌握,更主要的是學(xué)習(xí)和掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究方法。學(xué)會(huì)運(yùn)用理論和實(shí)驗(yàn)兩種研究方法,解決實(shí)際問(wèn)題能力。</p><p> 在本次實(shí)踐中,得到了本組其他組員和老師的大力支持,也得到了其他一些寶貴意見(jiàn),在此表示由衷的感謝。由于時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系,不足之處望老師加以批評(píng)指正,以便提高和完善。</p><p> 第2章 方
22、案選擇及論證</p><p> 直流穩(wěn)壓電源主要由濾波電路、穩(wěn)壓電路決定,采用不同的濾波電路、穩(wěn)壓電路可以設(shè)計(jì)出不同的設(shè)計(jì)方案。</p><p> 方案一:簡(jiǎn)單的并聯(lián)型穩(wěn)壓電源</p><p> 并聯(lián)型穩(wěn)壓電源的調(diào)整元件與負(fù)載并聯(lián),因而具有極低的輸出電阻,動(dòng)態(tài)特性好,電路簡(jiǎn)單,并具有自動(dòng)保護(hù)功能;負(fù)載短路時(shí)調(diào)整管截止,可靠性高,但效率低,尤其是在小電流時(shí)調(diào)整管
23、需承受很大的電流,損耗過(guò)大,因此在本實(shí)驗(yàn)中此方案不適合。</p><p> 方案二:輸出可調(diào)的開(kāi)關(guān)電源;</p><p> 開(kāi)關(guān)電源的功能元件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),因而效率高,輸出功率大;且容易實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)與過(guò)流保護(hù),但是電路比較復(fù)雜,設(shè)計(jì)繁瑣,在低輸出電壓時(shí)開(kāi)關(guān)頻率低,紋波大,穩(wěn)定度極差,因此在本實(shí)驗(yàn)中此方案不適合。</p><p> 案三:由固定式三端穩(wěn)壓器(7
24、812、7912)組成</p><p> 由固定式三端穩(wěn)壓器(7812、7912)輸出腳V0、輸入腳Vi和接地腳GND組成,它的穩(wěn)壓值為+12V和-12V,它屬于CW78**和CW79**系列的穩(wěn)壓器,輸入端接電容可以進(jìn)一步濾波,輸出端接電容可以改善負(fù)載的瞬間影響,此電路比較穩(wěn)定。</p><p> 根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求,本實(shí)驗(yàn)采用方案三。</p><p> 任務(wù)
25、書要求輸入220伏的交流電,輸出為正負(fù)12V、9V、5V的穩(wěn)壓直流電,則首先應(yīng)該進(jìn)行降壓處理,然后要對(duì)降壓后的交流電進(jìn)行整流,再其次是對(duì)含有交流成分的脈動(dòng)直流電進(jìn)行濾波處理,最后對(duì)直流點(diǎn)進(jìn)行最后的穩(wěn)壓處理。</p><p> (一)降壓的過(guò)程,直接選用實(shí)物降壓器進(jìn)行降壓,并且要根據(jù)電路中所需的合適電壓適當(dāng)選擇降壓器,具體情況根據(jù)實(shí)際需求而定。在此次我們選用的是5V變壓器。</p><p>
26、; ?。ǘ┱鬟^(guò)程,自然而然選擇了優(yōu)點(diǎn)突出的橋式整流電路,它由4只二極管構(gòu)成,連接方法此不做說(shuō)明,在以后的原理圖中將做詳細(xì)的說(shuō)明。 </p><p> ?。ㄈ?duì)于濾波過(guò)程,我們用電容濾波電路來(lái)實(shí)現(xiàn),它的方法是在橋式整流電路輸出端并聯(lián)一個(gè)較大的電容C來(lái)構(gòu)成一個(gè)電容濾波電路。</p><p> (四)穩(wěn)壓器選擇,我們選擇了集成電路,又根據(jù)任務(wù)書中的提示,選擇了三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器,它主
27、要由LM317芯片和兩個(gè)電解電容以及兩個(gè)二極管和若干電阻和電容構(gòu)成,具體不再介紹,后面的原理圖將會(huì)給出三端可調(diào)輸出集成電路的構(gòu)成圖。</p><p> 方案中各個(gè)電路的具體設(shè)計(jì)在后面的章節(jié)中會(huì)做詳細(xì)的介紹。</p><p> 第3章 總電路設(shè)計(jì)及原理分析</p><p><b> 3.1 總電路設(shè)計(jì)</b></p><
28、;p><b> 3.1.1設(shè)計(jì)流程</b></p><p><b> 設(shè)計(jì)流程框圖如下</b></p><p> 圖3-1 設(shè)計(jì)流程圖</p><p> 圖3-2 整流與穩(wěn)壓過(guò)程</p><p><b> 3.1.2設(shè)計(jì)概述</b></p>&
29、lt;p> 220V經(jīng)電源變壓器降為約+24V的交流電,先經(jīng)過(guò)D1整流橋和電容C1進(jìn)行整流后分別經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓芯片U1、U2分別得到+15V和-15V的一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的直流電壓。</p><p> 為提高提高輸出電壓的穩(wěn)定系數(shù),對(duì)電子濾波器的性能進(jìn)行了改善,電源調(diào)整管采用復(fù)合管的形式。分別在鎮(zhèn)流濾波和穩(wěn)壓后加電容C2、C3、C4、C5防止高頻自激抑制高頻干擾。為了抑制低頻干擾分別加電容C6、C7。當(dāng)VI=0時(shí),
30、為保護(hù)穩(wěn)壓芯片加D2、D3,加D4、D5為保護(hù)當(dāng)只有單項(xiàng)輸入時(shí)穩(wěn)壓不被損壞。經(jīng)過(guò)一系列的改善如:減小輸出電壓紋波系數(shù),達(dá)到優(yōu)良的濾波效果等,是最終電路達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。</p><p><b> 3.2 原理分析</b></p><p> 直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器,整流濾波電路及穩(wěn)壓電路組成,各部分電路的作用在后面小節(jié)中介紹。</p><p>
31、; 3.2.1電源變壓器 </p><p> 電源變壓器的作用是將電網(wǎng)220V的交流電壓V1變換成整流濾波電路所需要的交流電壓V2。變壓器副邊與原邊的功率比P1/P2=N 式中N為變壓器的效率。一般小型變壓器的效率如表所示。</p><p> 表3-1 小型變壓器效率</p><p> 3.2.2整流濾波電路</p><p> 整
32、流橋?qū)⒔涣麟妷篣2變成脈動(dòng)的直流電壓,再經(jīng)濾波電容C濾波紋波,輸出直流電壓VI。VI與交流電壓V2的有效值V2的關(guān)系為</p><p> VI=(1.1-1.2)V2</p><p> 每只整流二極管承受的最大的方向電壓Vrm=1.414V2</p><p> 通過(guò)每只二極管的平均電流I=0.5Ir=0.45V2/R</p><p>
33、 式中,R 為整流電路的負(fù)載電阻.它為電容C提供放電回路,RC放電時(shí)間常數(shù)應(yīng)滿足RC≥(3-5)T/2</p><p> 式中,T為50HZ交流電壓的周期,即20MS.</p><p><b> 3.2.3穩(wěn)壓電路</b></p><p> 由于輸入電壓u1發(fā)生波動(dòng)、負(fù)載和溫度發(fā)生變化時(shí),濾波電路輸出的直流電壓UI會(huì)隨著變化。因此,為了維
34、持輸出電壓UI穩(wěn)定不變,還需加一級(jí)穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)外界因素(電網(wǎng)電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度)發(fā)生變化時(shí),能使輸出直流電壓不受影響,而維持穩(wěn)定的輸出。穩(wěn)壓電路一般采用集成穩(wěn)壓器和一些外圍元件所組成。采用集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓電源具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。</p><p> 第4章 單元電路設(shè)計(jì)</p><p><b> 4.1 整流電路</b></p
35、><p><b> 橋式整流電路</b></p><p> 常采用橋式整流電路,如下圖所示,圖中V1、V2、V3、V4四只整流 二極管接成電橋形式,故稱為橋式整流。</p><p> 1.工作原理和輸出波形</p><p> 設(shè)變壓器二次電壓u2=21/2U2sinωt,波形如電壓、電流波形圖(a)所示。在u2的正半
36、周,即a點(diǎn)為正,b點(diǎn)為負(fù)時(shí),V1、V3承受正向電壓而導(dǎo)通,此時(shí)有電流流過(guò)RL,電流路徑為a→V1→RL→V3→b,此時(shí)V2、V4因反偏而截止,負(fù)載RL上得到一個(gè)半波電壓,如電壓、電流波形圖(b)中的0~π段所示。若略去二極管的正向壓降,則uO≈u2。</p><p> 電壓、電流波形在u2的負(fù)半周,即a點(diǎn)為負(fù)b點(diǎn)為正時(shí),V1、V3因反偏而截止,V2、V4正偏而導(dǎo)通,此時(shí)有電流流過(guò)RL,電流路徑為b→V2→RL→
37、V4→a。這時(shí)RL上得到一個(gè)與0~π段相同的半波電壓如電壓、電流波形圖(b)中的π~2π段所示,若略去二極管的正向壓降,uO≈-u2。</p><p> 由此可見(jiàn),在交流電壓u2的整個(gè)周期始終有同方向的電流流過(guò)負(fù)載電阻RL,故RL上得到單方向全波脈動(dòng)的直流電壓??梢?jiàn),橋式整流電路輸出電壓為半波整流電路輸出電壓的兩倍,所以橋式整流電路輸出電壓平均值為uO=2×0.45U2=0.9U2。橋式整流電路中,由
38、于每?jī)芍欢O管只導(dǎo)通半個(gè)周期,故流過(guò)每只二極管的平均電流僅為負(fù)載電流的一半,在u2的正半周,V1、V3導(dǎo)通時(shí),可將它們看成短路,這樣V2、V4就并聯(lián)在u2上,其承受的反向峰值電壓為URM=21/2U2。同理,V2、V4導(dǎo)通時(shí),V1、V3截止,其承受的反向峰值電壓也為URM=21/2U2。二極管承受電壓的波形如電壓、電流波形圖4-1在中的(d)所示。</p><p> 由此圖可見(jiàn),在交流電壓u2的整個(gè)周期始終有同
39、方向的電流流過(guò)負(fù)載電阻RL,故RL上得到單方 向全波脈動(dòng)的直流電壓??梢?jiàn),橋式整流電路輸出電壓為半波整流電路輸出電壓的兩倍。橋式整流電路與半波整流電路相比較,其輸出電壓UO提高,脈動(dòng)成分減小了。</p><p> 圖4-1 橋式整流電路圖、簡(jiǎn)化圖及其電壓電流波形</p><p><b> 2.參數(shù)估算</b></p><p><b&
40、gt; 4.2濾波電路</b></p><p> 整流電路將交流電變?yōu)槊}動(dòng)直流電,但其中含有大量的交流成分(稱為紋波電壓)。應(yīng)在整流電路的后面加接濾波電路,濾去交流成分。</p><p><b> (一)電容濾波</b></p><p><b> 1.電路和工作原理</b></p><
41、;p> 設(shè)電容兩端初始電壓為零,并假定t=0時(shí)接通電路,u2為正半周,當(dāng)u2由零上升時(shí),V1、V3導(dǎo) 通,C被充電,同時(shí)電流經(jīng)V1、V3向負(fù)載電阻供電。忽略二極管正向壓降和變壓器內(nèi)阻,電容充電時(shí)間常數(shù)近似為零,因此uo=uc≈u2,在u2達(dá)到最大值時(shí),uc也達(dá)到最大值,然后u2下降,此時(shí),uc>u2,V1、V3截止,電容C向負(fù)載電阻RL放電,由于放電時(shí)間常數(shù)τ=RLC一般較大,電容電壓uc按 指數(shù)規(guī)律緩慢下降,當(dāng)下降到|u
42、2|>uc時(shí),V2、V4導(dǎo)通,電容C再次被充電,輸出電壓增大,以后重復(fù)上述充放電 過(guò)程。其輸出電壓波形近似為一鋸齒波直流電壓。</p><p><b> 2.波形及輸出電壓</b></p><p> 圖4-2 橋式整流電路濾波電路電壓電流波形</p><p><b> ?。ǘ切蜑V波電路</b></p&
43、gt;<p> 為了進(jìn)一步減小負(fù)載電壓中的紋波可采用∏型LC濾波電路。由于C1、C2 對(duì)交流容抗小,而電 感對(duì)交流阻抗很大,因此,負(fù)載RL上的紋波電壓很小。 </p><p> 圖4-3 ∏型LC濾波電路</p><p><b> 4.3.穩(wěn)壓電路</b></p><p> ?。ㄒ唬┤斯潭ㄝ敵黾煞€(wěn)壓器介紹</p&
44、gt;<p> CW7800 系列(正電源),CW7900 系列(負(fù)電源)。</p><p> 輸出電壓:5 V/ 6 V/ 9 V/ 12 V/ 15 V/ 18 V/ 24 V </p><p> 輸出電流:78L ×× / 79L ×× — 輸出電流 100 mA;78M×× / 9M×
45、5; — 輸出電流 500 mA ;78 ×× / 79 ×× — 輸出電流 1.5 A 。如CW7805 輸出 5 V,最大電流 1.5 A;CW78M05 輸出 5 V,最大電流 0.5 A;CW78L05 輸出 5 V,最大電流 0.1 A 。</p><p><b> 封裝和符號(hào):</b></p><p&g
46、t; 圖4-4 封裝和符號(hào)</p><p> (二)CW7800 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p> 圖4-5 CW7800集成穩(wěn)壓器內(nèi)部電路組成框圖</p><p> 啟動(dòng)電路幫助穩(wěn)壓器快速建立輸出電壓UO;調(diào)整電路由復(fù)合管構(gòu)成;取樣電路輸出固定的電壓。CW7800系列穩(wěn)壓器具有過(guò)熱、過(guò)流和過(guò)壓保護(hù)功能。</p><p> 4.4元
47、器件選擇及參數(shù)計(jì)算具體說(shuō)明</p><p> 4.4.1變壓器的選擇</p><p> 1)確定副邊電壓U2:</p><p><b> 根據(jù)根據(jù)設(shè)計(jì)要求:</b></p><p><b> Uo=5V</b></p><p> 根據(jù)經(jīng)驗(yàn): Ui-Uo≥(2~
48、3)V</p><p><b> ∴Ui=8V </b></p><p> 根據(jù) Ui =(1.1~1.2)U2</p><p> 可得變壓的副邊電壓:U2=7.2 V </p><p> 在這里我們選擇副邊電壓為12V的變壓器。</p><p> 2)確定變壓器副邊電流I2<
49、/p><p><b> ∵ Ii=Io</b></p><p> 又副邊電流I2=(1.5~2)Io 取Io=Iomax=500mA</p><p> 則I2=2*0.5A=1A</p><p> 3)選擇變壓器的功率</p><p> 變壓器的輸出功率:Po>I2*U2=12W&l
50、t;/p><p> 由于變壓器的效率η =0.7,所以變壓器原邊輸入功率P1= P2/η=17.2W,為留有余地,選用功率為20W 的變壓器。</p><p> 4.4.2 選擇整流電路中的二極管</p><p> ∵ 變壓器的副邊電壓U2=12V</p><p> ∴ 橋式整流電路中的二極管承受的最高反向電壓為:=17V,</p&
51、gt;<p> 橋式整流電路中二極管承受的平均電流為:I D =0.5I0max=250mA</p><p><b> 選用IN4001。</b></p><p> 查手冊(cè)選整流二極管IN4001,其參數(shù)為:</p><p> 反向擊穿電壓UBR=,最大整流電流IF=</p><p> 在這里我們
52、選用整流堆W08M。</p><p> 4.4.3 選擇濾波電路中濾的波電容</p><p> 根據(jù):RC≥(3~5)T∕2</p><p> 而 R≈Ui∕Io </p><p><b> ∴C=1875uF</b></p><p> 電容的耐壓要大于,考慮到交流電源電壓的波動(dòng),
53、故濾波電容C取容量為,耐壓為的電解電容。</p><p> 注意: 因?yàn)榇笕萘侩娊怆娙萦幸欢ǖ睦@制電感分布電感,易引起自激振蕩,形成高頻干擾,所以穩(wěn)壓器的輸入、輸出端常 并入瓷介質(zhì)小容量電容用來(lái)抵消電感效應(yīng),抑制高頻干擾。</p><p> 4.4.4 選擇集成穩(wěn)壓器確定電路</p><p> 我們需要得到的是輸出為的直流穩(wěn)壓電源。固選擇CW78(LM78)系
54、列三端固定式正電壓輸出集成穩(wěn)壓器;CW79(LM79)系列三端固定式負(fù)電壓輸出集成穩(wěn)壓器。所確定的電路形式如圖4-6所示。</p><p> 圖4-6 電路原理圖</p><p> 第5章 制作與調(diào)試</p><p> 5.1制作工藝注意事項(xiàng)</p><p> 制作前應(yīng)檢查元器件的質(zhì)量,安裝是特別要注意電解電容、集成芯片等主要器件
55、的引腳和極性,不能接錯(cuò)。從輸入級(jí)開(kāi)始向后級(jí)安裝。 </p><p> 開(kāi)始安裝穩(wěn)壓電源,檢查萬(wàn)能板內(nèi)部結(jié)構(gòu),確定其內(nèi)部的電氣連接屬性. </p><p> 1.檢查元器件看是否有損壞,或者不符合規(guī)格的,要及時(shí)更換。</p><p> 2.安裝一個(gè)元器件,先要用尖嘴鉗將其引腳成型,然后用鑷子把引腳放入孔內(nèi).高度要適中,符
56、合電氣標(biāo)準(zhǔn).完畢后,要用萬(wàn)用表測(cè)量元器件引腳和電路板之間是否接觸良好,然后再安裝下一個(gè)元器件。</p><p> 3.對(duì)于導(dǎo)線要用斜口鉗切成適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度,然后成型安裝.安裝時(shí)必須采用絕緣良好的絕緣導(dǎo)線,在畫連線的時(shí)候要取好元件與元件的距離.連接的時(shí)候線與線之間不能交叉。</p><p> 4.應(yīng)避免元器件損壞發(fā)生,插元器件時(shí)候要垂直插拔免行成不必要的損壞。</p><
57、p> 注意:安裝前應(yīng)檢查元器件的質(zhì)量,檢測(cè)元器件參數(shù),安裝時(shí)特別要注意電解電容、集成芯片等主要器件的引腳和極性,不能插錯(cuò)。從輸入級(jí)開(kāi)始向后級(jí)安裝。 </p><p> 5.2穩(wěn)壓電源各項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)試</p><p> 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)分為兩種:一種是特性指針,包括允許輸入電壓、輸出電壓、輸出電流及輸出電壓調(diào)節(jié)范圍等;另一種是質(zhì)量指針,用來(lái)衡量輸出直流電壓的穩(wěn)定程度,包括
58、穩(wěn)壓系數(shù)(或電壓調(diào)整率)、輸出電阻(或電流調(diào)整率)、紋波電壓(紋波系數(shù))及溫度系數(shù)。測(cè)試電路如圖5-1所示</p><p> 圖5-1 測(cè)試電路</p><p> 直流穩(wěn)壓電源的調(diào)整測(cè)試一般分為三步進(jìn)行,空載檢查測(cè)試、加載檢查測(cè)試和質(zhì)量指針測(cè)試。</p><p> 5.2.1 空載檢查測(cè)試</p><p> (1)將變壓器的輸出端的
59、正極端斷開(kāi),用萬(wàn)用表測(cè)量變壓器的二次交流電壓值,其值應(yīng)符合設(shè)計(jì)值。然后檢查變壓器的溫升。若電壓器性能正常,則可以進(jìn)行下一步測(cè)試。</p><p> (2)變壓器的正極輸出段接上,而將整流器的正極輸出端斷開(kāi),接通電源,觀察電路有無(wú)異常。然后用萬(wàn)用表測(cè)濾波電路輸出電壓U1,其值應(yīng)接近于1.4U2。否則短開(kāi)電源檢查再通電測(cè)試。</p><p> 開(kāi)負(fù)載,通電后測(cè)試輸出電壓UO ,其變化范圍應(yīng)
60、為設(shè)計(jì)值。最后進(jìn)行穩(wěn)壓器輸出、輸入端的電壓差,其值應(yīng)大于最小電壓差。</p><p> 5.2.2 負(fù)載檢查測(cè)試</p><p> 下面進(jìn)行接負(fù)載檢測(cè),接負(fù)載測(cè)試U2、U1、UO的大小,觀察其是否符合設(shè)計(jì)值,并根據(jù)UI、UO及負(fù)載電流IO核算集成穩(wěn)壓電路的功耗是否小于規(guī)定值。然后用濾波器觀察穩(wěn)壓器輸入輸出端的紋波電壓。此外還可檢查 橋式整流電路四只二極管特性是否一致。</p>
61、;<p> 5.2.3 質(zhì)量指標(biāo)測(cè)試</p><p> (1) 穩(wěn)壓系數(shù)Sr的測(cè)試</p><p> 在負(fù)載電流,環(huán)境,溫度不變的情況下,輸出電壓的相對(duì)變化引起輸出電壓的相對(duì)變化。</p><p> 測(cè)量穩(wěn)壓系數(shù),在負(fù)載電流為最大時(shí)。分別測(cè)得輸入電壓比220V增大和縮小10%,所得數(shù)據(jù)如下表5-1所示:</p><p>
62、 表5-1 穩(wěn)壓系數(shù)數(shù)據(jù)記錄表</p><p> 將所得數(shù)據(jù)代入公式 :Sr=ΔVoVI/ΔVIVO。</p><p> 得: Sr1 =0.00%</p><p> Sr2 =0.00%</p><p> 所得數(shù)據(jù)滿足設(shè)計(jì)要求: Sr=ΔVoVI/ΔVIVO。 </p><p> ?。?)紋波電壓的
63、測(cè)試</p><p> 使為U1=220V伏并保持不變,在額定輸出電壓或額定輸</p><p> 出電流的情況下,用示波器測(cè)出輸出電壓中紋波電壓的峰值。U=0.04V.</p><p><b> 5.3 誤差分析</b></p><p> 綜合分析可以知道在測(cè)試電路的過(guò)程中可能帶來(lái)的誤差因素有:</p>
64、;<p> 1 測(cè)得輸出電流時(shí)接觸點(diǎn)之間的微小電阻造成的誤差; </p><p> 2 電流表內(nèi)阻串入回路造成的誤差;</p><p> 3 測(cè)得紋波電壓時(shí)示波器造成的誤差;</p><p> 4萬(wàn)用表本身的準(zhǔn)確度而造成的系統(tǒng)誤差.</p><p> 可以通過(guò)以下的方法去改進(jìn)此電路:</p><p&
65、gt; 1.減小接觸點(diǎn)的微小電阻;</p><p> 2.測(cè)得紋波時(shí)示波器采用手動(dòng)同步;</p><p> 3.元器件安裝前進(jìn)行檢測(cè)</p><p> 4.采用更高精確度的儀器去檢測(cè).</p><p><b> 第六章 心得體會(huì)</b></p><p> 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì), 我了解到
66、單單學(xué)好理論知識(shí)是不夠的,重要的是要將理論運(yùn)用到實(shí)際,做出一個(gè)實(shí)物并不簡(jiǎn)單,從中我也中學(xué)到了很多。</p><p> 首先,對(duì)元器件的參數(shù)、性能、好壞選擇有一定的了解。在了解的基礎(chǔ)上才能將電路更好的完成。其次要掌握好電路原理,這樣才能更好的解決問(wèn)題。然后我們對(duì)事的態(tài)度也是十分重要的。在整個(gè)實(shí)踐過(guò)程中必須還要注意安全。</p><p> 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),不僅僅加深了我對(duì)電子設(shè)計(jì)理論的理
67、解,將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去,而且我還體到了要設(shè)計(jì)好一個(gè)課題是需要耐心和細(xì)心的,因?yàn)樵谡麄€(gè)設(shè)計(jì)及制作調(diào)試的過(guò)程中或多或少的遇到了一些問(wèn)題,能耐心細(xì)心的解決這些問(wèn)題很重要。面對(duì)問(wèn)題的時(shí)候我們不應(yīng)該急躁,而該更好的去運(yùn)用我們平日所學(xué)的理論知識(shí)將問(wèn)題解決。因而平常有時(shí)間也應(yīng)多動(dòng)手動(dòng)腦,就算不做實(shí)物的設(shè)計(jì),也可以運(yùn)用軟件多做虛擬實(shí)驗(yàn),多講理論與實(shí)際結(jié)合起來(lái),才能將理論知識(shí)更好的運(yùn)用在實(shí)際上,就不會(huì)只是一個(gè)書呆子,因而動(dòng)手能力其實(shí)很重要在整個(gè)
68、設(shè)計(jì)過(guò)程中,我們很好的鍛煉了自己的動(dòng)手能力,經(jīng)過(guò)不懈的努力,最后作品也很成功。但是我們不只在乎這一結(jié)果,更加在乎的,是這個(gè)過(guò)程。這個(gè)過(guò)程中,我們都花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力,更重要的是,我們?cè)趯W(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí),還懂得合作精神的重要性,畢竟團(tuán)結(jié)力量大。</p><p> 這次課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)課程理論知識(shí)的一次實(shí)踐,它不僅是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的考核,也是對(duì)我們做事能力及對(duì)事態(tài)度的一種考核。</p&g
69、t;<p> 通過(guò)本次設(shè)計(jì),我也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處,很透徹的明白了動(dòng)手能力的重要性,作為一名電類專業(yè)的學(xué)生必須多參加一些動(dòng)手制作活動(dòng)來(lái)提高自己的動(dòng)手能力并加深自己對(duì)理論知識(shí)的理解,這樣才能在此專業(yè)領(lǐng)域更好的發(fā)展,為以后走入社會(huì)做好充足的準(zhǔn)備是十分之必要的,所以我覺(jué)得今后我們必須更加努力。</p><p><b> 第七章 謝詞</b></p><p&
70、gt; 首先要謝謝學(xué)校給我們這個(gè)機(jī)會(huì),如果不是學(xué)校有這樣的安排我們也就不能較早的接觸到實(shí)際,是這次機(jī)會(huì)讓我們不再只停留在理論上,動(dòng)手能力的培養(yǎng)是十分重要的。還要謝謝指導(dǎo)老師xx給與了我們悉心的指導(dǎo),沒(méi)有老師傳授的知識(shí)我們不可能做出這樣一個(gè)作品。在調(diào)試的時(shí)候老師也給了我們很多幫助,在此再說(shuō)聲謝謝。還要謝謝同組同學(xué)的不懈努力,沒(méi)有她們的共同努力完成一個(gè)作品是很難的,是她們使這個(gè)任務(wù)完成的更快更好了,還是那句話,團(tuán)結(jié)力量大。我們能夠順利的完
71、成此次課程設(shè)計(jì)離不開(kāi)學(xué)校的安排,老師的幫助及同組成員的共同努力,在此我要衷心的感謝她們。</p><p><b> 附錄</b></p><p><b> 元件清單</b></p><p><b> 基本工具</b></p><p> 尖嘴鉗、斜口鉗、鑷子、刀子;<
72、;/p><p> 烙鐵、烙鐵架、打火機(jī);</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> 1. 謝自美《電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試》華中科技大學(xué)出版社;</p><p> 2. 胡宴如《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》高等教育出版社技術(shù);</p><p> 3. 康華光。電
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