直流穩(wěn)壓電源課程設(shè)計(jì)----半導(dǎo)體直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)和測(cè)試

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