畢業(yè)設計---跟蹤式穩(wěn)壓電源

1、<p><b>　　畢業(yè)設計論文</b></p><p>　　0-±15V跟蹤式穩(wěn)壓電源</p><p>　　系 別 電子信息工程系 </p><p>　　專業(yè)名稱 　 　應用電子技術 </p><p>　　班級名稱 電子073

2、 </p><p>　　學生姓名 xxx 學號 </p><p>　　指導教師 xxxx 職稱 實驗師 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要：3</b></p><p><b&g

3、t;　　1 引言4</b></p><p>　　1.1 原理分析5</p><p>　　1.1.1 電路介紹5</p><p>　　1.2 電路原理圖5</p><p>　　1.3 方案論證7</p><p>　　1.4 電路框架圖7</p><p>　　1.

4、5 應用領域8</p><p><b>　　2 電路原理9</b></p><p>　　2.1 組成結構9</p><p>　　2.2 整流濾波穩(wěn)壓電路9</p><p>　　2.3 穩(wěn)壓電路10</p><p>　　2.4 調壓電路11</p><p&g

5、t;　　2.5 差分放大器 ,+6.8V輔助電源11</p><p>　　3 總電路的原理功能分析13</p><p>　　3.1 電路中各元器件功能13</p><p>　　3.2 總電路的原理分析14</p><p><b>　　4.參考文獻15</b></p><p><

6、;b>　　5 結語16</b></p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　跟蹤式穩(wěn)壓電路是從0起調至±15V直流穩(wěn)壓電源。用LM317和LM337三端可調集成穩(wěn)壓器，故內部有線電流、短路和熱保護等完善功能。其獨特之處：僅用一個單連電位器即能實現正、負電壓“跟蹤”調節(jié)，具有線路簡單、調節(jié)方便、性能優(yōu)良等特點。本電路由

7、降壓整流濾波電路、穩(wěn)壓器、調壓電路、差分放大器、±6.8V輔助電源組成。因此，該系統(tǒng)不僅功能強大，而且實用性強。</p><p><b>　　關鍵詞：</b></p><p>　　LM337三端可調集成穩(wěn)壓器；整流濾波；±6.8V輔助電源；調壓電路；差分放大器；穩(wěn)壓器。</p><p><b>　　1 引言<

8、;/b></p><p>　　在傳統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源中，控制部分按模擬信號來設計和工作的。在六、七十年代，電力電子技術完全是建立在模擬電路的基礎上的。但是，現在數字式信號、數字電路顯得越來越重要，數字信號處理技術日趨完善成熟，顯示出越來越多的優(yōu)點：便于計算機處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾（提高抗干擾能力）、便于軟件包調試以及容錯等技術的植入。</p><p>　　本

9、文采用LM317以及LM337兩種芯片進行研究，起初在設計電路時采用7805穩(wěn)壓塊， 7805雖然可接成恒流電路，但恒流效果不如LM317，前者是固定輸出穩(wěn)壓IC，后者是可調輸出穩(wěn)壓IC，最重要的是7805不允許GND端懸空，否則器件極易損壞。而LM317即使ADJ端懸空，各種保護功能仍然有效。兩種芯片的售價又相近，采用LM317才是更為合理的改進。</p><p><b>　　1.1 電路設計<

10、;/b></p><p>　　1.1.1 電路介紹</p><p>　　跟蹤式穩(wěn)壓電路是從0起調至±15V的直流穩(wěn)壓電源。用LM317和LM337三端可調集成穩(wěn)壓器，故內部有限流、短路和熱保護等完善功能。其獨特之處：僅用一個單連電位器即能實現正、負電壓“跟蹤”調節(jié)，具有線路簡單、調節(jié)方便、性能優(yōu)良等特點。</p><p>　　1.2 電路框架圖&

11、lt;/p><p>　　跟蹤式穩(wěn)壓電源的電路框圖如圖1-4-1所示。</p><p>　　圖1-2-1跟蹤式穩(wěn)壓電源的電路框圖</p><p><b>　　1.3 方案論證</b></p><p>　　為設計0-±15V跟蹤式穩(wěn)壓電源，系統(tǒng)應具有差分放大器，穩(wěn)壓器，降壓整流濾波,±6.8V輔助電源和采樣

12、等單元。由于功能定為0-±15V跟蹤式穩(wěn)壓電源，因此采用LM317和LM337三端可調集成穩(wěn)壓器。</p><p>　　LM317和LM337三端可調集成穩(wěn)壓器，故內部有限流、短路和熱保護等完善功能。其獨特之處：僅用一個單連電位器即能實現正、負電壓“跟蹤”調節(jié)，具有線路簡單、調節(jié)方便、性能優(yōu)良等特點。</p><p><b>　　2 各模塊電路設計</b>&

13、lt;/p><p><b>　　2.1 組成結構</b></p><p>　　本電路由降壓整流濾波電路、穩(wěn)壓器、調壓電路、差分放大器、±6.8V輔助電源組成。由于正負電路結構與原理相同所以在次不做重復。</p><p>　　2.2 降壓整流濾波電路</p><p>　　整流的任務是將正弦波變換成直流電壓；濾波的

14、任務是將全濾波性通過RC濾波網絡以后變成更平坦的直流電壓，減小脈動，提高整流的效果；穩(wěn)壓的任務是要求輸出恒定的直流電壓，且要達到課題所提出的要求。整流濾波穩(wěn)壓電路如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 整流濾波穩(wěn)壓電路圖</p><p>　　T是一個交直流轉換器，它實現的動能是將220V交流電壓轉換成為15.5V，1.5A的直流變壓器，這樣就確保了電路的正常使用，由于交流電壓過大，

15、會使得在小功率電路中電路中的元器件損壞。</p><p>　　VD1~VD4是由四個二極管組成的橋式整流電路，在擺放四個二極管的時候要保持方向一致，不然任何其中一只因極性不正確會使得電路短路或者燒壞電路元件。</p><p>　　C1是一只2200uF/25V的電解電容，它在電路里起的作用是將整流之后的電壓進行濾波，使得輸入電路的電壓更接近于直流電壓，獲得上下對稱的±22V直流電

16、壓。</p><p><b>　　2.3 正穩(wěn)壓電路</b></p><p>　　正穩(wěn)壓的作用是通過通常穩(wěn)壓二極管都是與串聯電阻組合使用的，穩(wěn)壓二極管是并聯在輸出兩端。當輸入電壓高于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定（擊穿）電壓時，穩(wěn)壓二極管有電流通過，加大了在串聯電阻上的電壓降，使輸出電壓不高于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定（擊穿）電壓。穩(wěn)壓電路如圖2-3-1所示。 </

17、p><p>　　圖2-3-1穩(wěn)壓電路圖</p><p>　　VD7 是二極管，作用是當有反向電壓時，可以直接從VD7流過，防止電壓過大損壞穩(wěn)壓管IC1，防止外接負載加大有電容放電，致使IC1與IC3輸出端損壞。</p><p>　　R3、R6、R7、RP1：構成穩(wěn)壓輸出值調整電路；</p><p>　　R1、R2:決定VD5、VD6穩(wěn)壓管的偏置電

18、流；</p><p>　　LM317是可調節(jié)3-端正電壓穩(wěn)壓器，在輸出電壓范圍為1.2V到37V時能夠提供超過1.5A的電流。此穩(wěn)壓器非常易于使用，只需要兩個外部電阻來設置輸出電壓。此外還使用內部限流、熱關斷和安全工作區(qū)補償使之基本能防止燒斷保險絲。LM317元件外形圖如圖2-3-2所示。</p><p>　　各管腳作用：1.調節(jié)端 2.Vout 3.Vin </p

19、><p>　　圖2-3-2 LM317元件外形圖</p><p>　　2.4 負穩(wěn)壓電路電路</p><p>　　負穩(wěn)壓的作用是通過通常穩(wěn)壓二極管都是與串聯電阻組合使用的，穩(wěn)壓二極管是并聯在輸出兩端。當輸入電壓高于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定（擊穿）電壓時，穩(wěn)壓二極管有電流通過，加大了在串聯電阻上的電壓降，使輸出電壓不低于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定（擊穿）電壓。穩(wěn)壓電路如圖2-3-2所示。

20、</p><p><b>　　2.4 調壓電路</b></p><p>　　調壓電路時通過調節(jié)電路中的電阻來改變，電路圖如2-4-1所示。</p><p>　　圖2-4-1 調壓電路圖</p><p>　　RP1: 改變輸出電壓</p><p>　　2.5 差分放大器 ,+6.8V輔助電源&l

21、t;/p><p>　　分別接在運放 IC4和運放 IC3的 V+與 V-端，以保證IC3、IC4的工作電壓不超過極限范圍。差分放大器及輔助電源如圖2-5-1所示。</p><p>　　圖2-5-1 差分放大器及輔助電源圖</p><p>　　1.3 系統(tǒng)整體電路圖</p><p>　　跟蹤式穩(wěn)壓電源的電路原理圖見圖1-2-1。</p>

22、;<p>　　圖1-2-1 跟蹤式穩(wěn)壓電源的電路原理圖</p><p>　　3 總電路的原理功能分析</p><p>　　3.1 電路中各元器件功能</p><p>　　T:把220V交流電壓轉換成15.5V、1.5A交流電壓；</p><p>　　VD1~VD4:組成橋式整流電路；</p><p>

23、　　VD5:穩(wěn)壓二極管；</p><p>　　VD6:穩(wěn)壓二極管；</p><p>　　VD7: 當有反向電壓時可以直接從VD7流過，防止電壓過大損壞穩(wěn)壓器IC1；</p><p>　　VD7、VD8: 防止外接負載加大有電容放電，致使IC1與IC3輸出端損壞；</p><p>　　VD9、 VD10: 防止因某種原因IC3輸出正飽和和IC4

24、輸出負飽和而將IC1、IC2</p><p>　　調節(jié)端擊穿，因IC1與IC2的調節(jié)端不允許流入反相電流；</p><p>　　C1、C2: 將整流之后的電壓進行濾波，使得輸入電路的電壓更接近于直流電壓，</p><p>　　獲得上下對稱的±22V直流電壓；</p><p>　　C3、C4:用來消除大的瞬變電流相互間的影響；<

25、/p><p>　　C5、C6:與C1、C2功能一樣，只是輸出的；</p><p>　　C7、C8:與C3、C4功能一樣，只是輸出的；</p><p>　　R1、R2:決定VD5、VD6穩(wěn)壓管的偏置電流；</p><p>　　R3、R6、R7、RP1構成穩(wěn)壓輸出值調整電路；</p><p>　　R4:反相端輸入電阻；<

26、/p><p><b>　　R5:反饋電阻；</b></p><p>　　R8:穩(wěn)壓器輸入端電阻；</p><p>　　R9、R10:反相端輸入電阻；</p><p><b>　　IC1:穩(wěn)壓器；</b></p><p><b>　　IC2:穩(wěn)壓器；</b>&

27、lt;/p><p>　　IC3:運放，接成差分輸入；</p><p>　　IC4:運放，接成反相輸入；</p><p>　　RP1: 改變輸出電壓；</p><p>　　3.2 總電路的原理分析</p><p>　　1.正輸出電路由穩(wěn)壓器IC1及相關元器件組成，通常接在穩(wěn)壓器IC1的調節(jié)上電位器另一端是接地的。假如RP1

28、電阻調至0值，那么輸出電壓Vout=1.2V，即電路內部基準電壓為1.2V，同時在電阻R3上產生10mA恒流，只要改變RP1的阻值即可改變輸出電壓。這里，將RP1接地端改接在運放IC3的輸出端，并設法使IC3的輸出電壓為-1.2V，以抵消IC1的基準電壓+1.2V，這樣便可實現從0起調，要實現上述目的也很簡單，只要將運放IC3連成差分放大器，進行減法運算即可。由圖可知，同相輸入端電壓為V1，而反相輸入端電壓為V2，因R4=R5=R6=R

29、7，故IC3的輸出端電壓VO=R5/R4 ×（V1-V2）=-1.2V，同理也可得出穩(wěn)壓器IC1的輸出電壓+Vout＝5mA×R3＋10mA×PR1-1.2V。</p><p>　　2.負輸出電路由穩(wěn)壓器IC2及相關元件組成，這里省去了IC2調節(jié)端上原設置的電位器RP3，改接在運放IC4的輸出端，由IC4的輸出電壓控制調節(jié)端，同樣可以達到調節(jié)穩(wěn)壓器的輸出電壓目的。由于運放IC4接成增

30、益為1的反相放大器，其反相輸入端連到正輸出電路的穩(wěn)壓器輸出端上，所以負輸出穩(wěn)壓器便產生極性相反幅度相等的穩(wěn)壓電壓，即-Vout=-R10／R9×（+Vout），因R9=R10，所以-Vout＝＋Vout，即負輸出電壓跟蹤正輸出電壓。</p><p>　　3.電路中二極管D7與D8用以防止外接負載加大有電容放電，致使IC1與IC3輸出端損壞；另外二極管D9與D10為防止因某種原因IC3輸出正飽和和IC4輸

31、出負飽和而將IC1和IC2調節(jié)端擊穿，因IC1與IC2的調節(jié)端不允許流入反相電流。</p><p><b>　　4.參考文獻</b></p><p>　　1.謝自美主編。電子線路設計、實驗、測試。武漢：華中理工大學出版社，1994。</p><p>　　2.孫義芳，莊慕華編。電子技術基礎實驗。北京：高等教育出版社，1992。</p>

32、<p>　　3.孟貴華主編。電子技術工藝基礎。北京：電子工業(yè)出版社，1996</p><p>　　4.張璞，李慶常編著。電子技術課程設計。北京：北京理工大學出版社，1994。</p><p>　　5.清華大學電子學教研組孫梅生等編。電子技術基礎課程設計。北京：高等教育出版社，1989。</p><p>　　6.張連春編著。收音機擴音機錄音機和電視機用穩(wěn)

33、壓電源的制作。北京：人民郵電出版社，1995。</p><p><b>　　5 結語</b></p><p>　　本次論文通過查閱網絡與圖書館搜集到的資料，再加上指導老師指點，結合生活中對遙控器的功能特性要求，設計出了這一套以模擬電子技術為核心技術的0-±15V跟蹤式穩(wěn)壓電源，基本完成了課題的要求。</p><p>　　從開始接到論

34、文題目到電路圖的確立，再到論文文章的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)。在這段時間里，我學到了很多知識也有很多感受。當然在做的過程中也遇到過很多的麻煩，一些沒有接觸過的元件，它們的封裝需要自己去書籍、網上搜索，在更新的時候會有一些錯誤，自己很難改正，只得求助老師，最后得以解決。</p><p>　　這次畢業(yè)設計使我開始了自主的學習和試驗，查看相關的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作

35、品一步步完善起來，每一次改進都是我學習的收獲。各種系統(tǒng)的適用條件，各種程序的選用標準，各種元件的安裝方式，我都是隨著設計的不斷深入而不斷熟悉并學會應用的。和老師的溝通交流更使我對設計有了新的認識也對自己提出了新的要求。課題設計過程中我不怕失敗，在失敗中總結經驗，為成功積累素材；學著自我超越，敢于嘗試，在嘗試中進步，這對我能力的提高大有好處。每一次老師交代的任務，每一個任務都是一個鍛煉的機會和成長的過程，我在規(guī)定的時間盡善盡美的完成，把自

36、己的能力發(fā)揮到最大限度。這些本是我工作后才會意識到的問題，通過這次畢業(yè)設計讓我提前了解了這些知識。</p><p>　　論文的撰寫過程，讓我對學習、工作的思路有了更為明朗的認識：它是站在一定高度上去工作的。曾經也做過課程設計，都是局限在課本中，這次讓我頗收豐富。</p><p>　　這次做論文的經歷使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學習的過程，沒有學習