直流稳压电源的设计与制作 课程设计.doc

通信与电子学院《电子技术设计实训》报告 PAGE PAGE 11 《直流稳压电源》设计报告 学 院 通信与电子学院 课程名称 电子技术设计实训1 设计题目 直流稳压电源的设计与制作 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 时 间 目 录 1．实训目的┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3 2．设计要求┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3 3．方案选择与论证┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3 3.1课题分析 3.2稳压电路方案选择 3.2.1分立元件串联型稳压电路 3.2.2集成稳压块稳压电路 4．单元电路的设计 4.1桥式整流电路 4.2滤波电路 4.3稳压电路 5．PCB板设计 5.1设计要点 5.2 PCB板的制作 6．安装与调试 6.1仪器、材料的准备 6.2单元电路安装与检测 6.2.1变压器的检测安装 6.2.2整流电路的安装与检测 6.2.3滤波电路的安装与检测 6.2.4稳压电路的安装与检测 6.3主要技术指标的测试 6.4器件清单 7．收获、体会和心得 8．参考文献 直流稳压电源设计报告 1．实训目的 研究单相桥式整流、电容滤波电路的原理、特性和设计方法； 掌握串联稳压电路的原理、特性和设计方法 掌握电子元器件选择、参数计算方法； 掌握PCB板的制作和元器件的安装技术； 熟悉常用电子仪器、设备的使用和主要技术指标的测试方法； 树立科学发展观，养成实事求是的科学态度，具有观察、理解、判断、推理辩证思维能力。 培养良好的职业道德、组织与协调和善于与他人合作共事的能力。 锻炼勇于创新和抗挫折的能力。 树立节约能源、节省材料与爱护工具设备、保护环境等职业意识。 2．设计要求 设计并制作一个带过流保护的串联式稳压电源。主要技术指标为： （1）输入交流电压U=220V，f=50Hz.； （2）输出直流电压Uo=9~12V； （3）额定输出电流IOM=300mA； （4）稳压系数Sr≤0.1； （5）电源内阻rO≤0.5Ω； （6）纹波电压≤30mV； （7）具有工作指示。 3．方案选择与论证 3.1课题分析 根据设计指标要求，该稳压电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和指示电路等组成。原理方框如下图3-1所示。 图3-1直流稳压电源的结构方框图 ①变压器：变压器的功能是将220V的交流电变换成整流电路所需要的低压交流电。 ②整流电路：整流电路是利用二极管的单向导电特性，将变压器的次级电压变换成单向脉动直流。 ③滤波电路：滤波电路的作用是平波，将脉动直流变换成比较平滑的直流。 ④稳压电路：滤波电路的输出电压还是有一定的波动，对要求较高的电子设备，还要稳压电路，通过稳压电路的输出电压几乎就是恒定电压。 3.2稳压电路方案选择 串联型稳压电源有两种方案可供选择：分立元件串联调整稳压电路和集成稳压块稳压电路。 3.2.1分立元件串联型稳压电路 典型的串联型稳压电路见下图3-2所示。是由调整环节，比较放大环节，基准环节和取样环节所组成的电压负反馈闭环系统。 图3-2 分立元件稳压电路取样环节：由R1、R2和RP组成的分压电路。它将输出电压U0的变化取回一部分U 图3-2 分立元件稳压电路 基准环节：由限流电阻R3和稳压管DZ组成，为比较放大器T2的发射极提供一个稳定的基准电压UZ 。 比较放大环节：由T2、R4组成，R4为T2的集电极负载电阻。比较放大器对取样电压UF和基准电压UZ的差值进行放大，去控制T1的基极。 调整环节：由基极偏置电阻R4及调整管组成。实际它是一个射极输出器调整管T1起电压调节作用，其C，E极间的管压降UCE1受比较放大器误差电压的控制，由于起电压调节作用的调整管T1与负载是串联的，故称为串联型稳压电路。 3.2.2集成稳压块稳压电路 集成稳压器多采用串联型稳压电路，组成框图如图3-3所示。除基本稳压电路外，常接有各种保护电路，当集成稳压器过载时，使其免于损坏。 图3-3 三端集成稳压器电路框图 由于集成稳压电路性能优越，安装调试方便，应用广泛，满足本设计指标要求，故本设计采用可调集成稳压电路LM317。 4．单元电路的设计 4.1桥式整流电路 （1）整流电路的结构原理 整流电路的功能是把交流电变换成直流电，它的基本原理是利用了晶体二极管的单向导电特性。桥式整流电路及信号的输入、输出波形如下图4- 1所示。输出直流电压为： 图4- 1桥式整流电路及输出波形 （2）主要元件选取与参娄计算 桥式整流电路主要参数计算公式： ①变压器选取 根据设计指标，稳压电源的最高输出电压为12V，则滤波电路最小输出电压为15V。而Uo=1.2U2 则U2的最小值为12.5V。又额定输出电流为