±12V直流稳压电源设计与仿真

齐鲁理工学院课程设计说明书(论文)题目±12V直流稳压电源设计与仿真课程名称模拟电子技术二级学院机电工程学院专业通信工程班级通信一班学生姓名韩登志学号201310537017设计地点D102指导教师臧红岩设计起止时间：2015年1月5日至2015年1月9日成绩机电工程学院模拟电子技术课程设计任务书设计（论文）名称：±12V直流稳压电源设计与仿真专业：通信工程学生姓名：韩登志指导教师：臧红岩下达时间：2015.1.5一、课程设计任务：1.运用模拟电子技术的理论知识设计一种双向电压输出的直流稳压电源，输出电压为±12V。2.测出设计电路的输出电阻；3.测出设计电路的稳压系数，并将稳压系数减到最小；4.学习电路仿真过程，绘制电路图，进行基本的仿真试验对设计的电路进行性能分析。二、课程设计的基本要求：1.能够实现设计任务的基本功能；2.至少设计两种电源的实例，并论证方案；3.要求依据要求运用模拟电子技术的理论设计、制定实验方案，并撰写课程设计论文要求符合模板的相关要求，字数要求4000字以上。目录一、设计任务与要求................................................................1二、总体方案设计..................................................................1三、单元电路设计与参数计算........................................................1四、总原理图及元器件清单..........................................................3五、安装与调试（或者仿真与调试）...................................................4六、性能测试与分析：..............................................................5七、结论与心得：..................................................................6八、参考文献......................................................................61+12V直流稳压电源设计与仿真一、设计任务与要求1.输入工频220V交流电的情况下，固定电压输出：+12V。2.设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。3.自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格数量。4.在实验室Multisim软件上画出电路图，并仿真和调试，测试其主要性能参数。二、总体方案设计1.由输出电压,电流,确定稳路电压形式。通过计算极限参数选择器件；2.由稳路电压要求的直流电压,直流电流确定整流滤波电路形式；3.选择整流二极管及滤波电容并确定副边电压的有效值，电流的有效值及变压器的功率。三、单元电路设计与参数计算1.电源变压器单元电路设计：稳压电源变压器T的作用是将交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui，变压器的副边与原边的功率比为P2/p1=n。电源变压器的主要功能是功率传送，电压变换和绝缘隔离。参数计算，如：U2=12v+3v=15v;考虑电网电压波动10%，U2=15x1.1=16.5v，Ui：U2=220:16.5，由此得到变压器变比为0.075。2.整流电路单元的设计：2它的作用还将交流电网电网电压vi变成整流电路要求的交流电压v2=sint,是要求直流供电的负载电阻，四只整流二极管-接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。下图是特它的简化画法。整流桥的，的连接处称为共阴极，用“+”标记，即电流从此流出，，连接处称为共阳极，用“-”标记，其他两点表示接交流电源用“~”标记。通过负载的电流以及电压的波形如下图所示，显然它们都是单方向的全波脉动波形。负载上直流电压和直流电流的计算：直流电压为：𝑉𝐿=2√2𝑉2𝜋=0.9𝑉2；直流电流为：𝐼𝐿=0.9𝑉2𝑅𝐿；在桥式整流电路中，二极管，，和，是两两轮流导通的，所以流经每个二极管的图一图二3平均电流为𝐼𝐷=12𝐼𝐿=0.45𝑉2𝑅𝐿.3.滤波电路单元设计：滤波电路滤波电路是用于整流输出的纹波，一般由电抗元件组成。为此滤波方式又分为电容滤波和电感滤波。滤波电容滤除波纹Ui.Ui与交流电压U2的关系为：Ui=(1.1-1.2)U2。每支整流二极管的最大反向电压=U2。式中R为整流滤波电路的负载电阻，为电容提供放电回路，RC放电时间常数应该满足RC=（3-5）T/2，公式中T=20ms。稳压电路：由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压UI会随着变化。因此，为了维持输出电压UI稳定不变，还需加一级稳压电路。稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等四、总原理图及元器件清单1．总原理图：42．元件清单：元件序号型号主要参数数量备注变压器12V1LED指示灯1整流桥2A1三端稳压芯片LM371，LM7805LM7905各一个散热片2片电位器4.7千1极性电容220uF2个电阻若干电容若干五、安装与调试（或者仿真与调试）1.整流滤波电路的安装：首先应在变压器的副边电压接入保险丝FU，以防电源输出端短路损坏变压器或其他元件，整流滤波电路主要检查整流二极管是否接反，否则会损坏变压器。检查无误后，通电测试（可用调压器逐渐将输入交流电压升到220V）用滑线变阻器作等效负载，用示波器观察输出是否正常。2.稳压部分的安装：集成稳压器要安装适当的散热器，根据散热器的安装的位置决定是否需要集成稳压器与散热器之间绝缘，输入端加直流电压（可用直流电源作输入，也可用调试好的整流滤波电路作输入），滑线变阻器作等效负载，调节电位器，输出电压随之变化，说明稳压电路正常工作。注意检查在额定负载电流下的稳压器的发热情况。53.仿真电路：仿真结果：六、性能测试与分析：1.使用仿真软件multisim对直流稳压电源电路进行仿真测试：仿真的输出结果在12V左右，测试的过程是：先调节变压器，使输入电压增加10%，即VI=242V，测量此时对应的输出电压Vo1=12.023V，再次调节变压器使输入电压减6少10%，即VI=198V时，测量输出电压Vo2=12.021V，在测量VI=220V时，对应的输Vo=12.022V。2.稳压系数：当负载保持不变，输出电压相对变化量与输出电压变化量之比的仿真结果3.误差分析：（1）元件件本身存在误差；（2）线路板存在的微小误差；（3）万用表本身的误差。七、结论与心得：在这次的实验设计过程中，我初步掌握了直流稳压电源的调试方法，熟悉了电子技术设计的一些基本方法和技巧，并且学会了软件的使用，单独的设计电路，收获颇大。希望以后能将自己设计的直流稳压电源运用到实际应用中去我们即可以巩固以前所学的知识，又可以学习新的知识，还锻炼了自己的动手能力。在指导老师们的辛勤指导下,在同学的帮助下,通过近一段时间的努力,终于将直流稳压电源制作完成了。让我感觉到所学的知识能得到很好的应用，巩固了所学的专业知识，增强了自己的动手能力，在制作计的过程中学到了很多东西。在过程中我得到过很多同学的帮助，以及指导老师的意见，使得我的设计圆满完成。感谢所有帮助过我的老师和同学。我相信有这些只是的积累，以后的硬件设计道路可以走的更远。八、参考文献[1]康华光．模拟电子技术基础（第五版）［Ｍ］.北京：高等教育出版社，2006[2]童诗白，华成英，模拟电子技术基础（第三版）.高等教育出版社，2006机电工程学院模拟电路课程设计成绩评定表专业：通信工程班级：通信工程一班学号：201310537017姓名：韩登志课题名称±12V直流稳压电源设计与仿真设计任务与要求1.固定电压输出：±12V2.设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。3.自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格数量。4.在实验室Multisim软件上画出电路图并仿真和调试，测试其主要性能参数。教师评语课程设计成绩指导教师：年月日