直流稳压电源电路设计与实现

1电子工艺实习课程设计报告设计题目直流稳压电源电路设计与实现学生专业班级学生姓名（学号）指导教师完成时间实习（设计）地点2011年4月19日2电子工艺实习任务书一、实习目的1．了解直流稳压电源电路的工作原理；2．熟悉电路中主要电器元件三端稳压器的作用及结构；3．掌握电子电路焊接工艺中的基本技能；4．掌握基本测量工具的使用；二、实习要求1．掌握元器件的基础知识；2．理解串联稳压电路的工作原理；3．掌握电路绘制与仿真分析相关知识；4．培养学生自学能力，能利用信息媒体获取新知识、新技术；5．培养学生电路安装与焊接能力；6．培养学生电路分析能力和故障排除的基本技能；三、实习内容1．直流稳压电源原理的讲解，整流，全桥整流，半波整流原理，三端稳压器的原理的分析；2．电烙铁焊接工艺的实习，练习，要求能做到美观，无虚焊。注意电烙铁的安全使用；3．万用板上元器件的摆放，连接，焊接。在保证焊接方便的前提下，尽量做到有序美观；4．直流稳压电源电路的焊接调试；四、实习日程及内容周一：练习焊接工艺技术，在万用板上练习焊接；周二：下发元器件清单，根据元器件清单，翻阅相关理论，自己设计电路原理图，了解各部分原理；周三：根据设计的原理图，在万用板上焊接实际电路，并调试电路，使电路性能指标符合课程设计的要求；周四：指导教师给出参考原理图，和自己设计的原理图比较优缺点，没有实现电路指标性能的可以根据参考原理图，重新焊接调试；指导教师验收课程设计，根据同学所做的，讲解原理图关键的部分；周五：编写电子工艺实习报告。五、实习器件器件数量器件数量器件数量整流二极管1N40074只电解电容470uF/16V1只LED3mm1只三端稳压器78051只瓷介电容0.1uF2只接线柱4只电解电容1000uF/16V1只电阻470欧姆1只万用板2只共用器件：10W，9V单输出变压器，4个；焊锡：8卷3直流稳压电源电路设计与实现I．课程设计的内容及要求：（1）设计内容：1.学习直流稳压电源的设计方法，研究直流稳压电源的设计方案，设计并制作一个直流稳压电源；2.整流，全桥整流，半波整流原理；熟悉电路中主要电器元件三端稳压器的作用及结构；3.烙铁焊接工艺，掌握电子电路焊接工艺中的基本技能，在万用板上练习焊接；4.直流稳压电源的工作原理，设计电路结构，选择电路元件，画出电路原理图，根据设计的原理图，在万用板上焊接实际电路，并调试电路，使电路性能指标符合课程设计的要求。（2）设计要求：1.设计并焊接一个直流稳压电路，掌握元器件的基础知识；2.基本测量工具的使用；理解串联稳压电路的工作原理；3.电路绘制与仿真分析相关知识；培养学生自学能力，能利用信息媒体获取新知识、新技术；培养学生电路安装与焊接能力；4.学生电路分析能力和故障排除的基本技能；5.设计加深对基础知识的认识和各个学科之间的联系，能基本的进行综合电路的设计；培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。6.动手能力的提高最关键。II．提出方案（方案设计）：直流稳压电源为单相小功率电源，它还将频率为50Hz,有效值为220V的单相交流电压转换为幅值稳定，输出电流为几十安以下的直流电压。单相交流电经过电源变压器，整流电路，滤波电路和稳压电路转换为稳定的直流电压。方案如下：III．原理说明：(如图下图所示)41，变压部分[1]：一般的电子设备所需的直流电压较之交流电网提供的220V电压相差较大，为了得到输出电压的额定范围，就需要将电网电压转换到合适的数值。所以，电压变换部分的主要任务是将电网电压变为所需的交流电压，同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用。2，滤波部分：滤波部分的作用是对整流部分输出的脉动直流电进行平滑，使之成为含交变成份很小的直流电压。也就是说，滤波部分实际上是一个性能较好的低通滤波器，且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率。滤波电路通常有电容滤波，电感滤波和复式滤波。负载电流较小时使用电容滤波，，电容滤波电路利用电容的充放电作用，使输出电压趋于平滑。负载电流较大时，应采用电感滤波，经电感滤波后，不但负载电流及电压的脉动减小，波形变得平滑，而且整流二极管的导通角增大。对滤波效果要求较高时，应采用复式滤波。3，稳压部分：交流电压通过整流，滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或者负载变化时，其平均值也随之变化。稳压电路的功能是输出直流电压基本不受电网电压波动及负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性。稳压管稳压电路结构简单，但是输出电压不可调，仅适用于负载电流较小且变化范围也较小的情况。电路依靠稳压管的电流调节作用和限流电阻的补偿作用，使得输出电压稳定。串联型线性稳压电路以稳压管稳压电路为基础，利用晶体管的电流放大作用，增大负载电流；在电路中引入深度电压负反馈使输出电压稳定；并且，通过改变反馈网络参数使输出电压可调。（如图b所示）4，整流部分：变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压。整流电路有半波和全波两种，最常用的是单相桥式整流电路。分析整波电流时，应分别判断唉变压器副边电压正负半周两种情况下二极管的工作状态。由于这种电压存在着很大的脉动成份（称为纹波），因此一般还不能直接用来给负载供电，否则，纹波的变化会严重影响负载电路的性能指标。（如图b所示）+电源+整流+滤波+稳压+u1u2u3uIU0_变压器_电路_电路_电路_图a稳压电源的组成框图5u1u2u3uIU00t0t0t0t0t图b整流机稳压过程IV．所需器件：器件清单如表1所示表1器件清单名称及标号型号及大小数量整流二极管IN40074只电容电解电容1000uF/16V1只470uF/25V1只陶瓷电容0.1uF2只电阻470欧姆1只LED3mm1只三端稳压器78051只接线柱4只万用板2个共用器件单输出变压器10W，9V4个焊锡8卷V．扩展方案：（其它相似方案列举及简单对比分析）方案一：7805，7905，7812组成的特殊的线性稳压电源如图所示为一种特殊的电源电路。该电路虽然简单，但可以从两个相同的次级绕组中产生出三组直流电压：+5V、-5V和+12V。其特点是：D2、D3跨接在E2、E3这两组交流电源之间，起着全波整流的作用。6方案二：成运放组成的最基本的直流稳压电源,该方案简单易行，是最基本的直流稳压电源。方案三：用一稳压电路来确定直流电源，参考《模拟电子技术的基础》做出电路图[2]。此方案贴合学习内容，又有课本做基础，理解上没多少难度，不过器件多，电路较复杂，不易实现。对比分析：总结以上几种方法，备选方案中第一种器件较多不易实现，第二种电路复杂。最终觉得提出方案中的方案最适合。VII．设计测试结果：刚开始焊接完成时，测试时发现发光二极管正常发光，但是7在测电压时发现为9.002V，于是回去找原因，经过充分查找，终于找出问题，在7805稳压电源处没有接地，这样测出的电压肯定不对。经过进一步的焊接终于发光二极管正常发光，电路输出电压为5.001V，电路工作正常。由此得出电路图以及焊接的正确。VIII．心得体会：这是我第一次实践电子工艺实习，通过这次实习我知道了一切实践都是在理论上得出的，以前总觉得学书本上的东西有什么用啊，现在意识到理论知识的重要性，如果没有理论的指导，我们不能设计出电路图，更不用说焊接成功。并且初步了解了直流稳压电源的的基本设计方法，并且初步掌握了焊接技术，每一种技术都要求细心对待，就像在第一次焊接时，在7805稳压电源出没有接地，致使不能测出5V的电压。在对理论的实际应用中提高了动手能力与实践能力，在电路的测试阶段提高了我们思考问题的能力，同时掌握了基本测量工具的使用；提高了电路分析能力和故障排除的基本技能。还有就是实践才是真理，书本上的知识是为实践服务的，在学好理论的同时将其付诸实践才是正确的选择。VIIII．参考文献[1]《电路与模拟电子技术》出版社：电子工业出版社徐淑华，马艳，刘丹P115[2]《模拟电子技术的基础》出版社：高等教育出版社童诗白，华成英P568课程设计成绩评定表学生姓名专业班级设计题目直流稳压电源电路设计与实现指导教师评语及意见：指导教师评阅成绩：指导教师签字：年月日