直流稳定稳压稳流电源毕业的设计

摘要I摘要本设计分别用LM317三端稳压芯片设计直流稳压电源，利用三极管输出特性设计直流稳流电源。通过相关知识计算出各电路中各个元器件的参数，使电路性能达到设计要求中的电压调整率，电流调整率，负载调整率，纹波电压等各项指标。本设计的拓展功能就是基于单片机的LCD显示电路，其原理是稳定电源所输出的稳定电压、电流经A/D转换电路，将模拟量转变成数字量，再经由AT89S52单片机构成的主控电路，单片机控制后面的液晶显示电路，最后电压值、电流值以数字的形式直观的显示出来。关键词：稳压，稳流，调整率，单片机AbstractIIAbstractThisdesignLM317three-terminalregulatorchipdesignpowersupply,thetransistoroutputcharacteristicsdesignstabilizedpowersupply.Calculatedthroughtheknowledgeofthevariouscomponentsinthevariouscircuitparameters,sothattheperformanceofthecircuitdesignrequirementsforthevoltageregulation,currentregulation,loadregulation,ripplevoltageindicators.Stableoutputvoltage,currentthroughtheA/Dconvertercircuit,theanalogintodigital,andthenenterthemaincontrolcircuitconstittedbythemicrocontrollerAT89S52SCMcontrolbehindtheLCDcircuit,thefinalvoltagevalueindigitalform,thecurrentthevalueofintuitivedisplayout.Keywords:energysupply，voltageregulator，steadyflow，SCM目录III目录摘要.................................................................................................................ⅠABSTRACT.........................................................................................................II目录.................................................................................................................Ⅲ第一章绪论.......................................................................................................11.1课题的背景和意义.....................................................................................11.2设计过程工艺要求.....................................................................................11.3国内外的研究现状.....................................................................................2第二章稳压电路系统方案论证.........................................................................3第三章稳流电路系统设计方案.........................................................................6第四章系统总体设计原理框图.........................................................................94.1稳定电源工作原理和整体电路................................................................104.1.1稳压部分的工作原理...........................................................................104.1.2稳流部分的工作原理...........................................................................10第五章硬件单元电路设计...............................................................................125.1整流电路...................................................................................................125.2滤波电路...................................................................................................145.3稳压电路...................................................................................................175.4稳流电路...................................................................................................205.5单元电路的参数选择与计算...................................................................25第六章外围显示电路的设计...........................................................................276.1单片机主控电路.......................................................................................276.2A/D转换电路.............................................................................................376.3液晶显示电路...........................................................................................38第七章系统软件设计.......................................................................................39结论.....................................................................................................................40参考文献.............................................................................................................41致谢及声明.........................................................................................................42附录软件编程...................................................................................................43第一章绪论-1-第一章绪论1.1课题的背景和意义伴随着现代科学技术的不断发展，多种多样的电子设备、电气设备已经广泛应用于教育、科研、生活等各个方面，电源是所有电子设备中必不可少的基础部分，需求在逐渐增加，作为电子设备的供电部分，对其稳定性、可靠性、实用性也有更高的指标。对于电源的设计开发已经发展为一项新的技术，推动了科学技术的发展。越来越多的电子产品充斥着生活中的各个部分，我们对电子产品的依赖也越来越深，而更多的问题也逐渐突出，因为各种电子产品离不开驱动电源，所以驱动电源成为必不可少的一部分，对于其指标要求也更高、更专业化。本设计有两个部分组成，一是稳压电源，一是稳流电源。稳压电源采用线性整流滤波再通过可调式集成稳压器件LM317稳压来达到稳压目的；稳流电源利用三极管的输出特性设计稳流电源。1.2设计过程工艺要求1．稳压电源条件：输入220v、50Hz正弦交流电，电压变化范围+15%～-20%。（1）输出直流电压调节范围为9～12V；（2）最大输出电流为1.5A；（3）电压调整率≤0.2%（输入220v、50Hz交流电，电压变化范围+15%～-20%，满载）；（4）负载调整率≤1%（最低输入电压下，空载到满载）；（5）纹波电压（峰-峰值）≤5mV（最低输入电压下，空载到满载）；（6）效率≥40%（输出电压9V、输入电压220V，满载）；（7）具有过滤及短路保护功能。第一章绪论-2-2．稳流电源条件：输入电压固定为直流12V。（1）输出电流4～20mA可调；（2）负载调整率≤1%（输入电压12V、负载电阻由200Ω～300Ω变化，输出电流为20mA时的相对变化率）；3．扩充功能（1）排除短路故障后，自动恢复为正常状态；（2）过热保护；（3）防止开、关机时产生的“过冲”。1.3国内外的研究现状随着科学技术的发展，电子产品的更新换代速度更是快速，但几乎所有的电子产品都需要稳定的直流电作为驱动电源，现在国内主要有两大类驱动电源，开关驱动电源和线性驱动电源。其中线性驱动电源又可称做串联式调整驱动电源，它的输出波纹比较小，稳压效果也好，但是也存在一些缺点，重量体积都比较大。而开关驱动电源的重量轻，体积小，效率很高，存在的缺点是电磁干扰大，波纹也比较大。第二章稳压电路系统方案论证-3-第二章稳压电路系统方案论证方案一：集成三端稳压块78xx系列稳压电路如图2.1所示，利用指标性能都完善的集成三端稳压块78xx系列稳压，本身就具备过流短路保护。输出电压U。=9+Vd=9+n*0.75V。通过改变该电路的二极管数量即可得到所要的输出电压。缺点是不方便调节输出电压，对9-12V之间的固定电压比较适应。图2.1方案二：串联型线性稳压电源该方案利用降压器变压得到合适电压，再通过整流、滤波电路，将交流电转变成直流电，最后通过可调式的集成稳压器件LM317芯片的稳压得到较稳定的输出电压。可调式集成稳压器LM317，如果输入电压固定，它能该电压差范围内调节输出电压。这种电路的特点是：电路比较简单，很