电力电子实习报告

电力电子实习报告学院：哈尔滨理工大学荣成学院专业：电气工程及其自动化班级：电气17-班姓名：学号：年月日题目0-12V直流可调稳压电源一、实验目的：（1）绘制“0-12V直流可调稳压电源”的电路原理图和PCB电路图；（2）利用Multisim仿真实验电路，采集输入输出波形；（3）焊接“0-12V直流可调稳压电源”电路板并调试。课程设计基本功能框图要求如下：~220V市电整流滤波0-12V稳压可调输出二、实验内容：本课程设计内容为“0-12V直流可调稳压电源”设计与制作1、直流稳压电源设计（1）电网供电电压交流220V（有效值）50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向脉动直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。（4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给电压表。2、直流稳压电源原理直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。①电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。②整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。③滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。④稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。（2）整流电路直流电路常采用二极管单相全波整流电路工作原理设变压器副边电压u2。U2sinωt，U2为有效值。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。（2）滤波电路采用滤波电路可滤除整流电路输出电压中的交流成分，使电压波形变得平滑。常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等。在整流电路的输出端两端并联一个电容量较大的电解电容C1，则构成了电容滤波电路，如图所示电路，由于滤波电容与负载并联，也称为并联滤波电路。仿真图和的部分（2）稳压电路LM317LM317是应用最为广泛的电源集成电路之一，它不仅具有固定式三端稳压电路的最简单形式，又具备输出电压可调的特点。此外，还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制比高等优点。lm317是可调节3端正电压稳压器，在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5安的电流，此稳压器非常易于使用。稳压电源的输出电压可用下式计算，Vo=1.25（1+R2/R1）。仅仅从公式本身看，R1、R2的电阻值可以随意设定。然而作为稳压电源的输出电压计算公式，R1和R2的阻值是不能随意设定的。首先317稳压块的输出电压变化范围是Vo=1.25V—37V（高输出电压的317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等，其输出电压变化范围是Vo=1.25V—45V），所以R2/R1的比值范围只能是0—28.6在应用中，为了电路的稳定工作，在一般情况下，还需要接二极管作为保护电路，防止电路中的电容放电时的高压把317烧坏。反相器部分cd4069是6反相器电路，由六个COS/MOS反相器电路组成。此器件主要用作通用反相器、即用于不需要中功率TTL驱动和逻辑电平转换的电路中，（非门，1输入、1输出）主要用于数字电路中反相的作用。CD4069引脚功能图。原理当输入为高，中间就是低电平，输出为高电平，通过C6与R3形成正反馈，维持输入高；然后中间的低电平通过R5电阻向C充电（上正下负），使得C下端电压逐渐下降，一旦低于1/2Vcc，输入电压为低，通过2级反馈，电路翻转，中间高电平，输出低电平；接着R5电阻反向对C充电，到达一定程度再次翻转三、实验用设备仪器及材料：Multisim10.0、AltiumDesigner2017、220-12V变压器、电路板、LIM317稳压器、整流二极管、开关二极管、滑动变阻器、接线端子、反相器、发光二极管、蜂鸣器、三极管、电容电阻、电烙铁、万用表、钳子等四、实验原理图：本课程设计电路原理图参考示例如下：NL1122P1Header2ADJ1Vout2Vin3U1LM317VRD21N4007D51N4007D31N4007D61N4007470uFC10.1uFC4470uFC30.1uFC5D11N414810uFC2180R1D41N4148变压器1五、实验方法及步骤：1仿真测试根据报告所给的原理图在仿真软件multisim中进行仿真测试。当滑动变阻器的电阻值调到最大时，电压表显示11.996V约等于12V,如图所示当滑动变阻器的电阻值调到最大时，电压表显示1.253V约等于1.25V,如图所示主电路图输出方波的电路图及波形PCB图的2D视角PCB图的3D图视角焊接实物六、总结通过实训让我对电力电子中的整流,仿真软件的使用，lm317的功能，元器件的选取及其封装，pcb连线等有了更深刻的理解。对于仿真电路，刚开始仿真系统时间走得慢，电压不能快速到达12v左右，通过修改交互仿真设置，能迅速到达12v左右。刚开始，我无法将CD4069芯片的电路与主电路进行联系，二者相互影响。通过查资料和咨询同学，我明白数字信号和模拟信号不能在一个仿真图中。这次实训中我更换使用AD17，相比protel2004，AD17更加简洁方便，元器件库更加丰富，3d效果更佳明显。同时对画PCB有了更深刻的理解，布局及走线有了更多理解，通过与同学的交流学到了许多这个软件的小技巧，连线尽可能平滑，不要出现锐角。在焊接过程中与电路图对应比较困难，可以先把图片保存到word中，通过翻转来进行查看来焊接。通过这些学习，让我感触良多，学到很多知识，提高了自己动手能力，最后感谢老师和同学在实训中给予我的帮助。