電子工藝實習(xí)課程設(shè)計報告(可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計)

1、<p><b>　　理學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院</b></p><p>　　設(shè) 計 題 目 可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計 </p><p>　　學(xué)生專業(yè)班級 通信工程10級1班 </p><p>　　學(xué)生姓名（學(xué)號）

2、 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　完 成 時 間 ２０１２ </p><p>　　實 習(xí)（設(shè)計）地點 信息樓511

3、 </p><p>　　2011 年 4 月 19 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、課程設(shè)計的內(nèi)容及要求1</p><p><b>　　二、提出方案1</b></p><p>　　1．設(shè)計電路框圖1</p

4、><p>　　2、電路各部分的作用2</p><p>　　2、具體的電路圖2</p><p><b>　　三、原理說明2</b></p><p>　　1、變壓電路設(shè)計3</p><p>　　2、整流電路設(shè)計3</p><p>　　3、濾波電路設(shè)計4</p>

5、;<p>　　4、穩(wěn)壓電路設(shè)計5</p><p>　　5、檢測電路設(shè)計5</p><p><b>　　四、所需器件5</b></p><p><b>　　五、拓展方案6</b></p><p><b>　　1．方案一6</b></p>&l

6、t;p><b>　　2．方案二6</b></p><p>　　3．三種方案的比較6</p><p>　　六、設(shè)計測試結(jié)果 ………………………………………………………6</p><p>　　七、 課程設(shè)計報告總結(jié)7</p><p>　　可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計</p><p><

7、b>　　正文</b></p><p>　　I．課程設(shè)計的內(nèi)容及要求：</p><p>　　隨著科技的不斷發(fā)展，電子技術(shù)這一領(lǐng)域也突飛猛進(jìn)，而電源又是電子器件中不可或缺的一部分，直流電源是應(yīng)用極為廣泛的一種電源。本次課程設(shè)計就是通過我們自己手工制作一個簡單的直流穩(wěn)壓電源，運(yùn)用交流220V轉(zhuǎn)換為直流5V的電壓源。這就需要我們自己查找電路原理，獨自設(shè)計電路來實現(xiàn)這個功能，并且手

8、工焊接在電路板上，這不僅鍛煉我們的學(xué)以致用的本領(lǐng)，還有摸索實習(xí)焊接的經(jīng)驗和方法。我們要會對直流穩(wěn)壓電源原理的講解，整流，全橋整流，半波整流原理，三段穩(wěn)壓器的原理的分析；練習(xí)電烙鐵的焊接工藝，萬用板要做到排放美觀實用，最后要對直流穩(wěn)壓電源電路焊接與調(diào)試。總的來說這次的課程設(shè)計是對我們的理論和實踐上的雙重考驗。</p><p><b>　　要求：</b></p><p>

9、　　掌握元器件的基礎(chǔ)知識；</p><p>　　理解串聯(lián)穩(wěn)壓電路的工作原理；</p><p>　　掌握電路繪制與仿真分析相關(guān)知識；</p><p>　　培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，能利用信息媒體獲取新知識、新技術(shù)；</p><p>　　培養(yǎng)學(xué)生電路安裝與焊接能力；</p><p>　　6）培養(yǎng)學(xué)生電路分析能力和故障排除的基本技能

10、</p><p><b>　　II．提出方案：</b></p><p><b>　　設(shè)計電路框圖</b></p><p>　　輸入220V，50Hz的交流電，分別通過電源變壓器，整流電路，濾波電路，穩(wěn)壓電路，依次進(jìn)行降壓，整流，濾波，穩(wěn)壓，最終以穩(wěn)定的直流形式輸出。其圖形模式見圖1、圖2：</p><p

11、>　　圖1 直流穩(wěn)壓電源框圖</p><p>　　圖2 各階段輸出波形</p><p><b>　　電路各部件的作用</b></p><p>　?。?）變壓部分。一般的電子設(shè)備所需的直流電壓較之交流電網(wǎng)提供的220V電壓相差較大，為了得到輸出電壓的額定范圍，就需要將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換到合適的數(shù)值。所以，電壓變換部分的主要任務(wù)是將電網(wǎng)電壓變?yōu)?/p>

12、所需的交流電壓，同時還可以起到直流電源與電網(wǎng)的隔離作用。（2）整流部分。整流是穩(wěn)壓電源的一個重要組成部分，它的主要作用是進(jìn)行波形變換即將交流信號變成直流信號。是將變換后的交流電壓轉(zhuǎn)換為單方向的脈動電壓。由于這種電壓存在著很大的脈動成份（稱為紋波），因此一般還不能直接用來給負(fù)載供電，否則，紋波的變化會嚴(yán)重影響負(fù)載電路的性能指標(biāo)。（3）濾波部分。濾波部分的作用是對整流部分輸出的脈動直流電進(jìn)行平滑 ，使之成為含交變成份很小的直流電壓。也就

13、是說，濾波部分實際上是一個性能較好的低通濾波器，且其截止頻率一定低于整流輸出電壓的基波頻率。</p><p>　?。?）穩(wěn)壓電路。盡管經(jīng)過整流濾波后的電壓接近于直流電壓，但是其電壓值的穩(wěn)定性很差，受溫度、負(fù)載、電網(wǎng)電壓波動等因素的影響很大，因此，還必須有穩(wěn)壓電路，以維持輸出直流電壓的基本穩(wěn)定。</p><p><b>　　具體的電路圖</b></p>&

14、lt;p><b>　　III．原理說明：</b></p><p><b>　　1．變壓電路設(shè)計</b></p><p>　　變壓電路相對簡單，僅有一個單相變壓器，變壓器將220V市電轉(zhuǎn)化為電路能承擔(dān)的電壓。理想變壓器滿足I/I=U/U=N/N=1/n,因此P=P=UI=UI.變壓器副邊與原邊的功率比為P/P=,式中是變壓器的效率 。根據(jù)電路

15、需要選擇適當(dāng)?shù)膯蜗嘧儔浩鳌?lt;/p><p><b>　　2. 整流電路設(shè)計</b></p><p>　?。?）直流電路常采用二極管單相全波整流電路，電路如圖3所示。</p><p>　　圖3 單相橋式整流電路</p><p><b>　　（2）工作原理</b></p><p>

16、;　　設(shè)變壓器副邊電壓u2=√2U2sinωt，U2為有效值。</p><p>　　在u2的正半周內(nèi)，二極管D1、D2導(dǎo)通，D3、D4截止；u2的負(fù)半周內(nèi)，D3、D4導(dǎo)通，D1、D2截止。正負(fù)半周內(nèi)部都有電流流過的負(fù)載電阻RL，且方向是一致的。如圖4</p><p>　　圖4單相橋式整流電路簡易畫法及波形圖</p><p>　　在橋式整流電路中，每個二極管都只在半個

17、周期內(nèi)導(dǎo)電，所以流過每個二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半，即 電路中的每只二極管承受的最大反向電壓為 (U2是變壓器副邊電壓有效值)。 </p><p><b>　　3. 濾波電路設(shè)計</b></p><p>　　電容濾波的基本工作原理就是利用電容的充放電作用，使負(fù)載電壓趨于平滑。大電容濾掉低頻信號，小電容濾掉高頻信號。</p><p&g

18、t;<b>　　4.穩(wěn)壓電路設(shè)計</b></p><p>　　因為我們要輸出5V的直流電源，因此我們采用L7805cv穩(wěn)壓管來實現(xiàn)。7805 是我們最常用到的穩(wěn)壓芯片了，他的使用方便，用很簡單的電路即可以輸入一個直流 穩(wěn)壓電源,他的輸出電壓恰好為 5v。其中 1 接整流器輸出的+電壓，2 為公共地(也就是負(fù)極)，3 就是我們需要的正 5V 輸出電壓 了，</p><p&g

19、t;<b>　　5.檢測電路設(shè)計</b></p><p>　　利用一塊470Ω的電阻串在發(fā)光二極管的兩端來檢測電路是不是有斷路，方便我們對故障的調(diào)試，電阻是為了保護(hù)二極管的正常工作。</p><p><b>　　IV．所需器件：</b></p><p><b>　　表1 器件清單</b></p&

20、gt;<p><b>　　V．?dāng)U展方案：</b></p><p>　　方案一：用晶體管和集成運(yùn)放組成的最基本的直流穩(wěn)壓電源,該方案簡單易行，是最基本的直流穩(wěn)壓電源。電路圖如圖3所示：</p><p>　　圖4 最基本的直流穩(wěn)壓電源</p><p>　　方案二：用晶體管和集成運(yùn)放組成的實用型直流穩(wěn)壓電源，該方案功能強(qiáng)大，具有保護(hù)電路

21、和比較放大電路。電路圖如圖4所示：</p><p>　　圖5 實用型直流穩(wěn)壓電源</p><p>　　三種方案的對比分析：</p><p>　　方案一結(jié)構(gòu)簡單功能最少，沒有保護(hù)電路和比較放大電路，因而不夠?qū)嵱茫蕭仐壏桨敢?。方案二功能?qiáng)大且最實用,但電路比較復(fù)雜，使用元器件較多，由于實驗室條件和成本的限制，故拋棄方案二。 </p><p>　

22、　VI．設(shè)計測試結(jié)果：</p><p><b>　　1、測試方法：</b></p><p>　　（1）目光檢測法：根據(jù)設(shè)計的要求和指標(biāo)，需對成品進(jìn)行參數(shù)的測試。在進(jìn)行參數(shù)的測量前必須保證元器件的安裝沒有發(fā)生錯誤。所以可以用目眼檢測的方法進(jìn)行。</p><p>　?。?）儀器測量法：設(shè)計要求測試電源的穩(wěn)壓系數(shù)，內(nèi)阻，和紋波電壓。這些數(shù)據(jù)的測試必須

23、用到實驗儀器設(shè)備。</p><p><b>　　2、基本檢查：</b></p><p>　　在通電前認(rèn)真檢查安裝電路，必須對電路進(jìn)行以下事項的檢查：</p><p>　?。?）電源變壓器的一次和二次繞組是否搞錯，否則將會造成變壓器損壞.。</p><p>　?。?）三端穩(wěn)壓器的輸入、輸出和公共一定要識別清楚，不能搞錯。特

24、別是公共端不能開路，如果開路，很可能導(dǎo)致負(fù)載損壞。</p><p>　?。?）或整流橋的引腳和濾波電容器的極性不能接反，否則將會損壞元器件。</p><p>　　（4）檢查負(fù)載端是否有短路現(xiàn)象。</p><p><b>　　3、測試結(jié)果：</b></p><p>　　對已檢查好的電路進(jìn)行調(diào)試，二極管正常發(fā)光，用萬用表測得

25、輸出電壓為4.9994V，電路焊接正確。</p><p><b>　　VII．心得體會</b></p><p>　　為期三天的課程設(shè)計已經(jīng)結(jié)束，但它給我?guī)淼挠绊憛s遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有結(jié)束。通過這次課程設(shè)計我學(xué)到了很多平時課本上學(xué)不到的知識，像如何使用電烙鐵以及遇到了問題該怎么處理（整流電路與后面的濾波電路正負(fù)極接反會導(dǎo)致整個電路發(fā)熱）等。通過這次課程設(shè)計我們不僅從理論上了解了電

26、子電路的制作流程還從實踐中加強(qiáng)了我們的動手能力，并且希望以后會有更多的這樣的實習(xí)機(jī)會。</p><p>　　這次實習(xí)是鞏固和運(yùn)用《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》中所學(xué)的理論知識和實驗技能，基本掌握常用模擬電路的一般設(shè)計方法，提高設(shè)計能力和動手能力，并在實踐中求得理論知識的鞏固。</p><p>　　在設(shè)計過程中，雖然對于理論知識有所了解，但是對于元器件的連接，以及焊接往往不能得心應(yīng)手，尤其在焊接過程中

27、，常出現(xiàn)虛焊，焊焦問題，自己的焊接技術(shù)也有待提高。通過這次實習(xí)我在組裝電路以及焊接過程中認(rèn)識到以下幾點：</p><p>　　1．了解電路工作原理的情況下，要熟知各元器件功能，按照電路圖組裝電路，注意正負(fù)極，以及元器件的安裝順序；</p><p>　　2. 焊接時不能忽視浸潤這一方面，先浸潤再焊接，避免虛焊；</p><p>　　3. 測試電路時，必須要保證焊接正確

28、，才能打開電源，以防元器件燒壞。 </p><p>　　4. 注意7805管腳和橋式整流電路中二極管的極性，不應(yīng)反接。 </p><p>　　5. 按照原理圖焊接時必須注意安全。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 華成英 童詩白主編, <<模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)>>

29、;，第四版，清華大學(xué)電子學(xué)教研組。</p><p>　　[2] 康華光主編,<<電子技術(shù)基礎(chǔ)>>,高等教育出版社。</p><p>　　[3] 謝自美主編,<<電子線路設(shè)計>> ,第二版,華中科技大學(xué)出版社。</p><p>　　[4] 張萬奎主編,<<模擬電子技術(shù)>>,湖南大學(xué)出版社。<

30、/p><p>　　[5] 李萬臣主編，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計》</p><p>　　[6] 康華光主編,<<電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）>>,高等教育出版社。</p><p>　　[7] 唐競新主編,<<數(shù)字電子電路>>,清華大學(xué)出版社。</p><p><b>　　課程設(shè)計成績評定