模擬電子電路課程設(shè)計(jì)---直流穩(wěn)壓電源

1、<p>　　題目名稱： 直流穩(wěn)壓電源 </p><p><b>　　方案論證</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>　　圖1 直流穩(wěn)壓電源框圖</

2、p><p>　　圖2 各階段輸出波形</p><p>　　系統(tǒng)的功能及設(shè)計(jì)框圖</p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)總圖框</b></p><p><b>　　2.降壓電路</b></p><p>　　通過變壓器降壓。變壓器作用是將電網(wǎng)50Hz，220V的交流電進(jìn)行降壓，而不改

3、變頻率。</p><p><b>　　3.整流電路</b></p><p>　　進(jìn)行整流。整流電路是由四個(gè)相同的二極管組成的單相橋式整流電路,其原理是利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒔涣麟娮兂擅}動(dòng)的直流電壓。如圖3所示，當(dāng)變壓器電壓為正半周時(shí)，電流有A點(diǎn)流出，經(jīng)過D1,D3流入B點(diǎn)，因而負(fù)載電阻上的電壓等于變壓器副邊電壓，當(dāng)變壓器電壓為負(fù)半周時(shí)，電流由B點(diǎn)流出，經(jīng)D2,D4流

4、入A點(diǎn)，負(fù)載上的電壓等于變壓器副邊電壓的相反數(shù)，這樣由于兩對(duì)二極管的交替導(dǎo)通，致使負(fù)載電阻上在的整個(gè)周期內(nèi)都有電流通過，而且方向不變。</p><p><b>　　4.濾波電路</b></p><p>　　進(jìn)行濾波。在直流穩(wěn)壓電源電路中的濾波電路一般采用最簡(jiǎn)單的電容濾波，其原理是利用充電和放電時(shí)間常數(shù)不同，充電快，放電慢，使輸出維持一定的電壓。濾波電路用于濾去整流輸出

5、電壓中的紋波，使輸出電壓波形趨于平滑。</p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　5.穩(wěn)壓電路</b></p><p>　　對(duì)電路進(jìn)行穩(wěn)壓。經(jīng)過整流，濾波過程后，得到的電源并不穩(wěn)定，其原因，一是電壓不穩(wěn)定，二是負(fù)載變化。因此，對(duì)電路進(jìn)行穩(wěn)壓是必要的。在設(shè)計(jì)中，選用LM117集成穩(wěn)壓器，所以穩(wěn)壓電

6、路部分如圖4；合理設(shè)定R1，R2，通過調(diào)節(jié)R1可以保證電壓可調(diào)穩(wěn)定輸出。</p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　6.LM117三端穩(wěn)壓器</p><p>　　集成三端穩(wěn)壓器LM117是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路.</p><p>　　1.LM117的輸出電壓范圍是1.2V至37V

7、,負(fù)載電流最大為1.5A.它的使用非常簡(jiǎn)單,僅需兩個(gè)外接電阻來(lái)設(shè)置輸出電壓.此外它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好.</p><p>　　2，LM117 內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。</p><p>　　通常 LM117 不需要外接電容，除非輸入濾波電容到 LM117輸入端的連線超過 6 英寸（約 15 厘米）。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應(yīng)。調(diào)整端使用濾波電容能得

8、到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。</p><p>　　3，LM117能夠有許多特殊的用法。比如 把調(diào)整端懸浮到一個(gè)較高的電壓上，可以用來(lái)調(diào)節(jié)高達(dá)數(shù)百伏的電壓，只要輸入輸出壓差不超過LM117/LM317的極限就行。當(dāng)然還要避免輸出端短路。還可以把調(diào)整端接到一個(gè)可編程電壓上，實(shí)現(xiàn)可編程的電源輸出。 </p><p><b>　　4，特性簡(jiǎn)介</b></p&g

9、t;<p>　　可調(diào)整輸出電壓低到1.2V。保證1.5A 輸出電流。典型線性調(diào)整率0.01%。典型負(fù)載調(diào)整率0.1%。80dB 紋波抑制比。輸出短路保護(hù)。過流、過熱保護(hù)。調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)三端晶體管封裝。</p><p>　　7.單元電路的分析與設(shè)計(jì)</p><p>　　1.集成穩(wěn)壓器LM117H的特性參數(shù)：</p><p>　　Uo =1.2

10、~37V</p><p>　　Iomax=1.5A</p><p>　?。║i-Uo）min=3V</p><p>　　（Ui-Uo）max =40V</p><p>　　均能滿足性能指標(biāo)要求</p><p>　　2.選取變壓器：選取變比為220V/19V的變壓器。</p><p>　　3.選取

11、整流二極管：整流二極管選取1B4B42。。</p><p><b>　　4.選取濾波電容：</b></p><p>　　C1=330uf，C2=2.2mf，C3=1.0uf，C4=100uf作為濾波電容。</p><p>　　5.穩(wěn)壓電路部分電阻的選?。?lt;/p><p>　　Uo=1.25*(1+R1/R2)</p

12、><p>　　最大電阻R= Uo/ Iomax=1.25/0.000125=1000，所以選取R2=1000</p><p>　　因?yàn)?.25V≤Uo≤32.5V，所以選取R1=5K。</p><p><b>　　系統(tǒng)仿真調(diào)試分析</b></p><p>　　3.1軟件仿真原理圖</p><p>&l

13、t;b>　　3.2模擬仿真過程</b></p><p><b>　　輸入信號(hào)波形</b></p><p><b>　　整流后的波形</b></p><p><b>　　濾波后的波形</b></p><p><b>　　穩(wěn)壓后輸出的波形</b&g

14、t;</p><p><b>　　3.3各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試</b></p><p><b>　　經(jīng)過變壓后的電壓</b></p><p><b>　　輸出的最大電壓</b></p><p><b>　　輸出的最小電壓</b></p><p&g

15、t;<b>　　紋波的大小</b></p><p><b>　　結(jié)語(yǔ)</b></p><p>　　首先我想說(shuō)時(shí)間太少，在過去的幾天里，有一整天都在思索著如何選題，最終決定自己選做一個(gè)可調(diào)穩(wěn)壓電路，翻閱資料與電路的設(shè)計(jì)可以說(shuō)是歷經(jīng)坎坷，但是也從中可以學(xué)到很多很多的的東西，通過自己的摸索學(xué)習(xí)了Multisim仿真軟件畫電路圖以及仿真，同時(shí)不僅可以鞏固

16、了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。在設(shè)計(jì)過程中遇到問題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次課程設(shè)計(jì)之后，把以前所學(xué)過的知識(shí)重新鞏固了一遍，對(duì)于以后的學(xué)習(xí)起了潛移默化的作用。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>