课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 直流稳定电源初始条件：LM317 OP07CP 三极管稳压管要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）一、设计任务设计并制作交流变换为直流的稳定电源。
二、要求（1）稳压电源在输入电压220V、50Hz、电压变化范围＋15%～－20%条件下：a．输出电压可调范围为+9V～+12Vb．最大输出电流为c．电压调整率≤%（输入电压220V变化范围＋15%～－20%下，空载到满载）d．负载调整率≤1%（最低输入电压下，满载）e．纹波电压（峰-峰值）≤5mV（最低输入电压下，满载）f．效率≥40%（输出电压9V、输入电压220V下，满载）g．具有过流及短路保护功能（2）稳流电源在输入电压固定为＋12V的条件下：a．输出电流：4～20mA可调b．负载调整率≤1%（输入电压＋12V、负载电阻由200Ω～300Ω变化时，输出电流为20mA时的相对变化率）（3）DC-DC变换器在输入电压为+9V～+12V条件下：a．输出电压为+100V，输出电流为10mAb．电压调整率≤1%（输入电压变化范围+9V～+12V）c．负载调整率≤1%（输入电压+12V下，空载到满载）d．纹波电压（峰-峰值）≤100mV （输入电压+9V下，满载）三、发挥部分（1）扩充功能a．排除短路故障后，自动恢复为正常状态b．过热保护c．防止开、关机时产生的“过冲”（2）提高稳压电源的技术指标a．提高电压调整率和负载调整率b．扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值（3）改善DC-DC变换器a．提高效率（在100V、100mA下）b．提高输出电压（4）用数字显示输出电压和输出电流时间安排：第18周：理论讲解，电路设计，实物焊接及测试；第19周：答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1.绪论 (4)实验设计目的与意义 (4)实验要求 (5)设计任务 (5)实验设计要求 (5)2. 方案设计 (7)稳压电源的方案设计 (7)直流稳压电源组成及工作原理 (7)直流稳压电源的方案设计 (8)稳流电源的方案设计 (11)变换器的方案设计 (12)整体电路图 (14)3. 仿真与调试 (15)稳压电源部分 (15)输出电压的调试 (15)稳流电源部分 (16)输出电流的调试 (16)转换器的调试 (17)4. 数据分析 (18)稳压电路测试结果 (18)稳流电路测试结果 (18)整体分析 (18)5. 总结与体会 (19)6. 实物制作 (20)7. 元件清单 (22)8. 参考文献 (23)1.绪论实验设计目的与意义从这学期开始，我们学习了模拟电子技术基础这一门课程，虽然也安排了相应的实验课程，但绝大多数的同学们依旧停留在理论知识上，并不能将理论运用于实践，所以这次模拟电子技术基础设计课程为我们提供了一个很好的机会，让我们能自己设计并亲自动手完成电子设计，能基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高自身设计能力和实验技能，为将来毕业走向社会工作打下坚实的基础。
实验要求设计任务设计并制作交流变换为直流的稳定电源。
实验设计要求（1）稳压电源在输入电压220V、50Hz、电压变化范围＋15%～－20%条件下：a．输出电压可调范围为+9V～+12Vb．最大输出电流为c．电压调整率≤%（输入电压220V变化范围＋15%～－20%下，空载到满载）d．负载调整率≤1%（最低输入电压下，满载）e．纹波电压（峰-峰值）≤5mV（最低输入电压下，满载）f．效率≥40%（输出电压9V、输入电压220V下，满载）g．具有过流及短路保护功能（2）稳流电源在输入电压固定为＋12V的条件下：a．输出电流：4～20mA可调b．负载调整率≤1%（输入电压＋12V、负载电阻由200Ω～300Ω变化时，输出电流为20mA时的相对变化率）（3）DC-DC变换器在输入电压为+9V～+12V条件下：a．输出电压为+100V，输出电流为10mAb．电压调整率≤1%（输入电压变化范围+9V～+12V）c．负载调整率≤1%（输入电压+12V下，空载到满载）d．纹波电压（峰-峰值）≤100mV （输入电压+9V下，满载）发挥部分（1）扩充功能a．排除短路故障后，自动恢复为正常状态b．过热保护c．防止开、关机时产生的“过冲”（2）提高稳压电源的技术指标a．提高电压调整率和负载调整率b．扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值（3）改善DC-DC变换器a．提高效率（在100V、100mA下）b．提高输出电压（4）用数字显示输出电压和输出电流2.方案设计稳压电源的方案设计直流稳压电源组成及工作原理1.直流稳压电源几乎是所有电子设备不可缺少的。
它由变压器、整流器、滤波器和稳压器四个部分组成。
如图1所示：图12.直流稳压电源各部分的工作原理。
（1）变压器：将电网220V电压变成我们所需要的电压。
（2）整流器：利用二极管的单向导电性，把交流电压变为脉动直流电压，一般采用桥式电路，工作原理如如2所示，波形变化如图3、图4所示：图2图3 输入波形图4 输出波形（3）滤波器：滤波电路利用电抗性元件对交流、直流阻抗的不同来实现滤波，常用的有电容滤波。
可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，使输出电压更加平滑。
如图5所示：图5 滤波后的波形（4）稳压器：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。
直流稳压电源的方案设计方案一：三端稳压器LM317作基准电压源构成稳压电路，可输出连续可调的正电压，可调范围为~37V，最大输出电流为，满足设计需要。
并且稳压内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。
电路如图6所示：图6方案二：可调串联型反馈式稳压电源。
电路如图7所示：图7它经过滤波后的部分由基准电压、比较放大器、调整管、取样电路最后加上限流式保护组成。
由运放构成深度度负反馈电路，通过调节负反馈电阻的大小来调节输出电压，这里调节R3即可实现+9~+12V输出。
限流式保护电路，当发生短路或过流时，调整管的电流超过额定值，限流式保护电路通过电路中的取样电阻的反馈作用，起到使调整管基极电流分流的作用，从而达到限制输出电流的目的。
电路的稳压过程：当输入电压Vi 增加，或负载电阻RL增大时，都使得Vo增加，于是V f 减小，Vo1减小，管压降Vce增加，使VO基本保持不变。
当输入电压Vi减小，或负载电阻R L 减小时，使得Vo减小，于是Vf减小，VO1增加，管压降Vce减小，使Vo基本保持不变。
参数确定：该反馈放大器属于电压串联负反馈，调整管的电路组态属于射极跟随器；如果运算放大器为理想的条件下，输出电压计算如下：V o1=Av(VREF– FVO)≈VOV O = VREFAv稳压系数Sr为：Sr =ViViVoVo∆∆=VoViAvn1可以看出，稳压系数Sr的大小主要决定于取样比n和比较放大器的电压增益Av，n 和Av越大，Sr值越小，电源的稳定程度越高。
最后决定选择方案二因为其稳压性能较好，适合小电流，调节范围宽广。
仿真电路如图8所示：图8稳流电源的方案设计方案一：用12V供电，依靠317的2、3两端带隙电压恒定的特点，用R6与R7的阻值控制输出电流的大小，达到输出稳定可调电流的目的。
如图9所示：图9DC-DC变换器的方案设计方案一：采用UC3843芯片集成电路，精度高，但是点路过于复杂，元件多所以不易制作。
如图10所示：图10方案二：带变压器的开关电源。
由于使用变压器，可做到输出电压范围宽，开关管占空比合适。
如图11所示：图11方案三：采用Boost型DC-DC升压器。
这种电路结构简单，容易实现，但输入输出电压比太大，占空比大，输出电压范围小，难以达到较高的指标。
如图12所示：图12最终确定采用方案二，因为方案一电路太过复杂，使用元器件太多，方案三又难以达到较高的指标。
整体电路图图133.仿真与调试稳压电源部分输出电压的调试1.最小输出电压为满足要求。
图142.中间可调。
图153.最大电压输出满足要求。
图16纹波电压的调试,从图中可以看出纹波电压显示，远小于5mv，满足要求。
图17稳流电源部分输出电流的调试1.最小输出电流，仿真的最小输出电流为，小于4mA满足要求。
图182.中间可调。
图193.最大输出电流为大于20mA，满足要求。
图20转换器的调试1.输入电压为9V时输出电压为满足要求。
图214.数据分析稳压电路测试结果在输入电压220V、50Hz、电压变化范围＋15%～－20%条件下：1.输出电压为，满足要求9~12V可调。
2.纹波电压为。
稳流电路测试结果稳流电源在输入电压固定为＋12V的条件下：1.输出电流为可调。
整体分析这次的设计由测试数据可以看出基本成功，稳压电源、稳流电源和DC-DC转换器各个部分的调试结果都和要求相差不大，但是仍然存在一些偏差，这是由于元件本身参数的误差，设计方案也还有待改进的地方。
5.总结与体会在这次模电课设当中，遇到了很多的困难。
首先是欠缺理论知识，其次是对仿真软件的不熟悉，最后是在实物制作上缺乏技巧。
刚开始的时候真的觉得摸不着头脑，不知道该怎么办，很多原理不清楚，后来经过多方查阅资料和同学们的帮助，才有了思路，设计了几种方案。
但是仿真的时候也由于对仿真软件的不熟悉，仿真了很多次也没仿真出正确的结果，摸索了很久才慢慢熟悉，经过多次的修改最终调试出了正确的结果。
最后的难题就是实物的制作，在DC-DC转换器里用的线圈要自己手工绕制而成，这对我们来说真的是一个很大的挑战，因为对绕制线圈完全没有经验。
花费了较多的时间，最后终于完成了整个课程设计。
虽然比较艰难，但在这个过程也学到了很多的东西，学会了如何将理论运用到实践，学会如何设计电子电路并焊接成实物，对仿真软件也更加的熟悉，对将来的学习会有很大的帮助。
同时此次课程设计也让我发现了许多学习中的问题，今后，将更加努力学习，弥补漏洞，进一步提高自己。
6.实物制作图22图237.元件清单8.参考文献[1]谢自美.《电子线路设计·实验·测试》第三版.华中科技大学出版社，2005[2]陈永珍. 《全国大学生电子设计竞赛试题精解选》.电子工业出版社，2007[3]康华光.《电子技术基础-模拟部分》第五版.高等教育出版社，2006[4]孙梅生.《电子技术基础课程设计》.高等教育出版社，2005[5]王卫东，江晓安.《模拟电子电路基础》.西安电子科技大学出版社，2003[6]吴友宇.《模拟电子技术基础》.清华大学出版社，2009。