电子技术课程设计报告设计题目：稳压电源设计制作与调试学院：机电学院系别：机械系专业：机械设计制造及其自动化学生姓名:学号:起迄日期:指导教师:目录一、设计目的 (3)二、设计任务 (3)三、设计要求 (3)四、总体方案的设计与选择 (4)五、单元电路的设计 (4)（一）交流降压电路 (4)（二）整流电路 (5)（三）滤波电路 (6)（四）稳压电路 (7)六、总体电路图 (9)七、元器件数及参数 (10)八、电路组装\调试过程中遇到的问题及解决办法 (11)九、分析与心得 (11)十、参考文献 (12)一、设计目的（一）进一步掌握模拟电路和数字电路课程所学的理论知识。

（二）了解并掌握电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。

（三）熟悉常用集成数字芯片，掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。

（四）了解集成块LM317的结构功能。

（五）掌握一种由上述集成块组成的直流稳压电源电路的制作方法。

二、设计任务利用LM317设计一个输出电压可在1.25 -- 30V之间连续可调的直流稳压电源电路。

三、设计要求（一）输出电压连续可以调节。

（二）选择合适的电阻、电容、发光二极管等器件。

（三）完成全电路理论设计、制作、调试，并画出电路原理图。

（四）撰写设计报告（包括调试总结报告）。

（五）上交制作产品一件。

四、总体方案的设计与选择我们此次设计的电路主要由四部分组成，分别是交流降压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路。

4-1电路工作电路流程图 五、单元电路的设计（一）交流降压电路选用合适的电源变压器将电网电压降低到所需要的交流电源电压。

5-1变压器的原理简体图当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁芯穿过初级线圈和次级线圈形整流电路 滤波电路 交流降压电路 稳压电路成闭合的磁路。

在次级线圈中感应出互感电势U2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。

为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。

如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁芯中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。

当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持铁芯里总磁通量不变。

如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。

变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。

（二）整流电路5-2整流电路图降压后的交流电压，通过整流电路整流变成单向脉动直流电压。

直流脉动电压经过滤波电路变成平滑的、脉动小的直流电压滤除交流成分，保留直流成分，滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压。

（三）滤波电路5-3电容滤波电路图滤波原理是：利用这些电抗元件在整流二极管导通期间储存能量、在截止期间释放能量的作用，使输出电压变得比较平滑；或从另一角度来看，电容对交、直流成分反映出来的阻抗不同，把它们合理地安排在电路中，即可达到降低交流成分而保留直流成分的目的，体现出滤波作用。

（四）稳压电路LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块，是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块，具有输出电压可变、内藏保护功能、体积小、性价比高、工作稳定可靠等特点。

采用的电路模式如图所示，调节可变电阻R2的阻值，便可从LM317的输出端获得可变的输出电压0U 。

5-4 LM317原理图从图中的电路中可以看出，LM317的输出电压（也就是稳压电源的输出电压）0U 为两个电压之和。

即A 、B 两点之间的电压也就是加在R2上的电压222R R U I R =⨯，而2R I 实际上是两路电流之和，一路是经R1流向R2的电流1R I ，其大小为1/1R U R 。

因1R U 为恒定电压1．25V ，Rl 是一个固定电阻，所以1R I 是一个恒定的电流。

另一路是LM317调整端流出的电流D I ，由于型号不同（例如LM317T 、LM317HVH 、LM317LD等)，生产厂家不同，其D I 的值各不相同。

即使同一厂家，同一批次的LM317，其调整端流出的电流D I 也各不相同。

尽管这祥．但总的来说D I 的电流但是有一定规律的，即D I 的平均值是50A μ左右，最大值一般不超过100A μ。

而且在LM317稳定工作时，D I 的值基本上是一个恒定的值。

当由于某种原因引起D I 变化相对较大时，LM317就不能稳定地工作。

总而言之，2R I 是1R I 、D I 两路恒定电流之和．2R U 是由两路恒定电流1R I 、D I 流经R2产生的，调节R2的阻值即可调节LM317的输出电压0U (0U 是恒定电压1R U 与2R U 之和)。

稳压电源的输出电压可用下式计算，0V ＝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LM317稳压块的输出电压变化范围是0V ＝1.25——37V （高输出电压的 LM317稳压块如LM317HVA 、LM317HVK 等，其输出电压变化范围是Vo ＝1.25——45V ），所以R2/R1的比值范围只能是0——28.6V 。

其次是LM317稳压块都有一个最小稳定工作电流，有的资料称为最小输出电流，也有的资料称为最小泄放电流。

最小稳定工作电流的值一般为1.5mA 。

由于 LM317稳压块的生产厂家不同、型号不同，其最小稳定工作电流也不相同，但一般不大于5mA 。

当LM317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时，LM317稳压块就不能正常工作。

当LM317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时，LM317稳压块就可以输出稳定的直流电压。

要解决LM317稳压块最小稳定工作电流的问题，可以通过设定R1和R2阻值的大小，而使LM317稳压块空载时输出的电流大于或等于其最小稳定工作电流，从而保证LM317稳压块在空载时能够稳定地工作。

此时，只要保证V/（R1＋R2）≥1.5mA，就可以保证LM317稳压块在空载时能够稳定地工作。

上式中的 1.5mA为LM317稳压块的最小稳定工作电流。

当然，只要能保证LM317稳压块在空载时能够稳定地工作，V0 /（R1＋R2）的值也可以设定为大于 1.5mA的任意值。

经计算可知R1的最大取值为R1≈0.83KΩ。

又因为R2/R1的最大值为28.6。

所以R2的最大取值为 R2≈23.74KΩ。

在使用LM317稳压块的输出电压计算公式计算其输出电压时，必须保证R1≥0.83KΩ，R2≤23.74KΩ两个不等式同时成立，才能保证LM317稳压块在空载时能够稳定地工作。

当然在LM317稳压块的输出端并联泄流电阻R也可以为LM317稳压块提供最小稳定工作电流。

六、总体电路图七、元器件数及参数八、电路组装\调试过程中遇到的问题及解决办法电路组装过程中，遇到的最大问题是，当时设计时考虑不周全，芯片分布不够合理，出现了许多特长线，不但影响布线速度，而且也给后来的调试带来不必要的麻烦。

其次，我们此次设计的直流稳压电源电路需要直接将220V的电源接入电路中，所以工作时我们特别注意了安全的问题。

此外，由于提供的元器件的规格不能符合设计要求的规定，所以不能达到所规定的调压量程。

我们也随机应变将变压器的降压量程降到12V，降低了电解电容的负荷。

其次是布线，因为要求不准交叉，且横平竖直，所以在保证连通的情况下，下了不少的功夫。

调试过程中，我们也遇到了很多的问题，我们通过上网查阅资料、互相研究。

最后请教老师，在老师的指导和帮助下顺利的把疑难问题解决。

九、分析与心得为期一周的电子技术课程设计圆满结束，在一周的时间里使我受益颇深，不仅巩固了在课堂上所学到的知识，同时也扩展了自己的知识面，真正体会到了“学用两结合”的益处，同时，也暴漏了一些问题，现将我的总结如下：课程设计刚开始时，拿着选定的题目不知如何入手，毕竟课程设计不同于实验，电路图要自己设计，静下心来，仔细分析题目，再加上指导老师的说明与提示，我们同组的同学积极查资料，互相研究、讨论寻求合适的方案，最后终于将方案确定下来。

在设计过程中，既有用过的芯片，又有没用过的芯片，需要自己查找，分析功能。

调试阶段，哪怕一个小小的错误都会影响结果，一条一条线查，一个孔一个孔的测。

由于第一次焊接，从方法上不能够很好的找到快捷、准确的方法，耽误了很多的时间。

其次，在焊接线路时，有些地方没能够焊实，在电路测试时，耽搁了很多的时间和精力，才找到错误的地方。

通过这次课程设计，使我进一步掌握数字电路课程所学的理论知识；了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题；熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计，培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

以上是我在电子技术课程设计的学习与实践过程中总结的一些心得和体会，认真对待每一件事就会发现，人生处处皆学问，只有精深的理论、切身的实践、团队的配合，才能出色的完成任务。

十、参考文献[1]刘全忠刘艳莉.电子技术（第三版）.北京：高等教育出版社，2008.11[2]刘建高振铃.直流稳压电源的设计.河北建筑工程学院报，2008.12[3]安玉傅兴华吴有林.LM317可调式集成稳压电源的设计.遵义师范学院报，2008.12。