模拟电子技术课程设计报告
课程名称:模电电子技术课程设计设计题目:可调直流稳压电源
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设计日期:年月日
至年月日
设计成绩总评:
可调直流稳压电源
一、设计任务与要求
本实验应用变压器(220V/15V ),整流桥(0.5A ),三端可调稳压器LM317AH ,电解电容,电阻,电位器,二极管来实现可调直流稳压电源的设计。
该设计电路的主要技术指标为:
1.输出电压在1.25V~12V 范围内连续可调
2.输出电流最大可达 12v/510 = 24mA 。
3.设计电路图,选择电路元件,计算确定元件参数
4.运用EWB 进行仿真。
5.运用电压表和信号发生器检测幅值和波形是否正确。
应用:可调直流稳压电源,可以为部分电源电压要求不同的电路提供连续可调的直流输入电压。
二:方案设计与论证
从实验电路的题目中可以看出,本电路需要有电源变压器,桥式整流电路,
滤波电路,稳压器组成的稳压电路组成
方案 总体方案:在确保个元器件正常工作的情况下,根据LM317的工作特性,由公式25.1)1(1
0⨯+
=R R U w
可知,设置1R 为确定值,通过改变w R 的值来得到不同的输出电压0U 。
三:单元电路设计与参数计算
1.电源变压器:
因为从数据手册中可以看到LM317AH的输入端电压范围是要<
它的输出端电压等于37V,所以本次实验电路选去输入电压为18V,根据LM317AH的输入电压U3和副线圈两端的电压U2的关系:U3= 1.2*2U2
得到U2 = 15V
由于输入电压为220V,电压为15V左右,故电源的正负线圈的匝数比
N/2N= 44:3
1
从上图中的交流电压表和示波器中可以清晰的看到,输入电压的幅值和波形。
2:单相桥式整流电路:
单相桥式整流电路的主要功能为利用单向导电性的整流元件二极管,将正负交替的正弦交流电压成为单向脉动电压。
根据)1(-=T
u u
s e I i
其中硅管的s I 为1微发左右。
u 为二极管两端的最大电压即2U = 19V 。
得出i = 2A 左右。
从示波器XSC3和示波器XSC4的图形中可以很清晰的凸显出单相桥式整流电路的整流作用。
U3 = 1.2*2U2 U2= 15V ,
则U3 = 18V 和上图中电押镖的读数19.306伏基本相同。
3:滤波电路:
由于此电路的主要功能是尽可能的将单向脉动电压交流成分滤掉,使输出电压成为比较平滑的直流电压。
一般情况下要求电解电容C1的取值比较大此处取值为为
1000F 。
为保证电路正常工作,电解电容的反向击穿电压要大于加在他上面的最大电压U3= 19.306v
此处取值为63V
4:稳压电源LM317AH:
稳压电路的作用是采取某些措施,使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定。
稳压器的相关参数:
25.1)1()()()(11111
1
10100100=•+
=•
+=•+=+=+=R R w
R w w R R U U R R R U R R I R R R I R I U U U w 0U 是指输出电压
1R U 指1R 上电压 w R U 是指w R 上电压
0I 为流过1R 和w R 的电流 1R 的选定:
1>:LM317稳定工作要求的最小电流为 m in I =5mA 左右
Ω=⨯==
25010)5
25.1(3min
11max I U R R
1R 取值过小会使LM317AH 的电流分流过多,所以1R 有下限值;习惯
上取
min 1R =108Ω
故 1R (180Ω~250Ω) 确定w R 的值
Ω
=•-=•-==
-∴•+==1720)125
.112
()1(
1)1(12110
00
001
0max max max R R U U R R R U U U R R U w w w
2C 的作用是抑制自激振荡,为了抵消输入线较长时的电感效应,
其容量较小,一般<1F μ,此处取0.33F μ. 电容3
C
的作用是消除输出电压中的高频噪声,一般取值很小为
几微法到几十微法,此处取值为10F μ.
5:二级滤波电路:
4C 滤波,用以减小输出电压的波纹电压(即输出电压中的交变电
压分量)。
V F C 16/104μ=
5C :滤波作用,使0U 中的波动减小;
V F C 16/1005μ=
要求负载2R 的最大电流为24mA ,
通过仿真实验可以得出若2R 的取值为过小,输出电压不会达到12v ,过大时,输出电压不稳定,测得300欧姆到700欧姆为最佳值,此处取510欧姆,则( V U o 12max =)会很容易达到。
四:总原理图及元器件清单 1.总原理图:
2.原件清单:
元件序列号
元件
主要参数
数量
备注
五:安装与调试:
电路的安装
1)根据元器件清单配查找EWB中库文件中是否有所需电路元器件。
2)按照电路原理图在EWB仿真环境下绘制电路原理图。
3)用万用表,示波器检测各元器件的好坏并判定其参数是否满足要求。
从上图中通过观察示波器在整流前,整流后,滤波前,滤波后三个状态下的图形变化。
以及万用表的个个状态下的数值变化,来验证各部分电路的功能及参数是否正确。
4)打开开关进行仿真。
5)通过调节滑动变阻器来观察输出电压的变化范围。
通过观察示波器中的波形来观察输出波形的形状。
六:性能测试与分析:
根据公式:25.1)1(1
0⨯+=R R U w 其中1R = 510欧姆,w R 的最大值为1720欧姆
可知V U 25.125.11min 0=⨯=,V R U 1225.1)1720
1(1max 0=⨯+=
从图中的万用表的读数和电位器的调节范围可以看出:此电路可以产生从1.25V 到12V 的电压。
从示波器的波形中可以看出,输出电压为直流电压。
七:结论与心得:
刚看到这个题目,脑子里有一些思路。
但是做的时候思路就一下没了,就去图书馆查找一些资料,看看资料和上网查一下资料。
最后我的团队就把课程设计完成了。
一·做事情不能知难而退,要勇敢面对困难。
看题目是没有多少思路,看了一些参考书,慢慢的有一些思路。
二·做事情不能急躁,要有耐心的做。
分析电路图的每个元件功能和作用,每个部分的作用。
认真分析电路。
本来就是一个很繁琐的过程,需要足够的耐心。
三·做事情不能粗心,要细心的做事情。
EWB仿真电路,每一个元件都不能出错,它的大小也是不能错。
应为在这个过程中有许多的细节都要注意,一个数据输错了,图形就不能真正确表述出来。
四·做事情不要靠一时冲动,而要在冲动之后不断激励自己。
模拟电子技术这一门功课对我们专业很大作用,用模电学的知识用于以后的工作和生活中,还有很大的空间。
EWB虽然把这个电路图仿真出来,但这只是一个开始,以后的路还很长。
体会我有以下三条:
一·好奇心,是做事的前提。
如果没有好奇心和纯粹的求知欲为动力,就不可能产生那些对人类和社会具有巨大价值的发明创造。
好奇心是做事必不可少的,就是我们的动力。
好奇心是智慧富有活力的最持久、最可靠的特征之一。
——塞缪尔·约翰逊好
二·细心,是做事的基础。
细节决定成败;可以看出细心对一件事情的重要性了。
这是我的座右铭,我做事情老爱不细心,为此我吃了好多的亏以后一定要改正。
三·恒心,是做事成功的保障。
坚持就是胜利,坚持就是恒心的一种表现,不要怕事情困难,再困难的事情终有一天会解决的。
只要朝胜利的方向坚持下去,终有一天会成功的
“只有恒心可以使你达到目的”。
一个人在确定了奋斗目标以后,若能持之以恒,始终如一地为实现目标而奋斗,目标就可以达到,世上无数的成功者就是明证。
我们应有恒心,尤其要有自信心!我们必须相信,我们的天赋是要用来做某种事情的。
----- 居里夫人
八:参考文献
【1】:《电子电路综合设计14例荟萃》王振红张斯伟化学工业出版社【2】:《模拟电子技术基础》童诗白清华大学出版社【3】:《电子线路学习方法》胡斌电子工业出版社【4】:《实用电源电路与充电电路图集》何晓帆彭琼刘丽中国电力出版社。