课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 直流稳定电源初始条件：低通滤波器，电阻，电容，电位器，变压器，三极管，二极管等。
要求完成的主要任务:基本功能：（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1.5Ac．电压调整率≤0.2%（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）2．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：2010-1-17：电路图的设计，电路原件的选择和购买2010-1-18：电路板焊接2010-1-19：电路的调试2010-1-20：设计报告的撰写2010-1-24：答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日直流稳定电源摘要随着现代科技的不断发展，各种各样的电气、电子设备已经广泛的应用于日常工作、科研、学习等各个方面。
电源作为电气、电子设备必不可少的能源供应部件，需求日益增加，而且对电源的功能、稳定性等各项指标也提出了更高的要求。
对电源的研究和开发已经成为新技术、新设备开发的重要环节，在推动科技发展中起着重要作用。
本次模拟电子技术课程设计内容为直流稳定电源，通过设计，装配，调试几个过程，对模拟电子技术产生进一步的认识和对它在实际中的运用有进一步的了解，提高动手及应用能力，为以后的学习和工作打下坚实的基础关键字：电源模拟电子技术直流稳定电源AbstractSummary along with the development of modern science and technology, a wide variety of electrical and electronic equipment is widely used in their daily work, research, learning and change. Power supply of electrical and electronic equipment as an essential part of energy supply, demand, and the capabilities of the power, stability, and so the objectives it raised higher requirements. On the power of research and development has become a new technology, device development, an important step in promoting technological development plays an important role in. This analog electronics course design content to DC power, by design, Assembly, debug processes, on analog electronics produce further understanding and to actually make use of further understanding, training and skills, for future study and work lay a solid foundation目录1.总体电路方案设计与选择 (1)1.1直流稳定电源设计要求 (1)1.1.1稳压电源 (1)1.1.2 稳流电源 (1)1.1.3 DC-DC转换器 (1)1.2系统基本方案 (2)1.3各模块方案选择和论证 (2)1.3.1直流稳压源 (2)1.3.2 (3)1.3.3 DC-DC变换器 (5)1.3.4测量显示电路 (6)2 硬件电路设计 (6)2.1直流稳压电源 (6)2.1.1交直流转换电路 (6)本目的在于从50Hz、220V的交流电压中得到直流电压。
如图 (6)2.1.2 DC-DC转换电路 (6)2.2稳流电源 (13)2.3直流稳压电源DC-DC变换器 (14)2.4测量显示电路 (15)3 系统测试 (17)3.1测试仪器 (17)3.2指标测试 (17)3.2.1稳压电源的测试 (17)3.2.2稳流电流源的测试 (18)3.2.3 DC-DC转换器的测试 (18)3.3结论 (19)4.收获、体会和建议 (19)5.主要参考文献资料 (20)附录元器件清单 (21)1.总体电路方案设计与选择1.1直流稳定电源设计要求1.1.1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1.5Ac．电压调整率≤0.2%（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1.1.2 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）1.1.3 DC-DC转换器在输入电压为+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）1.2系统基本方案根据题目要求，它由直流稳压电源、恒流源、DC —DC 变换器和直流电压测量仪四大部分组成。
1.3各模块方案选择和论证1.3.1直流稳压源方案一：采用单级开关电源，由220V 交流整流后，经开关电源稳压输出，但是由于这种方式产生的直流电压纹波比较大，无法得到稳定的电压输出，很有可能造成设计的失败和技术参数的超标，不符合我们的要求。
图1-1 直流稳压源系统方框图方案二：我们将从滤波电路输出的电压接到线性稳压电路（如下图所示）线性稳压电路的输出值可调，为9～12V 的直流输出。
此方案的优点是：电路简单、很容易调试，但是效率比较低，其输入端一般为15V 左右的电压，而输出只有9～12V ，压降较大，功率损耗比较严重，无法实现效率≥DC-DC 变换器电流电压测量仪流源源直流稳压电 源40％的目的。
方案三：以方案二为基础，在线性稳压电路前加入DC-DC变换器，采用脉宽调制（PWM）技术，并采用恒压差控制技术，如右图所示，在这种情况下，由DC-DC变换器来完成从不稳定的直流电压到稳定的直流电压的转变，由于采用脉宽调制技术和恒压差控制技术，使得线性稳压电路两端压差减小，电路消耗大幅度下降，解决了方案二重的效率低下的问题。
其次，由于使用脉宽调制技术，使得电路有了过流、过热、自动恢复等功能。
此方案可行。
1.3.2稳流电路方案一：该方案的基本思想是利用LM317集成基准电压源，其三端和一端之间固定压降为1.25V，流经固定电阻后产生恒稳电流。
原理如图因 IS=(US+UBE)/(RS+RP1)=(1.25+0.7)/(RS+RP1) （1-1）图1-2 方案一原理图于是IS =IL+Ib=IS（1-2）方案二：下图是一个由双运放构成的恒流源电路，A1为深度负反馈同向放大器，A2接成电压跟随器组态，它把输出电压反馈回输入端，依放大特性：UP =URR4/(R3+R4)+UR3/(R3+R4) （1-3）UN = U’R1/(R1+R2) （1-4）UP =UN在设计中取R1=R2=R3=R4,由以上三式可得U’0-U=UR即电路R5上的压降（U’-U）等于控制电压UR。
忽略集成运放的输入偏置电流，则输出电流为：I0 = UR/US图1-3 方案二原理图这种方案利用运放构成深度负反馈电路，有效地抑制了外界的干扰，使得恒流电流源稳定性增强，理论上可达到0.001~0.0001的稳定性，完全满足设计要求。
方案三：该方案使用精密电压基准TL431。
如图。
该电路也属于串联调整型稳流源。
加入了TL431相当于引入了一个深度负反馈，使得R2，RP两端电压稳定在Un1。
通过改变R2，RP串联电阻控制电流I，达到恒流的目的。
图1-4 方案三原理图以上三个方案实践证明均可行。
但是方案一的精度稍微差一点，方案二不便于自制数字电流表测量故选方案三。
1.3.3 DC-DC变换器方案一：Boost型DC-DC升压器，容易实现，但是输入|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。
方案二：采用专用开关升压芯片。
美国Maxim公司生产的Max系列DC-DC变换器有各种类型的型号。
有降压、升压、负电压变换等。
大部分型号采用的是开关脉宽调制（PMW），其效率高，外围电路也比较简单。
方案三：变压器的开关电源。
由于使用高频变压器，可以做到输出电压宽，开关管占空比合适。
方案比较：方案一技术成熟，但由于电路结构上的原因，输出电压范围小，难以达到较高的指标。
方案二外围元件少，调试方便，但是采购困难。
方案三电路虽然复杂，但是指标高。
最后决定采用方案三。
1.3.4测量显示电路设计中采用3AID及显示译码芯片ICLO7107和LED数码管相结合的方式。
2 硬件电路设计2.1直流稳压电源2.1.1交直流转换电路本目的在于从50Hz、220V的交流电压中得到直流电压。