模电课程设计

目录。第1章绪论1

第2章系统方案确定2

2.1直流稳压电源的基本原理2

2.2单元电路设计与总原理图2

第3章元件参数计算与选择5

3.1选择电源变压器5

3.2选择整流二极管5

3.3 选择滤波电容5

3.4 选择集成三端稳压器6

3.5 总原理图与**7

第4章制作与调试10

4.1 安装与检查10

4.2 焊接技术11

4.3 各项性能指标的测试与误差分析12

4.3.1 输出电压与最大输出电流的测试 ……12

4.3.2纹波电压的测试12

4.3.3 稳压系数的测量12

4.3.4 误差分析13

第5章心得与体会14

附录15参考文献17

第1章绪论。

电子技术是当今高新技术的“龙头”，各先进国家无不把它放在优先的发展的地位。电子技术是电类专业的一门重要的技术基础课，课程地显著特点之一是它的实践性。要想很好的掌握电子技术，除了掌握基本器件的原理，电子电路的基本组成及分析方法外，还要掌握电子器件及基本电路的应用技术，课程设计就是电子技术教学中的重要环节。

本课程设计就是针对模拟电子技术这门课程的要求所做的，同时也将学到的理论与实践紧密结合。

电源可分为交流电源和直流电源，它是任何电子设备都不可缺少的组成部分。交流电源一般为220v、50hz电源，但许多家用电器设备的内部电路都要采用直流电源作为供电能源，现在所使用的大多数电子设备中，几乎都必须用到直流稳压电源来使其正常工作，而最常用的是能将交流电网电压转换为稳定直流电压的直流电源，可见直流稳压电源在电子设备中起着主要作用，为设备能够稳定工作提供保证。

由于集成稳压器具有体积小、重量轻、使用方便和工作可靠等优点，应用越来越广泛。国产的稳压器种类很多，主要分为两大类。稳压器中的调整元件工作**性放大状态的称为线性稳压器，调整元件工作在开关状态的称为开关稳压器。

在电子仪器仪表中，经常要求有稳定的直流电源，所以在整流滤波后面，通常需要接直流稳压电路。

本设计是设计的直流稳压电源，是一种将220v交流电转换为稳压输出的直流电源装置，主要是采用一些简单的电子元件即可，它是有电源变压器，整流电路，滤波电路和稳压电路四个部分组成。

通过本次设计能使我们对电子工艺的理论有了更进一步的系统了解。我们了解到了设计小电子产品的一些常规方法，以及培养了我们团队合作的能力，在讨论设计方案，计算元件参数，购买元件，焊接电路板，安装调试方面都体会到了团队的力量。

本次课程设计课题是直流稳压电源的设计和调试，本课程设计将就直流稳压电源电路的工作原理、参数计算、元件选取、电路调试等做详细的介绍和说明。

第2章系统方案确定。

2.1直流稳压电源的基本原理。

直流稳压电源是一种将220v工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下：

图2-1直流稳压电源的基本框图和波形变换。

2.2单元电路设计与总原理图。

(1)电源变压器：是降压变压器，它的作用是将220v的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压ui。变压器的变比由变压器的副边按确定，变压器副边与原边的功率比为p2/p1=n，式中n是变压器的效率。

2)整流电路：整流电路采用桥式整流电路，电路如图2-1-2所示。在u2的正半周内，二极管d1、d4导通，d2、d3截止；u2的负半周内，d2、d3导通，d1、d4截止。

正负半周内部都有电流流过的负载电阻rl，且方向是一致的。电路的输出波形如图2-1-3所示。

在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电。

流等于输出电流的平均值的一半，即if=1/2io电路中的每只二极管承受的最大。

反向电压为(u2是变压器副边电压有效值)。

3)滤波电路：在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将电容器和负载电阻并联或电容器与负载电阻串联，以达到使输出波形基本平滑的目的。原理及输出波形如图2-4

图2-4原理及输出波形。

4)稳压电路：稳压管稳压电路其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。

设计方案与选择：

方案一：采用7805三端稳压器电源：

固定式三端稳压电源(7805)是由输出脚vo,输入脚vi和接地脚gnd组成，它的稳压值为+5v,它属于cw78xx系列的稳压器，输入端接电容可以进一步的滤波，输出端也要接电容可以改善负载的瞬间影响，此电路的稳定性也比较好，只是采用的电容必须要漏电流要小的钽电容，如果采用电解电容，则电容量要比其它的数值要增加10倍，但是它不可以调整输出的直流电源；所以此方案不易采用。

方案二：采用lm317可调式三端稳压器电源：

lm317可调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压。不过它只能连续可调的正电压，稳压器内部含有过流，过热保护电路；由一个电阻(r)和一个可变电位器(rp)组成电压输出调节电路，输出电压为：vo=1.

25(1+rp/r).

由此可见此稳压器的性能和稳压稳定都比上一个三端稳压电源要好，所以此此方案可选，此电源就选用了lm317三端稳压电源，也就是方案二。

总体原理电路见图2-5。

第3章元器件参数计算与选择。

3.1选择电源变压器。

电源变压器的作用是将来自电网的220v交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。电源变压器的效率为：

其中：是变压器副边的功率，是变压器原边的功率。一般小型变压器的效率如表1所示：

表1 小型变压器的效率。

因此，当算出了副边功率p2后，就可以根据上表算出原边功率p1。

由于lm317的输入电压与输出电压差的最小值，输入电压与输出电压差的最大值，故lm317的输入电压范围为：即取。

变压器副边电流：，取，因此，变压器副边输出功率：

由于变压器的效率，所以变压器原边输入功率，为留有余地，选用功率为20w,220/12v的变压器。

3.2选择整流二极管。

由于，。 in4001的反向击穿电压，额定工作电流，故整流二。

极管选用in4001。

3.3滤波电容。

根据，和公式。

可求得：所以，滤波电容：

电容的耐压要大于，故滤波电容c取容量为，耐压为25v的电解电容。

3.4选择集成三端稳压器。

这里我们采用的是lm317t,管脚图和典型电路如图3-1和图3-2

图3-1管脚图图3-2典型电路。

输出电压表达式为：式中，1.25v是集成稳压块输出端与。

调整端之间的固有参考电压vref，此电压加于给定电阻r1两端，将产生一个恒定电流通过输出电压调节电位器rp1，电阻r1常取值2k，在这里，采用10k的电位器，其最大阻值为10.36k再串联一个r2，其阻值为2.2k,根据lm317输出电压表达式，取：

r1=2.2k,r2=2k。一般使用精密电位器，与其并联的电容器c可进一步减小输出电压的纹波。

图中加入了二极管d，用于防止输出端短路时10f大电容放电倒灌入三端稳压器而被损坏。

lm317其特性参数：

输出电压可调范围：1.25v～37v

输出负载电流：1.5a

输入与输出工作压差δu=ui-uo：3～40v

能满足设计要求，故选用lm317t组成稳压电路。

3.5 总原理图与**。

总原理图如下：

图3-3 带栅栏格原理图。

**原理图如下：

图3-4 **原理图。

**测试：图3-5 最小电压测试。

图3-6 最大电压测试。

3-7 最大输出电流测试。

3-8 纹波电压（约0.5mv）

第4章制作与调试。

4.1安装与检查。

对电路进行组装：按照自己设计的电路，在在通用板上焊接。焊接完毕后，应对照电路图仔细检查，看是否有错接、漏接、虚焊的现象。

对安装完成的电路板的参数及工作状态进行测量，以便提供调整电路的依据。经过反复的调整和测量，使电路的性能达到要求。

安装前应检查元器件的质量，安装是特别要注意电解电容、集成芯片等主要器件的引脚和极性，不能接错。从输入级开始向后级安装。

开始安装稳压电源，检查万能板内部结构，确定其内部的电气连接属性．

1) 检查元器件看是否有损坏，或者不符合规格的，要及时更换。

2) 安装一个元器件，先要用尖嘴钳将其引脚成型，然后用镊子把引脚放入孔内．高度要适中，符合电气标准．完毕后，要用万用表测量元器件引脚和电路板之间是否接触良好，然后再安装下一个元器件。

3) 对于导线要用斜口钳切成适当的长度，然后成型安装．安装时必须采用绝缘良好的绝缘导线，在画连线的时候要取好元件与元件的距离。连接的时候线与线之间不能交叉。

4) 应避免元器件损坏的发生，插元器件时候要垂直插拔以免行成不必要的损坏。

一．最后结果没有出来的原因主要有以下情况：

1.操作不当（如布线错误等）

2.设计不当（如电路出现险象等）

3.元器件使用不当或功能不正常。

4.仪器（主要指数字电路实验箱）和集成元件本身出现故障。

1.查线法：

由于在实验中大部分故障都是由于布线错误引起的，因此，在故障发生时，复查电路连线为排除故障的有效方法。应着重注意：有无漏线、错线，导线与插孔接触是否可靠，集成电路是否插牢、集成电路是否插反等。

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