课程设计报告。
2010 --2011 年度第一学期)
名称： 模拟电子技术课程设计。
题目：多路输出直流稳压电源的。
设计与制作。
学号。学生姓名。
成绩。日期：2010 年 11 月 18 日。
一、电子技术课程设计的目的与要求3
二、课程设计名称及设计要求3
三、系统框图及简要说明3
四、方案选择与论证4
五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等）……4
六、总体电路7
七、实测结果与分析8
八、心得体会8
附录i：总原理图10
附录ii：multisim**图11
附录iii：元器件清单12
附录iv：参考文献12
设计目的：课程设计作为电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课数字电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型数字系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
设计要求：1.教学基本要求。
要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。
2.能力培养要求。
1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。
2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。
4）综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。
5）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
多路输出直流稳压电源的设计与制作：
1．设计任务。
要求设计制作一个多路输出直流稳压电源。
2．技术指标及要求：
1）可将220v/50hz交流电转换为多路直流稳压输出： -12v~+12v。
2）一组可调正电压。调节范围3～12ｖ。
图一简化设计框图。
说明：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压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。其中电源变压器是降压变压器，它将电网220v交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定；整流电路，利用单向导电元件，把50hz的正弦交流电变换成脉动的直流电；滤波电路，可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压；最后是稳压电路，其中固定稳压电路功能是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。
可调稳压电路通过联滑动电阻器和固定电阻实现可调电压。
由于题目要求输入220v的交流电，输出为±12v的稳压直流电，则首先应该进行降压处理，然后对降压后的交流电进行整流，再其次是对含有交流成分的脉动直流电进行滤波处理，最后对直流电进行最后的稳压处理。
一）降压的过程，直接选用变压器进行降压，并且要根据电路中所需的合适电压适当选择电压器，本次试验我采用的是15v变压器。
二）整流的过程，整流选择常用的桥式整流电路。
三）滤波过程，采用电容滤波电路来实现，方法是在桥式整流电路输出端并联一个较大的电容c来构成电容滤波电路。
四）稳压器选择，选择集成稳压芯片，根据要求选择三端输出集成稳压器lm7812和lm7912（输出±12v电压）。可调电压部分，选用可调式三端稳压器lm317芯片配合系列产生的稳压电源来使用，这样选择的原因是符合题目要求且电路设计简单。
根据我的设计方案，我用multsim进行了**，验证了我的设计方案切实可行。
下图为设计过程电压波形变换图：
220v交流（u1） 变压器 15v交流（u2）整流 u3 滤波 u4 稳压 u0
图二电压波形变化图。
1.变压器
一般的电子设备所需的直流电压与交流电源提供的220v电压相差较大，为了得到输出电压的额定范围，就需要将电压转换到合适的数值。所以，变压器的主要作用是将交流电源电压转换为所需要的交流电压数值，同时还可以起到直流电源与交流电源的隔离作用，有效的避免了因为直接接触高压而造成伤害的危险。此次课程设计老师为我们配备的变压器的输出电压为15v。
2.整流电路。
整流的任务是将交流电变换成直流电，本过程主要是利用两极管的单向导电性实现的。在小功率电路中常用的整流电路有全波整流和桥式整流，本次设计中我采用的桥式整流的方法，采用的是用4个1n4007二极管组成整流电路。
电路图和工作原理如下：
图三桥式整流实物图。
由图可看出，电路中采用四个二极管，互相接成桥式结构。利用二极管的电流导向作用，在交流输入电压u2的正半周内，二极管d1、d3导通，d2、d4截止，在负载rl上得到上正下负的输出电压；在负半周内，正好相反，d1、d3截止，d2、d4导通，流过负载rl的电流方向与正半周一致。因此，利用变压器的一个副边绕组和四个二极管，使得在交流电源的正、负半周内，整流电路的负载上都有方向不变的脉动直流电压和电流。
图四桥式整流原理图。
3.滤波电路。
滤波电路用于滤去整流电流输出电压的纹波，一般由电抗元件组成，滤波电路可分为电容滤波电路和电压滤波电路。由于电抗元件具有储能作用，并联的电容c在电源供给的电压升高时，能将部分能量储存起来，当电源电压降低时，就能把能量释放出来，使负载电压比较平滑。本设计采用的就是并联电容（1000uf，耐压25v）的方式来做滤波电路。
a）电路b）uo的波形。
图五电容滤波电路及稳态分析图。
分析：结合整流的过程，并由图易得当u2为正半周并且数值大于电容两端电压uc时，二极管d1和d3管导通，d2和d4管截止，电流一路流经负载电阻rl，另一路对电容c充电。当uc>u2，导致d1和d3管反向偏置而截止，电容通过负载电阻rl放电，uc按指数规律缓慢下降。
当u2为负半周幅值变化到恰好大于uc时，d2和d4因加正向电压变为导通状态，u2再次对c充电，uc上升到u2的峰值后又开始下降；下降到一定数值时d2和d4变为截止，c对rl放电，uc按指数规律下降；放电到一定数值时d1和d3变为导通，重复上述过程。
电容充电时间常数为rdc，因为二极管的rd很小，所以充电时间常数小，充电速度快；rlc为放电时间常数，因为rl较大，放电时间常数远大于充电时间常数，因此，滤波效果取决于放电时间常数。可知，电容c愈大，负载电阻rl愈大，滤波后输出电压愈平滑，并且其平均值愈大，如左图所示。
图六 rlc不同时uo的波形图。
综合上述分析，并根据所选择的变压器的输出电压是15v，而且还有电网电压的波动，故选择的电容的耐压值vc=1.1,约为23.33v，所以根据实验室的**需求，本设计选择的是耐压值25v 且大小是1000u的电容构建滤波电路。
4.稳压电路。
稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）等发生变化时，使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件组成。稳压器的种类很多，在小功率稳压电源中，普片使用的是三端稳压管器。
根据课程设计的具体要求，本设计选用了lm7812（固定式正电压输出）lm7912（固定式负电压输出）和lm317（可调式）三个芯片实现稳压电路的设计。
1）lm7812稳压电路——输出+12v电压。
图七 7812芯片引脚图及应用电路图。
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