电子技术课程设计

东北石油大学。

课程设计。2024年6 月 25

东北石油大学课程设计任务书。

课程电子技术课程设计。

题目直流可调稳压电源。

专业测控技术与仪器姓名王晓敏学号 100601240302

主要内容：本课程设计内容包括电路设计和电路焊接练习两部分。电路设计是设计一个符合基本要求直流可调稳压电路，完成设计方案和单元电路设计、参数计算和器件选择，及系统硬件电路设计；电路焊接练习包括焊接一个两管闪光灯，一个占空比和频率独立可调的脉冲发生器和一个收音机，并了解电路原理。

基本要求：1.设计一直流稳压电源，满足：

1)用集成芯片制作一个0～15v的直流电源。

2)功率要求15w以上。

3)测量直流稳压电源的纹波系数。

4)具有过压、过流保护。

2.电路焊接练习：通过电路图完成电路焊接，检查电路，检验焊接电路是否工作。

主要参考资料：

1]华成英，童诗白。模拟电子技术基础（第四版）[m].北京：高等教育出版社，2006.1

2]杨志忠，卫桦林，郭顺华。数字电子技术基础[m]. 北京：高等教育出版社，2004.7 [3]康华光。电子技术基础 [m].北京：高等教育出版社，2001

4]张友汉。电子技术基础教学参考书[m].北京：高等教育出版社，2005

完成期限 2012.6.25—2012.7.4

指导教师曹广华（教授）路敬祎（副教授）

2024年 6 月 25 日。

一、设计要求 1

二、方案设计 1

1、方案说明 1

2、方案论证 2

三、单元电路设计、参数计算和器件选择 2

1、单元电路设计 2

2、参数计算 5

3、器件选择 6

四、系统硬件电路设计 7

五、电路焊接练习 8

1、两管闪光灯电路 8

2、空占比和频率独立可调的脉冲发生器电路 9

3、收音机电路 10

六、总结 11

参考文献12

一、设计要求。

电路设计要求用集成芯片制作一个0～15v的直流电源，功率要求15w以上，且测量直流稳压电源的纹波系数，同时电路具有过压、过流保护。要合理设计电路结构，选择电路元件，计算元件参数，画出使用原理电路图。

二、方案设计。

1、方案说明。

1)总体方框图。

整个直流电源设计电路的构成如图1所示。

图1 总体方框图

2）基础原理。

电源变压器：将电网交流电压（220v或380v）变换成符合需要的交流电压，此交流电压经过整流后可获得电子设备所需的直流电压。因为大多数电子电路使用的电压都不高，这个变压器是降压变压器。

整流电路：利用具有单向导电性能的整流元件——单相桥式整流电路。把方向和大小都变化的50hz交流电变换为方向不变但大小仍有脉动的直流电压。

桥式整流电路较半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求式一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小、减小了输出电压的脉动等优点，因此在次设计中选用单相桥式整流电路。

滤波电路：利用储能元件电容器c两端的电压（或通过电感器l的电流）桥式整理不能突变的性质，把电容c（或电感l）与整流电路的负载rl并联（或串联），可以将整流电路输出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。在小功率整流电路中，经常使用的是电容滤波。

稳压电路：由于滤波后的直流电压ui受电网电压的波动和负载电流变化的影响（t的影响）很难保证输出电流电压的稳定。所以必须在滤波电路和负载一直加上稳压电路，才能保证输出直流电压的进一步稳定。

利用m317**稳压管，它的输出电压范围是1.2v至37v，负载电流最大为1.5a。

它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。然后外加一个负电源和一个1.

25v/0.5w稳压二极管，是输出电压在0-15v连续可调。则输出电压为。

lm317的vref=1.2v，iadj=50ma，由于iadj<3）

本设计方案为变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。

方案通过变压器将220v/50hz高电压转化为低电压，利用桥式全波整流电路将交流电压转化为直流电压，全波整流整流电路相比于半波整流电路大大提高了整流效率，比半波整流大一倍。经整流后的电压仍具有较大的交流分量，不能直接输出变为直流电源，必须通过滤波电路将交流分量滤掉。尽量保留其输出中的直流分量，才能获得比较平滑的直流分量，使之波形变得平滑，接近理想的的直流电源。

所以可以利用电容两端电压不能突变或流经电感的电流不能突变的特点，将电容与负载并联，或将电感与负载串联就能起来滤波作用。本设计采用lm317是可调式三端稳压器，能够连续输出可调的稳定的直流电压。它只允许可调正电压，且该稳压器内部含有过流，过压保护，过热保护电路；lm317通过一个电阻（r）和一个可变电位器（rp）组成电压输出调节电路。

再通过负电阻和稳压二极管，使滑动变阻器在调节电阻为0时，输出电压可以调节为0，调节电阻最大值时，输出电压可以达到15v。

本设计合理，方案可行，此设计方案具有很好的可行性。

三、单元电路设计、参数计算和器件选择。

1）变压器电路

变压器电路图如图2所示。

图2 变压器电路。

如图2所示，由于各种电子设备要求直流稳压电源提供不同的幅值的直流电压，而市电压供的交流220v（或380v）/50hz，对于设备来说电塔过高，所以必须将高电压转化为低电压。因此需要利用变压器先将市电的电压变换成所需要的交流电压10v。这样有利于桥堆整流电路进行整流。

2）桥式整流电路。

本设计采用单相桥式整流电路(桥堆kbp307)。其由四只二极管组成，其构成原则就是保证在变压器副边电压u：的整个周期内，负载上的电压和电流方向始终不变。

根据桥式整流电路的工作原理，当a点为“+”b点为“一”时，dl、d2导通，d3、d4截止；而当b点为“+”a点为“一”时，d3、d4导通，d1、d2截止，，这样负载上的电压和电流方向始终不变。

滤波电路图如图3所示。

图3 桥式整流电路。

3）滤波电路。

滤波电路图如图4所示。

图4 滤波电路。

图5 输出波形。

如图5所示所示是电容滤波电路，接在整流器后面。在桥式电路导通期间，整流电路输出向负载提供电流的同时，向电容器c充电，一直充到最大值。输出电压达到最大值以后逐渐下降；而电容器两端电压不能突然变化，仍然保持较高电压。

这时，受反向电压，仍导通，于是电容器c继续充电。由于电容较大，放电速度很慢，在输出电压下降期间里，电容器c上的电压降得不多。当下一个周期来到时，又再次对电容器充电。

如此重复，电容器c两端便保持了一个较平稳的电压，在波形图上呈现出比较平滑的波形。

4）稳压电路。

图 6 稳压电路电路图。

如图6所示，利用w317三端稳压器，可输出1.25-37v电压，且电压十分稳定。由于输出电压最小值为1.

25v，则采取增加一个负电源和1.25v/0.5w稳压二极管，如上图所示。

使当滑动变阻器r2为0时，可是输出电压为0v;通过调节滑动变阻器r2，可以改变输出电压，使电压在0-15v连续调节变化。

2、参数计算。

变压器选择：lm310的输出基准电压u3=1.25v，为减少散热，输入电压不宜过高，所以在经过桥堆之前的电压不宜过高，由此可以算出变压器的匝数比n1:n2约为20:1。

电容器选择：电容c1的选择，因为c1为滤波电容，从理论上来讲，滤波电容越大，放电过程越慢，输出电压越平滑，平均值越高。但在实际上，电容的容量越大，不但体积越大，而却会使整流二极管流过的冲击电流更大。

根据参考文献，可选择电容c104uf。电容c2用于抵消长线传输而引起的电感，故选择c210uf;电容c3改善负载的瞬态响应，其容量可选10uf。选取较大容量的c4 104是为了提高电源抵抗瞬间干扰脉冲冲击的能力。

由于大容量电容具有存储电荷的作用，当电源的负载出现突变或输入电压出现脉冲跳变时，c2可在瞬间为负载提供一定的充放电电流，防止输出电压出现瞬间跳变，影响负载的正常工作。

电阻值：lm317输出基准电压为1.25v，去r1=120ω，则输出电流i=10.

42ma,所以可根据固定端的电压可确定r3=15/0.01042ω=1440ω，当r2输入最大阻值时，有（r1+r2）*i=15，以及根据**结果可以精确算出电位器0-1440ω。选择r3根据二极管1.

25v/0.5w.

功率：电源变压器220v/10v/25w，原边输入功率为p1=25w，因为所选电源变压副边输出功率为，则。

4）所选输出功率大于15w，符合要求。

3、器件选择。

1）变压器：型号220v/10v

变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电 (具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。

一般指连接交流电源的线圈称之为「一次线圈」;而跨于此线圈的电压称之为「一次电压」。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈间的「匝数比」所决定的。因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。

在此次实验中我们采用降压变压器，目的是将220v交流电降到我们所需的的范围。

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