模拟电子技术课程设计报告

发布 2022-10-05 17:16:28 阅读 5137

目录。1课程设计目的1

2课程设计题目描述和要求1

3课程设计报告内容1

3.1 设计方案的选定与说明1

3.2论述方案的各部分工作原理2

3.3相关的计算6

4总结8参考书目9

1.课程设计目的。

(1)通过课程设计,使学生加强对电子电路的理解,学会查询资料、方案比较、以及设计、计算等环节,进一步提高分析解决实际问题的能力。

(2)锻炼分析、解决电子电路问题的实际本领,真正实现由知识向智能的转化,通过此综合训练,为以后毕业设计打下一定基础。

2.课程设计题目描述和要求。

1)课程设计题目为集成稳压电源设计,其中电源变压器只做理论设计,合理选择集成稳压器,合理设置保护电路,确定电路形式,选用合理的整流二极管和滤波电容,选择电源变压器,计算确定元件参数。

2)设计一个直流稳压电源,性能指标要求为:

输出电压可调uo = 3v~+ 9v

最大输出电流io max =800ma

纹波电压的有效值

稳压系数 3.课程设计报告内容。

3.1 设计方案的选定与说明

集成稳压电源按电路的工作方式分,有线性集成稳压器和开关式集成稳压器;按电路的结构形式分,有单片式集成稳压器和组合式集成稳压器;按管脚的连接方式分,有三端式集成稳压器和多端式集成稳压器。但集成稳压器充分利用集成技术的优点,**路结构和制造工艺上都采用很多基本的模拟集成电路方法。而且,集成稳压电路具有结构简单、调节方便、输出电压稳定性强、纹波电压小等优点。

电子设备工作时,一般都需要直流供电,这些直流电源大多采用把交流电转变为直流电的直流稳压电源。

3.2论述方案的各部分工作原理。

直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成,如图1所示。电网供给的交流电压u1 (220v,50hz)经电源变压器降压后,得到符合电路需要的交流电流u2 ,然后有整流电路变换成方向不变,大小随时间变化的脉动电压u3 ,再用滤波器滤去其交流分量,就可以得到比较平直的直流电压ui 。这时的直流输出电压ui还会随交流电网电压的波动或负载的变动而而变化,所以在对直流供电较高的场合还需要使用稳压电路,以保证输出直流电压更加稳定。

电源整流滤波稳压 +

u1u2u3uiu0

变压器电路电路电路 _

a) 稳压电源的组成框图。

u1u2u3uiu0

0t 0t 0t 0t 0 t

b) 整流与稳压过程。

图1 稳压电源的组成框图及整流与稳压过程。

1.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:p2是变压器副边的功率,p1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。

2.整流和滤波电路。

常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波、倍压整流滤波电路如图2(a)、(b)、(c)所示。

(a)全波整流滤波电路 (b)桥式整流滤波电路 (c)二倍压整流滤波电路。

图2 常用的整流滤波电路。

a)电感滤波电路b)lc型滤波电路

c)电容滤波电路。

图3 常用几种滤波电路。

在这个稳压电源中选用桥式整流电路,整流电路的作用是将交流电压u2变换成脉动的直流电压u3。滤波电路选用电容滤波,其作用是把脉动直流电压u3中的大部分纹波加以滤除,以得到较平滑的直流电压ui。ui与交流电压u2的有效值u2的关系为:

在整流电路中,每只二极管所承受的最大反向电压为:

流过每只二极管的平均电流为:

其中:r为整流滤波电路的负载电阻,它为电容c提供放电通路,放电时间常数rc应满足:

其中:t = 20ms是50hz交流电压的周期。

3.稳压电路。

由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时,滤波电路输出的直流电压ui会随着变化。因此,为了维持输出电压ui稳定不变,还需加一级稳压电路。稳压电路的作用是当外界因素(电网电压、负载、环境温度)发生变化时,能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所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。

集成稳压器的类型很多,在小功率稳压电源中,普遍使用的是三端稳压器。按输出电压类型可分为固定式和可调式,此外又可分为正电压输出或负电压输出两种类型。

1)固定电压输出稳压器。

常见的有cw78(lm78)系列三端固定式正电压输出集成稳压器;cw79(lm79)系列三端固定式负电压输出集成稳压器。三端是指稳压电路只有输入、输出和接地三个接地端子。型号中最后两位数字表示输出电压的稳定值,有5v、6v、9v、15v、18v和24v。

稳压器使用时,要求输入电压ui与输出电压uo的电压差ui - uo ≥2v。稳压器的静态电流io = 8ma。当uo = 5 ~ 18v时,ui的最大值uimax= 35v;当uo=18 ~ 24v时,ui的最大值uimax= 40v。

如图4、图5。

1 cw78xx 3

cw78xx

uic1 2co uo

ui 地 uo

图4 cw78系列的引脚图及应用电路。

cw79xx

1 2 3uic1 1co uo

cw79xx

地 ui uo

图5 cw79系列的引脚图及应用电路。

2)可调式三端集成稳压器。

可调式三端集成稳压器是指输出电压可以连续调节的稳压器,有输出正电压的cw317系列(lm317)三端稳压器;有输出负电压的cw337系列(lm337)三端稳压器。在可调式三端集成稳压器中,稳压器的三个端是指输入端、输出端和调节端。稳压器输出电压的可调范围为uo=1.

2 ~ 37v,最大输出电流iomax =1.5a。输入电压与输出电压差的允许范围为:

ui -uo = 3 ~ 40v。如图6、图7。

3 cw317 2

cw3171 r1 d5

1 2 3 uic1co uo

rwc2arj uo ui

图6 cw317系列引脚图及应用电路。

其中:c1= 0.01μf,c2 =10μf,co =1μf, r1 =200ω,rw =3kω,d5用in4001

rwcw337c2

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