
課程設計任務書設計題目可調直流穩壓電源設計
學生姓名所在院系電子信息與
電氣工程學院
專業、年級、班
設計要求:
1、設計制作一個可調直流穩壓電源電路;
2、輸入電壓為220V的交流電壓,頻率為50Hz;
3、輸出直流電壓為1.25V~15V可調;
4、最大輸出電流為Iomax=1A;
5、紋波電壓小于10mA,穩壓系數Sr小于5%。
主要元件:變壓器、整流二極管N 4001、三端穩壓器LM317、電位器、電阻、電容
學生應完成的工作:
首先設計一可調直流穩壓電源的電路圖,然后用Multisim進行仿真,測試所設計的電路圖是否正確,然后使用用Altium Designer繪制出原理圖。然后導入PCB圖進行布線。完成布線后將PCB圖打印在銅板上進行鉆孔,最后將元器件焊接到電路板上。檢測電路是否能正常工作。
參考文獻閱讀:
[1] 童詩白.模擬電子技術基礎[M].北京:高等教育出版社,2005.
[2] 秦長海,張天鵬,翟亞芳.數字電子技術[M].北京:大學出版社.
[3] 邱關源,羅先覺.電路(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.
[4] 谷樹忠,劉文洲,姜航.Altium Designer教程—原理圖、PCB設計與仿真[M].北京:2009.
工作計劃:
5月27日—28日課程設計說明、Multism軟件培訓;Multism電路設計與仿真。5月29日—31日用Altium Designer設計原理圖,指導教師單獨指導,用Altium Designer設計PCB指導,教師檢查學生設計的PCB是否符合要求;6月3日—4日制作PCB板;6月5日—7日電路板安裝與調試
號書寫課程設計報告,指導老師驗收設計電路結果,提交課程設計報告。
任務下達日期:2013年5月27日
任務完成日期:2013年6月7 日
指導教師(簽名):學生(簽名):
可調直流穩壓電源設計
摘要:可調直流穩壓電源是將220V的交流電轉換為1.25V~15V之間可調的直流穩定的電壓一種電路。該電路是有變壓電路,整流電路,濾波電路和穩壓電路組成。通過變壓電路可以將大電壓變為所需要的小電壓。整流電路分為半波整流和全波整流,本設計使用的是全波整流。濾波電路可以把整流后的只有上半周期地交流電變換為較為平滑的近似直流的電源。再通過穩壓電路就能得要直流的電源了。
關鍵詞:可調直流穩壓;變壓;整流;濾波;穩壓
目錄
1.設計背景 (1)
1.1 設計原因 (1)
1.2 設計目的 (1)
2. 設計方案 (1)
2.1任務分析 (1)
3. 方案實施 (2)
3.1 變壓電路設計 (2)
3.2整流電路設計 (2)
3.3濾波電路設計 (3)
3.4穩壓電路設計 (4)
3.5安裝與調試 (5)
4. 結果與結論 (6)
5. 收獲與致謝 (6)
6. 參考文獻 (7)
7. 附件 (7)
7.1電路原理圖 (7)
7.2 PCB布線圖 (8)
7.3 元器件清單 (8)
1.設計背景
1.1設計原因
普通的市網電壓是220V的交流電,但在實際的生產和生活中220V的電壓存在很多的弊端,比如220V的電壓已經超出了人體的安全電壓,會存在人觸電的安全隱患。而有時有的有電器的驅動是用直流驅動的所以對電壓的轉換就勢在必行了。而可調直流穩壓電源能夠將220V的交流電轉換為一定范圍電壓的直流電源信號,從而滿足了不同的供電需求。
1.2設計目的
在本次課程設計中所設計的音頻功率放大電路設計的帶載電壓就是一個小電壓,還有就是在可調延時電路設計的設計中需要的外加電壓就是一個5V的小電壓。所以本課程設計設計的可調直流穩壓電壓原就能為它們提供合適的電壓。
2.設計方案
2.1任務分析
通過查詢資料得知要想把220V的交流電轉化為最小1.25V最大15V的電直流電壓首先先要經過一個變壓器,將220V的大電壓轉化為一個小的電壓。然后要想把交流變化為直流就需要對正弦的交流電進行整流。這里為了提高效率采用的是橋式全波整流,將交流電壓變為只有上半周期地交流電。然后在對得到的交流電進行濾波,使只有上半周期的交流電變得平緩,趨于直流。然后在的得到電壓上加上一個可調的電位器,使得輸出電壓隨著電位器的改變而改變輸出電壓。最后在得到的電壓上加上一個穩壓電路,使得輸出的電壓不會產生突變,輸出一直能恒定在一個值。設計電路1:
圖1 設計方案圖
要想把220V的交流電轉化為電壓為1.25V~15V的可調電壓首先需要對大電壓進行降
壓,把大電壓降到合適的范圍。然后需要對得到的交流電進行整流,濾波,穩壓等把交流電變化為可調的直流電。
3. 方案實施
3.1變壓
首先是要將220V的交流電進行降壓,這就需要用到的變壓器。按照要求用到的原副線圈是9:1的變壓器,將源電壓220V變為24V。電路圖2:
圖2 變壓電路
3.2整流
變壓后需要把交流電轉化為只有上半周期的交流頂電這就需要用到整流電路。整流電路分為半波整流和全波整流,這里為了提高電路的效率使用的是全波整流電路,全波整流電路的主要器件就是一個整流二級管,通過整流二極管能把正弦的交流電轉化為只有上半周期的交流電。在這里用的整流方法就采用橋式整流法。能把正弦交流電的下半周期翻轉上去,這樣可以把交流電的整個周期都用上提高了電路的效率。由于在研究整流電路時要考慮整流電路的輸出電壓平均值和輸出電流的平均值以便選取合適的整流二極管。設如果變壓器副邊線圈的電壓有效值為U2,則若采用全波整流的話輸出電壓的平均值Uo(A V)=U2=√2U2sinωt,輸出電流的平均值Io=0.9U2/R。所以考慮到電路的波動范圍整流二級管的最大反向電壓Umax=1.414U2,最大整流電流Imax=1.1Io.綜合整流電路對輸入電壓的要求和輸出電流的要求本設計中整流二極管選用的是N4001。N4001的