最新上海大学生产实习5V直流稳压电源设计报告资料.docx

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最新上海大学生产实习5V直流稳压电源设计报告资料

我们认为：

创业是一个整合的过程，它需要合作、互助。

大学生创业“独木难支”。

在知识经济时代，事业的成功来自于合作，团队精神。

创业更能培养了我们的团队精神。

我们一个集体的智慧、力量一定能够展示我们当代大学生的耐心.勇气和坚强的毅力。

能够努力克服自身的弱点，取得创业的成功。

10、如果学校开设一家DIY手工艺制品店，你希望＿＿＿＿＿

300元以下918%

根本不知道□

随科技的迅速发展，人们的生活日益趋向便捷、快速，方便，对于我国传统的手工艺制作，也很少有人问津，因此，我组想借此创业机会，在校园内开个DIY创意小屋。

它包括编织、刺绣、串珠等，让我们传统的手工制作也能走进大学，丰富我们的生活。

我们大学生没有固定的经济来源，但我们也不乏缺少潮流时尚的理念，没有哪个女生是不喜欢琳琅满目的小饰品，珠光宝气、穿金戴银便是时尚的时代早已被推出轨道，简洁、个性化的饰品成为现代时尚女性的钟爱。

因此饰品这一行总是吸引很多投资者的目光。

然而我们女生更注重的是感性消费，我们的消费欲望往往建立在潮流、时尚和产品的新颖性上，所以要想在饰品行业有立足之地，又尚未具备雄厚的资金条件的话，就有必要与传统首饰区别开来，自制饰品就是近一两年来沿海城市最新流行的一种。

9、如果你亲戚朋友送你一件DIY手工艺制品你是否会喜欢？

此次调查以女生为主，男生只占很少比例，调查发现58％的学生月生活费基本在400元左右，其具体分布如（图1-1）

标题：

上海发出通知为大学生就业—鼓励自主创业，灵活就业2004年3月17日

附件

（一）：

生产实习设计报告

——5V直流稳压电源仿真及制作

上海大学机自学院自动化系

电气工程及其自动化

姓名:

***

学号:

*******

指导老师:

***

2016年7月7日

第1章直流稳压电源简介

1.1定义

稳压电源是能为负载提供稳定交流电源或直流电源的电子装置。

包括交流稳压电源和直流稳压电源两大类。

本报告讨论直流稳压电源的仿真与设计。

直流稳压电源是一种利用市电为小型电子设备（负载）供电或充电，能为其提供稳定直流电源的电子装置。

直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压基本能够保持稳定。

1.2直流稳压电源的构成

许多电子产品如电视机、电子计算机、音响设备等都需要直流电源，电子仪器也需要直流电源，实验室更需要独立的直流电源。

为了提高电子设备的精度及稳定性，在直流电源中还要加入稳压电路，因此称为直流稳压电源。

典型的直流稳压电源主要由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等几部分构成。

电源变压器把50Hz的交流电网电压变成所需要的交流电压；整流电路用来将交流电变换为单向脉动直流电；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电流中的交流成分（即波纹电压），是指成为平滑的直流电；稳压电路的作用是当输入交流电网电压波动、负载及温度变化时，维持输出直流电压的稳定。

1.3直流稳压电源的分类

目前生产直流稳压电源种类很多，可以从不同的角度分类：

1，依稳定方式：

参数型（如稳压管+电阻）、反馈型（如调整管+差放）；

2，依工作状态：

线性电源、开关电源；

3，依连接方式：

串联型、并联型。

4，按作用器件：

电子管稳压器、稳压管稳压器、晶体管稳压器、可控硅稳压器等。

第2章直流稳压电源的设计及仿真

2.1设计目的及要求

（1）学习基本理论在实践中综合运用的初步体验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力；

（2）培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力；

（3）设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数；

2.2设计步骤及思路

2.2.1直流稳压电源设计思路

①电网供电电压交流220V（有效值）50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。

②降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。

③由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。

④滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。

2.2.2直流稳压电源原理

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压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，见图2.1和图2.2。

图2.1直流稳压电源方框图

图2.2直流稳压各过程波形

2.3方案论证仿真

2.3.1总体方案确定

老师给出5V或3.3V电源可供选择，我选择制作5V稳压电源。

查阅资料得知，总体方案有两种，即

方案一：

采用集成运放和分立元件组成的串联式直流稳压电源；

方案二：

采用三端集成稳压电路实现。

比较下来，方案一电路简单，容易实现，成本低，可以达到技术要求，与所学的知识结合紧密；方案二电路比一更简单，采用三端集成稳压芯片更易实现，成本低，能达到技术要求，但与所学知识结合不紧密，有违老师让我们制作的初衷。

所以我决定采用方案一。

2.3.2各过程仿真及确定

1，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，变压器的变化由变压器的副边电压确定。

因为想要制作5V稳压电源，所以选择变压到6V（有效值）左右。

图2.3加变压器电路图

图2.4加变压器后的波形比较

由图中可以看出，经变压器后，电压峰值降至8.576V左右，换算成有效值即为6.064V，符合要求。

2，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。

方案一：

单相半波整流电路

图2.5半波整流电路图

图2.6半波整流波形比较

单相半波整流简单，使用器件少，它只对交流电的一半波形整流，只要横轴上面的半波或者只要下面的半波。

但由于只利用了交流电的一半波形，所以整流效率不高，而且整流电压的脉动较大，变压器的利用率低。

由于半波整流电路只利用电源的正半轴，电源的利用效率非常低，所以半波整流电路仅在高电压.小电流等少数情况下使用，一般电源电路中很少使用。

方案二：

单相全波整流电路

由于对multisim软件的使用不是很熟练，无法找到中心抽头加到变压器的次级，因而没有能够实现对全波整流的仿真，只能用理论波形图代替讨论。

图2.7全波整流电路图

图2.8全波整流波形图

使用的整流器件较半波整流时多一倍，整流电压脉动较小，比半波整流小一半。

方案三：

单相桥式整流电路

图2.9全桥整流电路图

图2.10全桥整流波形

分析：

电源在正半周时，T1次级上端为正下端为负，整流二极管13端和24端导通，电流由变压器T1次级上端经过13,24回到变压器T1次级下端：

由图可以看出在电源负半周时，T1上端为负下端为正，整流二极管14和23导通，电流由变压器T1次级下端经过14,23回到变压器B1次级上端.负载俩端的电压始终是上正下负，其波形与全波时一致。

使用的整流器件较全波整流时多一倍，整流电压脉动与全波整流相同，每个器件所承受的反向电压为电源电压峰值，变压器利用率较全波整流电路高。

综合3种方案的优缺点:

决定选用方案三。

3，滤波电路：

滤波电路分为电容和电感滤波，由于所设计的电源负载电流不大，所以放弃电感滤波，选择电容滤波，并结合了课堂所学RC滤波的知识，仿真如图：

图2.11滤波电路图

图2.12滤波波形图比较

由图中可以看出，经过滤波电压基本输出稳定的直流量，滤波效果较佳。

4，稳压电路：

虽然滤波后已经可以得到较为平整的直流电压，但是其受到交流电压及负载变化的影响而不稳定，因此需要进行稳压。

本次设计采用稳压二极管进行稳压，仿真如图：

图2.13稳压电路图

图2.14稳压后的波形

分析：

图中可以看出经过稳压可以得到相当稳定的直流电压。

2.3.3总体电路图

第3章直流稳压电源制作

3.1元器件选择和电路参数计算说明

1、变压器的选择

在电容滤波的整流电路中，变压器次级线圈除供给负载电流外，还要向电容充电。

由于充电时的电流瞬时值很大，因此通过变压器次级线圈的电流平均值虽然等于I=，但通过变压器次级线圈的有效值I2要比I=大，I2和I=的关系决定于电流脉冲波型的形状，波型愈小，有效值愈大。

由于一般这种整流电路后面都要用稳压电路，因此估算已能解决实际问题，而没有必要再作繁琐的精确计算。

2、整流电路中的二极管的选择

∵变压器的副边电压U2=8.5V

∴桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为：

8.5

桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为：

0.3

查手册选整流二极管IN4007，其参数为：

反向击穿电压UBR=1000V>16V,最大整流电流IF=1.0A>0.3A

3、滤波电路中滤波电容的选择

参考查阅资料后可得电解电容采用1000μF，瓷片电容采用0.1μF。

4、元器件清单

元件

规格

数量

变压器

220V转6V

1

全桥二极管

1N4007

4

电解电容

1000μF

1

瓷片电容

0.1μF

2

接插头

1

电阻

10K

1

电阻

1.2K

1

电阻

5.1K

1

Led

1

保险丝

1

3.2电源制作及实物图

按照之前仿真的电路图进行制作，在实际制作过程中，我在变压器原边加了保险丝以保护电路，防止负载因为意外而损毁。

并且在稳压二极管后串联一个led灯来指示是否有电压，给人直观地印象。

具体实物如图：

图3.1正面图

图3.2反面图

图3.3工作时亮灯指示

图3.4工作电压4.96V

经万用表测试可得，工作电压为4.96V。

心得体会

本次的直流稳压电源的设计制作，培养了我综合应用课本理论解决实际问题的能力；我觉得这次设计对我的帮助是很大的，它需要我们将学过的理论知识与实际系统地联系起来，加强我们对学过的知识的实际应用能力。

在设计过程中，我通过查阅有关资料，与同学交流经验和自学等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。

在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。

而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。

虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。

但是由于水平有限，我的稳压电源难免会有一些错误和误差，还望老师批评指正。

总之，就像那句话说的“万事开头难”，从起初不知道从何入手，到最后终于做完了才有种如释重负的感觉。

此外，还得出一个结论：

知识必须通过应用才能实现其价值！

有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。