稳压器课程设计.docx

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稳压器课程设计

课程设计报告

题目电子技术课程设计

专业、学号

授课班号

学生姓名

指导教师

完成时间

稳压器部分

关键字：

12V稳压器的基本原理原理图及PCB板图焊接与调试心得体会

摘要：

这篇报告的主要内容是关于12V稳压器的设计。

首先通过老师给的原理图设计出自己的原理图，再通过仿真软件看电路是否正确有那些地方需要改进，从而确定最终的原理图。

然后用PROTEL软件画出PCB板图，通过打印和泡板得到板子最后的。

最后正确焊接各元器件及调试观察结果是否与预期一样。

报告的其他内容还有通过这次的课程设计自己的收获及心得体会，还有元件清单等。

1设计目的要求与指标--------------------------------------------------------------------------1

1.1设计目的------------------------------------------------------------------------------------------1

1.2设计要求与指标--------------------------------------------------------------------------------1

2总体设计框图---------------------------------------------------------------------------------------1

2.1总体模块简述-----------------------------------------------------------------------------------1

2.2三端稳压器模块------------------------------------------------------------2

2.3电压比较器模块----------------------------------------------2

2.4继电器模块----------------------------------------------------2

3各模块功能的实现------------------------------------------------------------------------------2

3.1三端稳压器模块的实现-------------------------------------------------------------------------2

3.2电压比较器模块的实现-------------------------------------------------------------------------3

3.3继电器模块的实现-------------------------------------------------------------------------------3

3.4整合后的原理图----------------------------------------------------------------------------------3

3.5PCB板图-------------------------------------------------------------------------------------------4

4总结--------------------------------------------------------------------------------------------------------5

4.1遇到的问题----------------------------------------------------------------------------------------5

4.2解决方法-------------------------------------------------------------------------------------------5

4.3心得体会-------------------------------------------------------------------------------------------5

5参考文献-----------------------------------------------------------------------------------------------6

6附录--------------------------------------------------------------------------------------------------------6

1设计目的、要求与指标

1.1设计目的

稳压器是一种很常见的电路元件，所以很有必要去研究它的工作原理和设计方法以备以后学习与使用。

再者由于我们接触的电路电压不是很大所以主要以小功率的稳压器为主，我们要通过这次课程设计了解和掌握稳压器的原理及电路，培养良好的电路设计的素质，动手能力和发现问题解决问题的能力。

1.2设计要求与指标

设计一个小功率降压（12VDC）稳压器，实现功能：

当输入电压小于12VDC时，输入电压与输出电压相同，即直通，当输入电压大于12V时，输出电压应不大于12VDC，输入电压范围是（6-20VDC），适用于负载变化且需要稳压的场合。

2总体设计框图

2.1总体模块简述

通过分析与讨论，可以知道稳压器的基本模块有以下三个：

三端稳压块模块、电压比较器模块、继电器模块。

其中三端稳压器模块主要负责当输入电压大于12V时的稳压使其不超过规定的电压值，在本设计电路中要求不超过12V，所以可以调节相应电阻来控制三端稳压器的输出即稳压后的电压值。

电压比较器模块的主要作用是通过输入电压的大小产生相对应的高低电平来驱动继电器模块，其中一个输入端固定，另外一个输入端接电位器后接入，所以可以通过电位器的分压作用来控制这一输入端，而输出端电平的正负则是这两个输入的差。

继电器模块主要负责输出的切换，当输入电压的大于12V时将输出切换到三端稳压器的输出端，即整个电路的输出结果就是三端稳压器稳压后的电压值。

当输入电压值小于12V时，这切换到直接输出，即输入电压没经过三端稳压器二直接输出。

总体框图为：

2.2三端稳压器模块

该模块的重要组成部分是LM317芯片，它是一个三端可调正稳压器集成电路。

顾名思义，它的作用就是稳压，它的输入端为Vin,输出端为Vout,输出端的电压由输出端Vout和GND端中接的电阻来控制，所以这两段中要接入一个电位器，可以通过调节阻值来控制输出电压。

LM317的图片见下图。

2.3电压比较器模块

该模块的主要部分是芯片LM393，其作用是电压比较器，它有两个输入端，一个为正，一个为负，而它的输出端则是正极减负极，在该设计电路中将负极的输入由一个稳压二极管固定在5V左右，而正极的输入则由一个电位器来控制，如果正极输入大于负极输入，则输出为正电平，可以驱动继电器工作，如正极输入小于负极输入，则输出为负电平，继电器无法工作。

LM393图片见下图。

2.4继电器模块

该模块相对来说比较简单，只是一个继电器，主要工作是如何正确接线使当电压比较器来驱动时恰好输出预期结果。

当接入的是正电平时继电器工作，接入是负电平时继电器不工作。

3各模块功能的实现

3.1三端稳压器模块的实现

根据上面讲的模块原理可以比较容易的实现该模块，在Vin端接入输入电压，在Vout端和GND端接入一个电位器和一个电阻，它们的关系是串联，再在这两端并联一个电容，则此模块就可以实现了，该模块的电路图见下图。

3.2电压比较器模块的实现

该模块实现起来相对来说比较复杂，因为要接的电阻电容较多，所以可以参考老师给的原理电路图，见下图。

3.3继电器模块

同上面说的，该模块的主要工作是如何正确接电路，其他的就没什么了，因为在这个模块中既没有电阻也没有电容，电路图见下图。

3.4整合后的原理图

将上述三个模块整合在一起就可以得到稳压器的完整电路原理图了，再将其简化美化，可以得到如下图的电路图。

将其原理讲述如下：

要想得到稳定的12V电压则317芯片是这个电路的关键，通过调节滑动变阻器的阻值可以控制输出端的电压大小，而此电路的边界条件是12V，需要区分12V上下的不同电路，则是由继电器来控制，从而将两种情况分为两条支路以达到所需条件，只要继电器的输入电压足够12V它就将开关吸过来而导通从317输出的电压，而不足12V时则只能将此时的电压直接输出，继电器的控制是由LM393比较器的输出电压来控制的，比较器输出高电平则继电器工作，反之则不工作，比较器的工作原理是当正输入端口的输入电压比负输入端口端口的电压大时，输出为高电平，反之则是低电平，而负输入端口的输入已被一个5V左右的稳压管所控制，所以它的输入电压是个定值，只要通过滑动变阻器来改变正输入端口的输入电压，就能控制输出电平。

这就是整个电路的原理。

3.5PCB板图

在PROTEL软件上画出稳压器的原理图，就可以画出其对应的PCB板图了，见下图：

4总结

4.1遇到的问题

总的来说在这个稳压器的设计上遇到的问题还是很多的，最主要的问题就是老师给的元器件没见过也没学过，所以要自己从网上或者图书馆去找资料，尤其是LM393，它的接法有很多种，而每种接法对应的电路作用也是不一样的，所以还要分析在这个电路中到底应该用哪种接法。

每种芯片的作用，引脚图，接法就这样我们搞懂了，但后面的泡板子这些由于我是第一次接触所以弄得很烂，靠在实验室的同学帮忙才泡好的，在焊的过程中还有一点问题就是三极管的各个极如何区分，最后的一点问题是调节两个电位器来满足题目要求，也是一个比较繁琐的过程。

4.2解决方法

在芯片方面，我们主要的方法就是上网查资料，网上有很多芯片详细的资料，只要细心找一定会找到想要的。

由于自己对用PROTEL画PCB板和泡板子不是很熟悉。

所以在这一部分主要是靠朋友帮忙，而自己也在这个过程中学到很多东西。

最后一点是在焊板子和调试的过程中遇到的问题，由于自己犯的错误自己很难找出来，所以在这个部分就是一个找不出来调不出来的就让队友来调，这样效率大大增加。

4.3心得体会

在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。

我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。

平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。

而且还可以记住很多东西。

比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。

在焊接电路板时，依照电路图把各个线路连接起来，但是由于线路一多经常会把线路接错这样就会给调试阶段带来很多麻烦。

所以认真细致的接线是整个焊板过程的关键，焊接点上的金属圆盘不能承受长时间的热量，否则将被焊掉使这个焊点无法再继续正常焊接，焊接也有它的的技巧，焊丝与电焊接触的时间把握很重要，时间短了则热量不够无法融化焊丝，而时间长了则焊锡太多影响焊点周围，同时也不美观。

在调试时也要注意器件的特性，比如最大的工作电压或者器件是否已经满负荷了，最重要的是要小心供电不能超过器件的最大输入电压，否则很容易将器件烧坏，周围很多同学的器件也在不停的因此烧坏，所以要注意这点。

在这次课程设计中我体会到了一种与书本上不一样的感觉，把理论变为实践的过程中注定会遇到很多问题，只是在这些问题中我们不断的去探索去分析研究，把他们逐个解决，在解决问题的过程中我也得到了提高，这样的实践过程让我对书本上所学的知识有了更深的理解，对所用器件有了丰富的认知，这样记忆会更加深刻，以后再碰到同样的器件就可以直接上手了。

课程设计中团队合作也是一个值得我们注重的，在未来工作中，我们周围必然会与别人合作，所以培养团队合作意识是重要的，与队友协调工作是提高效率的最好方法。

5参考文献

[1]康华光等，电子技术基础模拟部分（第五版），高等教育出版社，2006年1月第5版P454页

[2] cc4，XX文库，2011年7月6日

6附录

附录1元器件清单：

序号

名称

型号

单位

数量

总数量

单价（元）

1

比较器

393

只

1

2

继电器

DC12V（T73）

只

1

3

电阻

10K

只

1

4

电阻

4.7K

只

4

5

电阻

240Ω

只

1

6

二极管

4007

只

2

7

三极管

9013

只

1

8

稳压管

5.1V/1W

只

1

9

8脚插座

只

1

10

电容

1μF

只

2

11

电位器

10K

只

1

12

电位器

200K

只

1

13

三端稳压块

317

只

1

14

排针

只

1

15

线路板

块

1

16

焊锡

卷

17

导线

卷

序号

名称

型号

单位

数量

总数量

单价（元）

1

比较器

393

只

1

2

继电器

DC12V（T73）

只

1

3

电阻

10K

只

1

4

电阻

4.7K

只

4

5

电阻

240Ω

只

1

6

二极管

4007

只

2

7

三极管

9013

只

1

8

稳压管

5.1V/1W

只

1

9

8脚插座

只

1

10

电容

1μF

只

2

11

电位器

10K

只

1

12

电位器

200K

只

1

13

三端稳压块

317

只

1

14

排针

只

1

15

线路板

块

1

16

焊锡

卷

17

导线

卷

附录2使用的仪器，工具：

电烙铁，示波器，螺丝刀，剪刀，万用表。

附录3作品照片图：