电源模块项目报告.docx
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电源模块项目报告.docx
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电源模块项目报告
宜宾职业技术学院
《外围电路模块设计》
项目设计报告
项目设计题目:
电源模块项目设计报告
系部:
电子信息与控制工程系
班级:
电子11201班
指导教师:
张一
小组成员:
蒲东
邓明辉
何培杉
郭琴
2013年10月16日
目录
一、引言.........................................................3
二、学习目的.....................................................4
三、学习内容.....................................................4
1、电池……...…………………………………………………………………….4
2、电源……...…………………………………………………………………….5
四、绘图过程.....................................................6
1、绘制原理图…………………………………………………………………....6
2、制作PCB板…………………………………………………………………...7
3、焊元器件………………………………………................................................7
4、调试……………………………………………………………………………7
五、知识点.......................................................8
六、总结..........................................................9
附录小组合作照片
一、引言
直流稳压电源是电子系统中不可缺少的设备之一,也是模拟电路理论知识的基本内容之一。
完成一个直流稳压电源的设计,并进行安装调试,既可以达到对模拟电路理论知识的较全面的运用,也能掌握模拟电路的实际安装调试技术,具有很好的使用价值。
由于不同的电子产品可能需要不同的电源,设计可调电源就会使需要不同电源的电子产品得到与之匹配的电源,从而使其能正常工作,使它的工作效率达到最高。
电源的优劣将会决定电子产品的使用寿命,因此,我们需要的是高质量的直流电源。
交流电网是220V的电压通过变压器将变为需要的电压值,然后通过整流电路将交流电压变成脉动的直流电压。
由于此脉动的直流电压还含有较大的波纹,从而得到平滑的直流电压。
但这样的电压还是会随电网电压波动、负载和温度等的变化而变化。
因而在整流、滤波电路之后,还须接稳压电路,保证输出的直流电压稳定。
直流稳压电源又称直流稳压器。
它的供电电压都是交流电压,当交流供电电压的电压或输出负载电阻变化时,稳压器的参数有电压稳压度、波纹系数和响应速度等。
此次的课程设计,要求输出±5V稳定电压。
要顺利完成这一设计,不仅需要熟悉了解课本上的知识,还要学会将理论知识应用到实践中,利用书籍资料来帮助自己。
二、学习目的
目前,各种类型的单片机在国内外获得了广泛应用,人们对单片机外围电路的设计也提出了更高的要求。
近年来,随着微电子技术、系统集成技术和电子技术的飞速发展,一大批新颖、独特、高集成度、高性价比的单片机外围电路器件如雨后春笋般竟相问世,这对于提高单片机测控系统的可靠性、安全性和性价比起到了重要的作用。
所以,我们要做一部具备多功能的智能小车。
三、学习内容
本次的课题主要讲的是外围电路的电源部分,外围电源有很多种,然而我们选择了最常见的一种(±5V电源)来制作PCB板,利用7805、7905设计输出一个±5V的直流稳压电源。
在智能小车硬件电路设计中,电源电路是其中重要的一个部分,它为系统其他各个模块提供所需电源。
智能小车的电源属于简易直流电源,它的功率输出为30W,电压控制在±5V内,误差控制在10﹪。
在我们生活上可能会接触到以下电源模块:
⒈电池
⑴镉镍电池:
镉镍电池标称电压为1.2V。
具有使用温度范围宽、循环和贮存寿命长、能以较大电流放电等特点,可重复500次以上的充放电,经济耐用,内阻小,是一种非常理想的直流供电电池。
但是不利于生态环境保护,污染大。
⑵银锌电池:
缺点是体积大、重量大,优点是寿命长,这种电池还有一个特点就是有记忆效应(使得服务寿命大大缩短)。
⑶锂电池:
缺点是怕高温、容量小,优点是体积小、重量小。
⑷电解电池:
需要电源才能电解,本身是个用电器,它是把电能转化为化学能的装置。
电解是使电流通过电解质溶液而在正、阴两极引起氧化还原反应的过程。
⒉电源
⑴变压器电源
主要作用是变压、整流。
变压器电源的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离。
10kVA以上为大功率,10kVA~0.5kVA为中功率,0.5kVA~25VA为小功率,25VA以下为微功率,传送功率不同,电源变压器的设计也不一样。
⑵分立元件电源
从结构上来说,分立元件电源精确度高,不是以集成电路组成的电路单元,而是单独的以二极管、三极管、电阻、电容组成的电路单元称为分立元件电路。
⑶集成电源
从结构上来说,精确度不高,但是方便。
损耗底、体积小、干扰小和可靠性高。
高效率是集成电源的基本特点,是实现更小体积、更宽输入范围、更优异指标的基础。
⑷开关电源
从原理上来说,是实现交流电→变压→滤波→整流→直流电的过程。
目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
开关电源一般有三种工作模式:
频率、脉冲宽度固定模式,频率固定、脉冲宽度可变模式,频率、脉冲宽度可变模式。
⑸简易电源
从原理上来说,就是电磁感应。
输出为交流的线性电源。
⑹交流电源
理想的交流电源是频率稳定、电压稳定、内阻等于零、电压波形为纯正弦波。
四、绘图过程
⒈绘原理图过程
首先,打开Protel99绘制好原理图后进行电气检测时会出现一些错误,这些错误一般情况下都是因为我们的不仔细而引起的。
比如说,没有给原件标上文本、线路上多画了一些节点等等一些比较细微的问题。
图1电源模块原理图
⒉制作PCB板的过程
首先,在制作PCB图之前应该先画出原理图,打开Protel99这个软件绘制原理图进行电气检测,封装原件,生成网络表。
其次,就是绘制PCB图,链接原件封装,生成PCB板,这样PCB板就生成了。
图2电源模块PCB图
⒊焊元器件
将所用到的元件插在万能板上,然后用电烙铁进行焊接。
最后给老师检查时,发现我们小组把电容和二极管插反了,经过修改,在我们小组的合作下,最终完成了这一步骤。
⒋调试
电路板接通电源后,用万用表接入输出端,测得结果如下:
、
时间(分钟)
+5V输出
-5V输出
10
5.008V
5.031V
20
5.008V
5.031V
30
5.008V
5.031V
图3检测表
总结:
从测得结果中可知道,+5V输出电压为5.008V,-5V输出电压为5.031V。
五、知识点
⒈PCB连线不能太紧,线与线不能用锐角,方形焊盘必须接地。
⒉36V-5V称之为弱电
⒊R:
分压,限流
L(H、MHz):
遇直流,没有反应,等于是导线
遇交流,频率越高,感抗越大
⒋C(F):
滤波
直流:
不通过
交流:
频率越小,容抗越大。
+5V—7805(三端稳压器)
-5V—7905
电容一般超过200uF是有极性电容
⒌波纹系数(DB):
±10%
⒍功率
最大电流:
能够承受最大电流的最小元件的电流
最大电压:
输出电压,输入
短路电流:
越大越好
六、总结
我们小组在本次项目的设计和制作中,深刻的认识到一个项目的成功与否,不仅仅取决于技术上的实现,还与完成的时间,产品的质量,团队的配合密切相关,所以良好的团队协作,透明坦诚的项目沟通,精细周密的研发安排,充裕的物料和人员安排,这样才能保证一个项目的成功。
首先我们小组要想出合适的方案,当原理图完成后,我们小组还要一起工作来完成PCB的设计。
然后将老师给我们准备的物料,完成板的贴装。
在调试的过程中我们小组还要配合测试的那个组员一起解决测试中发现的问题,等到产品完成,如果出现问题,还需要做到及时检查和修改。
所以我们小组锻炼出了良好的沟通能力,面对压力的调节能力,同一时间处理多个事务的协调和决断能力和良好平和的心态等等。
最重要的是细心和认真,因为硬件设计上的一个小疏忽往往就会造成非常大的经济损失,所以细心和认真的检查,负责任的测试,不懈的学习和积累,才能使得我们小组持续不断的进步,而后有所小成。
所以我们应熟能生巧,然后进行提炼、总结、学习、思考,持续改进,不断提高,终身学习。
附录小组合作照片
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