三级项目报告直流稳压电源.docx
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三级项目报告直流稳压电源
汕头大学工学院
三级项目报告
课程名称:
电子技术基础_模拟部分
三级项目题目:
直流稳压电源设计
指导教师:
系别:
电子工程系专业:
完成时间:
2013/12/22
小组活动记录
第小组第1次活动主持人:
活动名称
确定小组项目及组员前期分工
活动时间
2013-11-9
活动地点
参加人员
主要内容
1、确定小组项目
2、确定组员前期项目分工
活动过程
1、讨论备选项目方案,确定最终项目方案(直流稳压电源)
2、小组成员熟知项目原理
3、确定项目前期分工:
1)每个成员都参与电路仿真(计划10周之前完成)
2)蓝炜、郭自成负责焊接电路,组长郑春升负责线路点检查和结果测试(计划12周之前完成)
活动小结
基本确定项目的前期的各项安排
下一次活动安排
项目后期安排(项目性能检查和报告完成)
注:
以后的项目安排将不进行会议形式,成员在Q群上完成讨论和确定各种安排。
小组分工情况表
姓名
负责内容
(组长)
项目:
1、资料与元件收集
2、电路仿真
3、电路检查及测试
报告:
1、电源变压部分,稳压电路部分
2、电源的技术指标及要求,
3、报告的汇总及最后的完成
项目:
1、电路仿真、
2、电路焊接
报告:
整流电路部分
项目:
1、电路仿真、
2、电路焊接
报告:
滤波电路部分
小组成员评分:
报告目录
一、设计要求
二、设计原理
1、项目整体设计分析
2、电路主要部分原理分析
(1)整流电路
(2)滤波电路
(3)稳压电路
三、方案的仿真及实现
(1)仿真
(2)实现
四、稳压电源的技术指标测试
五、结论
六、小组成员心得:
七、参考文献
题目:
直流稳压电源设计
一、设计要求:
输出最大9V的直流稳压电源,且0到9V范围内输出电压可调,电压源稳定性较高,带负载能力较强。
二、设计原理
1、项目整体设计分析
以全波整流电路作为整流网络,以极性电容作为滤波网络,采用固定式三端集成稳压电路7805设计制作连续可调的双极型直流稳压电源。
如下图所示,220V(幅值311V)50Hz市电经变压器降压输出12V交流,经桥堆整流、大电容滤波后分别经过集成稳压块LM7805C作用得到5V的直流输出。
稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成,如图1所示
图1直流电源系统方框图
电源变压器:
将电网提供的220V交流电压转换为各种电路设备所需的交流电压。
整流电路:
利用单向导电器件将交流电转换成脉动直流电路。
滤波电路:
利用储能元件(电感或电容)把脉动直流电转换成比较平坦的直流电。
稳压电路:
利用电路的调整作用使输出电压稳定的过程称为稳压。
具体电路如下:
图2总设计电路图
图中输入电容C4用于抑制纹波电压,输出电容C3用于消振,缓冲冲击性负载,保证电路工作稳定。
R2是滑动变阻器,可以调节输出的电压。
R1是限流电阻,防止线路电流太大。
2、电路主要部分原理分析
(1)整流电路
桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。
这种电路,只要增加两只二极管口连接成“桥”式结构,便具有全波整流电路充分利用电能的优点,而同时在一定程度上克服了它的制作麻烦的缺点。
桥式整流电路的工作原理如下:
电源V1为正半周时,对D1,D3和方向电压,D1,D3导通;对D2,D4加反向电压,D2,D4截止。
电路中构成V1、D1、R1、D3通电回路,在R1,上形成上正下负的半波整洗电压,e2为负半周时,对D2.D4加正向电压,D2.D4导通;对D1,D3加反向电压,D1,D3截止。
电路中构成V1、D2、R1、D4通电回路,同样在R1上形成上正下负的另外半波的整流电压。
得到如下整流结果:
(2)滤波电路
滤波电容的作用简单讲是使滤波后输出的电压为稳定的直流电压,其工作原理是整流电压高于电容电压时电容充电,当整流电压低于电容电压时电容放电,在充放电的过程中,使输出电压基本稳定。
滤波电容容量大,因此一般采用电解电容,在接线时要注意电解电容的正、负极。
电容滤波电路利用电容的充、放电作用,使输出电压趋于平滑。
图3电容滤波电路
图4滤波电路的波形图
(3)稳压电路
LM7805集成稳压三极管输出电流可达1A,输出电压5V,具有过热保护,过流保护,输出晶体管SOL保护等。
图57805稳压电路
7805引脚图
电路中靠近引脚处接入电容C1、C2用来实现频率补偿,防止稳压器产生高频自激振荡和抑制电路引入的高频干扰。
三、方案的仿真及实现
(1)仿真
图6仿真输出波形图
图7最大输出电压图8调压结果
(2)实现
图9项目实物图
图10最大输出电压测试结果
图11调压测试结果
四、稳压电源的技术指标测试
稳定性:
当输入电压Usr(整流、滤波的输出电压)在规定范围内变动时,输出电压Usc的变化应该很小一般要求。
应满足
当负载为200
和10K
时,输出电压均为8.97V,测量结果如下图:
因此有
虽然测量结果的稳定性比理想值略大,但误差较小,因此可以确定该电压源的带负载能力的范围大于200
10K
带负载能力较强稳定性较高。
五、结论
综合测试表明,我们的设计基本满足了设计要求,制作出相对稳定的电源,输出电压能在0~9V之间的变换。
该设计具有良好的实用性。
六、小组成员心得:
1:
由于考虑到自身学习任务较为繁忙,因此因此我们小组将项目确定为较为简单直流稳压电源。
身为组长,由于项目较为简单,为了让各个成员都能更多的参与项目,我要求每个人都要做仿真和电路的焊接,报告方面每个人完成一部分,这样就实现所有组员的全程参与。
本来我们小组是准备制作一个正负5V的直流稳压电源的,但由于所购买的变压器无法实现此要求,因此后来改为制作0到9V的可调直流电压源。
虽然制作直流稳压电源简单轻松,但我们却能收获不少的项目经验和体验CDIO的全过程。
2:
通过这次项目,让自己的仿真软件用的更熟练了,第一次焊接电路板,虽然焊的的丑,但是后来基本掌握了技巧,速度也变快了,只要掌握原理,加以理解和操作,任何事都会很简单,发现问题并不急于问别人,而是自己分析问题所在,有助于提升自己的索敌技能并且增加信心。
3:
整个三级项目中,即从选题-设计电路-仿真电路-焊板-执行-调试,与EIP-CDIO的理念很接近,并且该项目是以小组的形式参与,不仅提高工作效率,而且整个过程中遇到问题可以一起讨论并有效的解决。
同时通过合理的分工合作,可以有条不紊的完成任务,并且相互学习,特别是对我基础稍差,了解的东西也不是很多的人,通过与组员之间的合作也学习到了不少东西,比如学会利用Altiumdesigner软件画原理图并生成PCB,进一步熟悉掌握Multium仿真软件制作仿真图,还有一些实际元器件的熟悉。
在制作电源的过程中,我是负责焊板部分,根据电路图将原件排好版并进行焊接,很幸运的是,经过焊板后外接变压器等,经过调试达到了我们的目标。
当然,我们也遇到一些问题,比如在仿真时,没有注意各种原件型号的要求,导致电路虽然正确,但最终结果却不正确。
还有一个贯穿整个项目的很重要的一点就是理论基础知识的积累还不够,需要上网找许多的资料来补充我的不足。
总之,通过这个项目学习到了很多东西,也有一很大的教训就是学好理论基础知识,并在这个知识的前提下再进一步创新,希望以后可以有更多地机会参与类似的项目,不断提升自我!
七、参考文献:
[1]康华光.电子技术基础模拟部分(第五版).北京:
高等教育出版社.
[2]《直流稳压电源设计制作报告》
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- 三级 项目 报告 直流 稳压电源