直流电源设计报告.docx

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直流电源设计报告

直流电源设计报告

姓名：

汪大理

11级电信04班

摘要：

本电源系统分稳压电源部分，输出短路保护部分，外围辅助部分三部分。

关键字：

电源

目录

题目.............................................3

（1）设计任务及要求.............................3

系统方案的选择与论证.............................3

（1）基本方案论证...............................3

1.电路部分方案选择...............................3

系统的硬件设计与实现.............................4

（1）系统各模块单元的理论分析与实际电路设计.....4

1.稳压电源部分电路设计...........................4

2.输出短路保护部分电路设计.......................7

（二）总设计原理图..............................8

调试（系统测试）过程.............................9

（1）测试仪器与设备.............................9

（2）测试过程...................................9

1.分模块测试.....................................9

2.整机系统测试...................................11

（3）结果分析...................................11

总结.............................................11

参考文献.........................................12

附录.............................................12

题目

（一）任务

设计一种输出常用电压的直流电压源。

（2）要求

1.有变压，整流，滤波，稳压，防震荡，输出短路保护等部分。

2.输出电压：

3.3v.+5v.-5v.+12v.-12v

系统方案的选择与论证

（一）基本方案论证

本设计硬件电路分变压电路部分，整流电路部分，滤波电路部分，稳压电路，输出短路保护电路部分五部分。

1.电路部分方案选择

方案一

采用LM317,LM337做稳压电路，分别满足输出+3.3v，+5v,+12v及-5v,-12v电压。

采用三极管，电阻，继电器通过三极管的导通截止构成输出短路保护电路。

但本设计输出电压的精度及输出短路保护的精度达不到要求。

方案二

采用LM317，LM7805,LM7812，LM7905，LM7912分别构成稳压电路输出+3.3v，+5v,+12v，-5v，-12v电压，采用LM324比较器，74LS00及继电器构成输出保护电路。

本设计能满足各项要求，精度比较高，成本较方案一稍高。

综上所述，设计方案二可以满足设计要求，并且更加可靠。

系统硬件设计与实现

（1）系统各模块单元的理论分析与实际电路设计

1.稳压电源部分电路设计

变压电路部分：

采用10：

1三抽头降压线圈将电压降到所需范围内，如图所示。

整流电路部分：

运用桥式整流电路将交流电转换为直流电，如图所示。

滤波电路部分：

用两个3300uF与两个2.2uF电容构成滤波电路，如图所示。

稳压电路部分：

采用LM317，LM7805,LM7812，LM7905，LM7912分别构成+3.3v，+5v,+12v，-5v，-12v稳压电路，如图所示。

2.输出短路电路部分：

分别设置LM324两个比较器的预置电压为+3v和-3v，当输出正常时，比较器LM324输出端为高电平，74LS00输出端为低电平，三极管截止，继电器不导通开关闭和，电源正常向外供电。

当输出短路电压低于+3v或高于-3v时，比较器LM324输出端变为低电平，74LS00输出变为高电平加在三极管的基极端使三级管导通，继电器导通开关断开，电源停止对外供电，实现短路保护。

如下图所示。

（二）总设计原理图

调试（系统测试）过程

（1）测试仪器与设备

序号名称数量

1数字万用表1

2实验电源1

（2）测试过程

1.分模块调试

（1）稳压模块调试

系统的调试先分模块进行，最后进行整机调试，以提高效率。

调试过程如下，分为测试分为稳压电路，输出保护电路两个大模块进行。

由于稳压电路采用的是LM78XX，LM79XX和LM317因此电路比较简单，调试较容易。

主要调试317使其输出电压在要求的范围内。

给电路接上15V左右的电压，分别测试各个端口电压，检验是否符合要求，测试数据如表一。

表一

模块

LM7805

LM7812

LM7905

LM7912

LM317

输出

+4.99V

+12.10V

-5.10V

-11.97V

+3.25V

给个端口接上一个约1ＫΩ的负载电阻，再上电进行测试，测试数据如下。

表二

模块

LM7805

LM7812

LM7905

LM7912

LM317

输出

+4.95V

+12.03V

-4.95V

-11.92V

+3.19V

（2）输出短路电路调试

输出短路电路的调试，主要检验比较器LM324，74LS00，NPN三极管以及继电器是否正常工作。

给芯片继电器通电，给输出短路保护电路的采样端加一正常电压V0（+3.0V

然后给采样端加一不正常电压（模拟短路电压）Ｖ１（-3.0V

测试数据如表三表四。

表三

端口

LM324输出端

74LS00输出端

NPNb端

电压

12.11V

0V

88uV

表四

端口

LM324输出端

74LS00输出端

NPNb端

电压

685mV

5.06V

1.73V

2.整机系统调试

将整个电路连接起来，上电检测输出电压是否正常，检测短路时，继电器是能正常工作，断开外接负载。

在稳压端的输入口接入15V电压，检测输出电压，与表一相差不大。

用导线将输出端正负极用导线连接起来，模拟短路，继电器正常工作，断开开关。

（3）结果分析

测试数据基本与理论数据相差不大，满足要求，短路保护电路正常工作能及时发挥保护作用。

总结

在设计制作的过程中，我始终关注系统的性能指标和运行的稳定性，本着稳定与精确并重的原则，采取了诸多的措施，完成了题目所规定的部分指标和要求，达到基本性能指标。

这是我第一次设计制作电子产品，虽然做得不是很好，但是收获还是很多，学到很多知识，在实践中也使所学的知识得到了运用掌握的更牢。

参考文献

康华光，模拟电子技术基础，高等教育出版社

康华光，数字电子技术基础，高等教育出版社

电子工业出版社，全国大学生电子设计竞赛训练教程，电子工业出版社

附录

主要元器件

名称数量作用

LM3171稳压

LM78051稳压

LM780121稳压

LM79051稳压

LM79121稳压

LM3241比较器

74LS001与非门

2N22221NPN三极管