模拟电子技术与基础课程设计报告.docx
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模拟电子技术与基础课程设计报告
模拟电路课程设计报告
设计课题:
调压控制器
专业班级:
电子班
学生姓名:
***
学号:
20080220300*
指教教师:
***老师
设计时间:
2010年6月14~7月15日
目录
一、设计任务与要求…………………………………………·3
二、方案设计与论证…………………………………………·3
1设计思路与基本原理……………………………………………………·3
2方案的分析和设计………………………………………………………·3
三、单元电路的设计…………………………………………·4
1、整流、滤波、取样电路的设计…………………………………………·4
2稳压电压(基准电压)的设计…………………………………………···5
3滞回比较器…………………………………………………………………5
4执行机构-继电器的设计…………………………………………………6
四、元器件清单及总原理图…………………………………6
1元器件清单………………………………………………………………….6
2总原理图………………………………..……………………...……………7
3元件参数的计算……………………………………………………………8
五、安装和调试…………………………………………………9
六、性能测试和分析……………………………………………9
七、结论和心得…………………………………………………9
八、参考文献……………………………………………………10
调压控制器
一、设计任务与要求
1、设计并制作用调压控制器,能指示电压过压、欠压。
2、执行部分的继电器不能同时工作
3、当输入信号Ui<213V时,亮一盏灯;当输入信号Ui>226V时,亮另一盏灯。
二、方案设计与论证
1设计思路与基本原理
输入信号经过整流、滤波以后得到直流电压,与交流电压226V、213V转换而来的直流基准电压,经比较器判断以后,相应的指示灯做出指示后经放大电路将信号放大后,使继电器吸合,让继电器后的执行电路做出相应的调节。
调压控制器的原理框图,如下:
2方案的分析和设计
方案一:
输入信号经过单相半波整流电路后,再经电感滤波后得到直流电压,经过双限比较器判断,当输入比较器的电压高于或基准电压时,比较器输出高电平,使发光二极管发亮,做出相应的指示,然后经过NPN三极管放大信号,是继电器吸合。
方案二:
输入信号经过单相桥式整流电路后,再经电容滤波后得到直流电压,再经滞回比较器比较判断,当输入比较器的直流电压高过基准电压时,比较器输出高出或低于平电压,相应的发光二管发光,做出相应的指示,并且此信号经过NPN管放大,使继电器的衔铁吸合,让后面的电路采取相应的措施。
方案三:
输入信号经过单相桥式整流电路整流后,再用电容滤波,得到较为稳定的直流电源后,与基准电压经滞回比较器比较,当输入信号高于基准电压的值时滞回比较器A输出高电平,B输出低电平,故使红色发光二极管导通并且发光,指示电压高于226V;当输入信号低于基准电压时,滞回比较器B输出高电平,A输出低电平,故使绿色发光二极管导通并发亮,指示电压低于213V。
进过发光二极管的信号通过NPN管的共射放大电路放大,从而使继电器的衔铁吸合,让后面部分的电路做出相应的反应。
通过相比较,方案三是最佳的!
首先,方案一选用的单相半波整流电路虽然结构简单,使用的元件少,但是它的输出波形脉动大,直流成分少,只有半个周期导电以至利用率低,并且使用电感滤波,虽能得到比较平滑的电流,避免了在整流管中产生较大的冲击电流,但是这电感滤波一般适用于大电流负载,且比较笨重,故而在这个设计中用电容比较合适。
另外,在比较器部分,选用滞回比较器要比双限比较器更好,抗干扰能力更强。
故而,方案三最佳!
三、单元电路的设计和参数计算
1整流、滤波、取样电路的设计
将交流信号转化成直流信号,通过电容滤波后得到此处的输出电压为1.2
选择滤波电容的容量:
C≥(3-5)
电容的耐压值应选大于
2稳压电源设计
稳压电源不仅为电路提供直流电源,还为比较器提供基准电压。
在三端集成稳压器的输入与输出端之间跨一个保护的二极管D1,其作用是在输入端短路时,使C3通过二极管放电,以便保护集成稳压器的调整管。
3滞回比较器
从取样电路输来的电压与基准电压做比较后,由输出端有低电平和高电平之分,所以二个发光二极管的发光情况会不同,以此来指示变压器输入端的电压情况
4执行机构-继电器的设计
在此处,用一个二极管与继电器并联,是为了在没有电压输入时,继电器的衔铁能缓缓落下,对继电器起到一个保护的作用。
四、元器件清单及总原理
1、元件清单
2、总原理图
2、调压控制器的原理图
PCB图
3元件参数的计算
=10V,Uo1=1.2
=12V,I=
=
mA=1.5mA,
=6V
则
=
=
K=4K,即当电位器从下往上滑至
时即可达到6V电压,故电位器选择5K,与电位器串联的定值电阻选择3K即可。
又电容耐压值为大于
=14V,故所用电容选耐压值为50V。
稳压电路中的限流电阻R1的选择,当电网电压最高和负载电流最小时,
的值最大,此时
不应超过允许的最大值,当电网电压最低和负载电流最大时,
的值最小,此时
不应低于其允许的最小值。
其他在比较器输入、输出端和基准电压端的电阻都定为5K,又滞回比较器的回差
=
=3V,所以
=
=5K
五、安装和调试
在Protel中画好PCB图,印制电路板,然后就是打孔,装上元器件焊好后就可以调试了。
改变电位器的滑动片,使得输入两个比较器的电压都达到6V,然后将电位器R13的滑动片往上滑动一点,使得输入比较器的电压高于6V,这时看红色发光二极管是否发亮。
同理,让R14的滑动片往下滑动一点使得输入电压一个低于6V,看这个时候绿色发光二极管是否发亮。
六、性能测试和分析
当输入比较器的电压高于6V时,红色发光二极管亮,指示滑动变阻器的输入交流电压高于226V;当电压低于6V时,绿色发光二极管亮,指示滑动变阻器的输入交流电压低于213V。
当交流电压在213V-226V之间时,指示灯不做任何反应。
七、结论和心得
这次课程设计,虽然听辛苦的,但是学到的东西也是非常多!
首先,让我们更进一步的了解了电子这个专业真正是干什么的,同时,也对我们学的电路和模电知识进行了一次考核,知道了自己在哪些方面是薄弱的,让我们清楚今后应该往哪个方向努力。
其次,在这次课程设计中学习Protel电路设计技术,可谓是像无头苍蝇般不知所措,很明显的感觉到自己学的东西不够用,在画图期间遇到了很多的困难,每次站在一个难题前都以为没有更难的了,但是当努力解决后就会发现后面的比之更难。
感觉自己是在解一道一道的锁,破一道一道的难关,每解开一道锁,我都是很高兴的,虽然在没高兴三分钟后又会有另外的锁在阻挡我前进。
我喜欢这样努力解决问题的感觉,很充实。
最后,这次课程设计,我要感谢很多人。
首先也是最重要的,是要感谢我的指导老师,因为黄老师认真负责,我们才会有这样的挑战机会和挑战的勇气跟信心,才会在这次的课程设计中收获颇多。
其次,也非常感谢刘老师的耐心教导,在画图期间帮助我解决了很多问题。
再者,我还必须感谢07届的学长们,虽不相识,但学长们通过QQ竟也不厌其烦、尽心尽力的帮忙回答一切我问的问题,让我想努力成为像他们一样厉害的人。
最后,还非常感谢与我一直努力的同班同学,大家一起辛苦就不觉得辛苦了!
这次的设计还有很多的不足之处,在很多方面都还缺乏经验,但是,我相信在老师的指导下,我们一定会做得越来越好。
八、参考文献
1.杨素行,模拟电子技术基础简明教程(第三版):
高等教育出版社,2005.
2.电子技术课程设计指导:
湖南大学,2009.(15).
3、哈尔滨工业大学编,继电器及其应用,图书馆
4、方佩敏,最新集成电路应用指南,图书馆
5、发明者电子设计宝典,福建科学技术出版社,图书馆
6、李万臣,模拟电子技术基础实验与课程设计,哈尔滨工业大学出版社,图书馆。
等等。
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