模擬電子技術(shù)課程設(shè)計報告設(shè)計題目：串聯(lián)式穩(wěn)壓電源設(shè)計 姓 名： 學(xué) 號： 班 級： 同組姓名： 指導(dǎo)老師： 成 績： 設(shè)計時間： 2012.12.252012.1.10 摘要 直流穩(wěn)壓電源一般由變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。變壓器把市交流電壓220V變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟姟Ｕ髌靼呀涣麟娮優(yōu)橹绷麟?。?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。本設(shè)計主要采用直流穩(wěn)壓構(gòu)成集成穩(wěn)壓電路，通過變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓過程將220V交流電變成穩(wěn)定的直流電，并實現(xiàn)電壓在612V可調(diào)。關(guān)鍵詞：穩(wěn)壓 變壓 整流一、 實驗?zāi)康模?）掌握集成穩(wěn)壓電源的實驗方法（2）掌握用變壓器、整流二極管、濾波電容和集成穩(wěn)壓器來設(shè)計直流穩(wěn)壓電源（3）掌握直流穩(wěn)壓電源的主要性能參數(shù)及測試方法（4）進一步培養(yǎng)工藝素質(zhì)和提高基本技能二、實驗要求1）用晶體管組成設(shè)計串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源電路2）要求輸出：輸出直流電壓Vo12V0.2V輸出直流電流Io0-200mA電網(wǎng)電壓(220V)波動范圍為10%輸出內(nèi)阻ro0.1輸出紋波電壓Voac2mV有過流保護3) 畫出電路圖，寫總結(jié)報告模擬電子技術(shù)課程設(shè)計三、實驗原理與方案選擇1、穩(wěn)壓電源的組成原理直流穩(wěn)壓電源一般有電源變壓器、整流電路、濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖和波形變換如下：（1） 電源變壓器：將電網(wǎng)220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需的低電壓。 （2） 整流電路：一般由具有單向?qū)щ娦缘亩O管構(gòu)成，經(jīng)常采用單相半波、單相全波和單相橋式整流電路。應(yīng)用最為廣泛的是橋式整流電路，4個二極管輪流導(dǎo)通，無論正半周還是負半周，流過負載的電流方向是一致的，形成全波整流，將變壓器輸出的交流電壓變成了脈動的直流電壓。 輸出波形： （3） 濾波電路：加入電容濾波電路后，由于電容是儲能元件，利用其充放電特性，使輸出波形平滑，減小直流電中的脈動成分，以達到濾波的目的。為了使濾波效果更好，可選用大電容的電容為濾波電容。因為電容的放電時間常數(shù)越大，放電過程越慢，脈動成分越少，同時使得電壓更高。輸出波形： （4） 穩(wěn)壓電路：穩(wěn)定輸出電壓。穩(wěn)壓電路種類很多，包括穩(wěn)壓管，串聯(lián)穩(wěn)壓，集成穩(wěn)壓器等。該實驗中我們選用的是三端式固定輸出穩(wěn)壓器7805，78122、方案選擇串聯(lián)型穩(wěn)壓電源有兩種方案可供選擇：分立元件串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電路和集成穩(wěn)壓塊穩(wěn)壓電路。1）分立元件串聯(lián)型穩(wěn)壓電路典型的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路見下圖2所示。是由調(diào)整環(huán)節(jié)，比較放大環(huán)節(jié)，基準環(huán)節(jié)和取樣環(huán)節(jié)所組成的電壓負反饋閉環(huán)系統(tǒng)。取樣環(huán)節(jié)：由R1、R2和RP組成的分壓電路。它將輸出電壓U0的變化取回一部分UF（稱取樣電壓）送刀比較放大器的基極?；鶞虱h(huán)節(jié)：由限流電阻R3和穩(wěn)壓管DZ組成，為比較放大器T2的發(fā)射極提供一個穩(wěn)定的基準電壓UZ。比較放大環(huán)節(jié)：由T2、R4組成，R4為T2的集電極負載電阻。比較放大器對取樣電壓UF和基準電壓UZ的差值進行放大，去控制T1的基極。調(diào)整環(huán)節(jié)：由基極偏置電阻R4及調(diào)整管組成。實際它是一個射極輸出器調(diào)整管T1起電壓調(diào)節(jié)作用，其C，E極間的管壓降UCE1受比較放大器誤差電壓的控制，由于起電壓調(diào)節(jié)作用的調(diào)整管T1與負載是串聯(lián)的，故稱為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。2）集成穩(wěn)壓塊穩(wěn)壓電路集成穩(wěn)壓器多采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，組成框圖如圖3所示。除基本穩(wěn)壓電路外，常接有各種保護電路，當(dāng)集成穩(wěn)壓器過載時，使其免于損壞。 圖3 三端集成穩(wěn)壓器電路框圖由于分立串聯(lián)型穩(wěn)壓電路輸出電流較大，穩(wěn)壓精度較高，應(yīng)用廣泛，滿足本設(shè)計指標(biāo)要求，故本實驗采用分立元件串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電源。最終電路圖設(shè)計四 、材料清單：1. 整流二極管 1n4001 4只2. 電解電容 1000u/25V 2只3. 三極管 9013 4只4. 大功率三極管 3A/50V 1只5. 紅色發(fā)光二極管 1只6. 大電阻： 2.7/1W 1只7. 1/4W電阻：510，1.5K，2K ，5.6K，10K， 各1只8. 電位器（可調(diào)電阻）：2.5 2只9. 瓷片電容： 0.01 2只10. 變壓器： 15V/220V 5W 1只11. 80100mm2 萬能印刷板 1塊12. 導(dǎo)線、焊錫若干13. 二芯帶插頭電源線 1根五、元件參數(shù)計算（1）整流電路參數(shù)輸出電壓平均值：輸出電流平均值：平均整流電流：最大反向電壓：整流二極管的選擇（考慮電網(wǎng)%波動）：六、安裝與調(diào)試1元器件的識別與檢測在將元器件插裝到印制電路板上之前，應(yīng)對所裝配的元器件進行識別與檢測，保留合格品，更換不合格品。2元器件的插裝和焊接1） 首先在通用板上布局好各元器件的焊接位置。2） 焊接順序：電阻、二極管、IC插座、三極管、電容器，逐一焊接。先焊平面的，后焊立體的，原則是有利于焊接。要求臥裝水平、豎裝垂直、相同元件等高。要特別注意元器件的安裝方向！元件的安裝高度是否適中。3）焊接要點：將元件整形后插入對應(yīng)位置，電路板平放在臺面上，一手握烙鐵對焊盤和引腳同時接觸預(yù)熱，另一手持焊錫絲與焊盤處烙鐵接觸，使錫絲熔化，當(dāng)錫絲熔化一定量時（多了不好少了不行），立即將錫絲離去，烙鐵繼續(xù)保持少許時間，讓焊錫圍繞焊盤自由流動，形成一個完全覆蓋焊盤的鐘形（忌諱球形）焊點。切勿將焊錫先溶化在烙鐵上再去焊接，這樣錫絲里的助焊劑在未焊接前先揮發(fā)了，不利于焊接，而且焊點沒有光澤。4）按照接線要求位置，將連接線焊接到對應(yīng)的插孔。注意導(dǎo)線顏色！5）剪腳：元件焊好后，將多余引腳剪掉，剪腳后的焊點應(yīng)露出引腳0.5-1mm。6）檢查元件有無錯焊、漏焊，引腳是否正確無誤。7）通電測試。 3通電調(diào)試與故障排除通電調(diào)試前，應(yīng)將焊好的電路板認真檢查，看看各個元器件有無插錯，電容的極性是否正確，三極管（或集成塊）的管腳是否正確，整流二極管接反了沒有，確定無誤后再通電調(diào)試。通電觀察：通電后不要急于測量電氣指標(biāo)，而要觀察電路有無異?，F(xiàn)象，例如有無冒煙現(xiàn)象，有無異常氣味，手摸晶體三極管（或集成電路）外封裝，是否發(fā)燙等。如果出現(xiàn)異常現(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)斷電源，待排除故障后再通電。4直流穩(wěn)壓電源主要技術(shù)指標(biāo)的測試 （1）輸出電壓可調(diào)范圍的測量 按電路圖所示接線通電，用螺絲刀調(diào)節(jié)電路中電位器的大小，用萬用表直流電壓檔測量電源輸出電壓的值，記錄對應(yīng)的輸出電壓UOmin和UOmax。則該穩(wěn)壓電源輸出電壓的可調(diào)范圍為UOmin UOmax 。 （3）輸出電阻Ro 將輸入端短接，在輸出端加一個直流電源U，用萬用表直流電流檔測量輸出端電流I,輸出電阻R=U/I. （4）最大輸出電流和輸出保護電流的測量 按圖接好電路，在空載下調(diào)節(jié)電路板上的電位器，用萬用表測量輸出端電壓，使輸出端電壓為12V。在輸出端接一個負載電位器，通電，用螺絲刀調(diào)節(jié)負載電位器，用萬用表電流檔測量負載電位器上的電流，測出最大輸出電流。五、結(jié)論與心得首次接觸這些電子元器件，剛開始制作無從下手，購買到工具后沒有急著制作。第一步，查找電路實驗設(shè)計相關(guān)資料，了解實驗原理，確定好實驗設(shè)計方案，畫出電路圖，認真分析電路圖并進行相關(guān)計算。第二步，先是查找資料及說明書，在網(wǎng)上看操作視屏，了解萬用表、電烙鐵等工具的使用方法。第三步，接著就是用萬用表以及網(wǎng)上查找資料識別和測量電子元器件的相關(guān)信息。第四步，就是開始將元器件焊接到電路板上。第五步，仔細檢查焊接結(jié)果后通電測試。其中第四步的焊接我感覺對初學(xué)者有些難度，缺乏焊接經(jīng)驗。對電烙鐵的選擇，使用，以及在焊接中錫絲融化的多少才合適，烙鐵頭接觸錫絲以及元器件的時間長短，還有助焊劑松香的搭配使用，元件的剪腳等都會影響焊接的結(jié)果。我們整整花了5個多小時的焊接才大致完成焊接過程。在這次制作實驗中我學(xué)到了很多東西，對此也很感興趣，也學(xué)到了不少焊接的經(jīng)驗，學(xué)會對一些簡單的元器件的識別與檢測，了解了一些工具的使用方法。最令我感到有成就感的是在大家很多測試不成功的電路板中我們的電路板直接一次性通過測試，完全沒有改接。唯一感到有所遺憾的是電路板焊接反了。這樣的實驗培養(yǎng)了我們的動手能力，所謂熟能生巧，在布線，焊接，檢查電路各種方面我們都有很大的提高。一個實驗只要認真對待，不管結(jié)果怎樣，我們一定會有收獲。六、參考文獻1 童詩白，華成英主編. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第四版. 高等教育出版社，2006.2 陳大欽. 電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗（電子電路實驗，設(shè)計，仿真），高等教育出版社 3 上網(wǎng)查找的資料