免费在线年直流稳压电源设计实验报告 2021年直流稳压电源设计实验报告 PAGE / NUMPAGES 2021年直流稳压电源设计实验报告 实训汇报 题目名称: 直流稳压电源电路 系 部: 电气与信息工程系 专业班级: 机 制 14-3 学生姓名: 郭欣欣 学 号: 211171 指导老师: 刘岩 完成日期: 1月17日 摘 要 伴随电子技术加快速度进行发展, 高性能电子电路对电源供电质量发展要求慢慢的升高, 怎样设计出能满足高性能电路要求高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量, 其输出电压品质直接决定电源性能好坏。 本试验意在利用交流变压器、 整流步骤、 滤波步骤和集成元件稳压电路将交流电压转化为直流电压输出, 而且对衡量稳压电路性能多个关键参数进行了测试和分析。 伴随电子技术加快速度进行发展, 高性能电子电路对电源供电质量发展要求越来 越高, 怎样设计出能满足高性能电路要求高精度电源便成为一大课题。直流稳 压源为电路提供直流电压和能量, 其输出电压品质直接决定电源性能好坏。本试验意在利用交流变压器、 整流步骤、 滤波步骤和集成元件LM317稳压电路将220V交流电压转化为5V直流电压输出, 而且对衡量稳压电路性能多个关键参数进行了测试和分析。 ? 关键词:?半波整流 电容滤波 稳压电路 稳压系数 纹波电压 ? 目 录 一、 设计的基本要求……………………………………………………………………… 1 二、 原理分析与设计步骤 1.直流稳压电路结构选择………………………………………………… 1 2.交流变压器………………………………………………………………… 2 3.整流电路…………………………………………………………………… 2 4.滤波电路…………………………………………………………………… 2 5.集成稳压电路 5.1集成稳压器件LM317…………………………………………………3 5.2 LM317经典接法………………………………………………………4 6.参数计算与器件选择……………………………………………………… 4 6.1电路参数计算…………………………………………………………4 6.2元器件清单……………………………………………………………5 三、 试验步骤与测试结果 1.电路搭接与仪器调试……………………………………………………… 6 2.性能参数测试 2.1稳压系数测量…………………………………………………… 6 2.2输出电阻测量…………………………………………………… 6 2.3纹波电压测量…………………………………………………… 7 2.4测量结果分析……………………………………………………… 7 四、 试验小结……………………………………………………………………… 7 一、 设计的基本要求 以下表所表示: 输出电压 5V、 9V、 12V、 5V、 9V、 12V, 固定、 可调均可 输出电流 最大600mA 其她要求 依据具体电路参数确定 二、 原理分析与设计步骤 2.1直流稳压电路结构选择 直流稳压电源基础结构如图2-1所表示, 分为四个基础步骤, 即电源变压器、 整流电路、 滤波电路和稳压电路。据此确定欲设计电路结构如图2-2所表示 图2-1 图2-2 2.1.1交流变压器 将220V交流电压降低至一定幅度以使后级稳压电路正常工作。 2.1.2整流电路 将交流电压转换成脉动直流电压, 分为半波整流、 全波整流和桥式整流。本试验采取二极管桥式整流电路, 电路结构如图2-3所表示。 图2-3 整流原理以下: 输出电压平均值 输出电流平均值 二极管电流平均值 二极管电流有效值 变压器副边电流有效值 二极管最大反向电压 2.1.3滤波电路 本试验采取电容滤波电路, 如图4.1所表示。电容滤波电路充电时间常数（为二极管正向导通电阻）很小而放电时间常数较大, 充电快而放电慢, 达成滤波效果。该电路有以下特点: 输出电压平均值与时间常数相关。越大, 电容放电越慢, 输出电压平均值越大。纯电阻负载时, 通常取（T为交流电源电压周期）; 非纯电阻负载时, 通常取 图2-4 2.2集成稳压电路 2.2.1 LM317 LM317是一款可调整三端稳压器, 在输出电压范围为1.25V到25V时可提供最大1.5A电流,它只需要两个外部电阻来设置输出电压。 管脚排列见图5.1.1。 管脚 1.调整端Adjust2.输出端Vout3.输入端Vin 管脚 1.调整端Adjust 2.输出端Vout 3.输入端Vin 图2-2-1 图 2-5 2.2.2 LM317经典接法 LM317经典接法如图2-2-1所表示。 工作时, LM317建立并保持输出端与调整端之间1.25V标称参考电压（Vref）, 该标称电压经过电阻R1转换成编程电流（Iprog）, 经由R2流到大地。输出电压为: 其中为调整端电流, 小于。调整电位器R2, 便可以在一定程度上完成输出电压可调目。D为保护二极管, 用以预防C2向调整端放电; 为输入旁路电容, 用以减小稳压器对输入电源阻抗敏感性; 作为调整端旁路电容, 用以提升纹波抑制比, 预防输出电压增大时纹波被同时放大。 在确保一定电源调整率时, 要求（见LM317汉字技术手册）, 本试验要求, 所以有。选择, 理由是: 因为LM317调整端电流极小, 故输入电流约等于输出电流。负载一定时, 其消耗功率保持不变。输入电压越大, 输入功率就越大, 输出功率不变, 就会有更多功率消耗在LM317内部, 器件轻易过热烧坏。所以在满足规定的要求范围内, 输入电压越小越好, 故取。 2.3参数计算与器件选择 2.3.1电路参数计算 图3-1 （1）稳压器件选择LM317, 稳压输出5.0V; （2）输出滤波电容 作用是使输出电压波形更平滑, 降低负载对电源影响。因为LM317稳压电路中已经采取调整端旁路电容抑制输出纹波, 相当于输出滤波电容。 （3）稳压器前小滤波电容C2 依据LM317技术手册, 选择稳压器前端小滤波电容。因为电解电容高频特征差, C3使用无极性小容量电容。 （4）滤波电容C1 滤波负载不是纯电阻时, 通常有 取时, 计算得 , 结合真实的情况, 取。 （5）二极管与变压器 依据技术手册, 为使稳压器空载时能正常工作, R1中电流应取, 则, 选择得。依据真实的情况选择满量程为电位器。 最大输出电流等于0.6A时, 即时, 。因为调整端电流很小, 故输入输出电流基础相等, 即。 依据电容滤波及桥式整流电路特点, 得到 二极管电流平均值和有效值分别为 , 变压器副边电流有效值, 故副边功率; 整流二极管承受最大反向电压 依据以上计算, 选择对应型号二极管与变压器。至此电路参数已完全确定。 2.3.2元器件清单 试验所用元器件种类数目及测量仪器清单如表3.2所表示。 表3.2 项目 型号 数目 二极管 5 电位器 量程 1 电阻 1 电容 0.1uF、 10uF、 2200uF 各一个 变压器 220:14 1 滑动变阻器 1 面包板 1 示波器 1 万用表 充当电压表、 电流表 2 三、 试验步骤与测试结果 3.1电路搭接与仪器调试 依据原理图在面包板上搭接试验电路, 确定连接无误后接通电源测试。 3.1.1稳压系数测量 参数说明: 稳压系数也叫电压调整率, 是指环境和温度和负载不变得情况下, 输入电压改变引发输出电压改变程度, 定义为输出电压相对改变与输入电压相对改变比值, 即 测量步骤: 使输出电流保持在额定值, 保持负载不变, 改变输入电压, 用万用表直流电压档测输出电压。 测量结果: 输入电压/V 输出电压/V 220 5.026 198 5.025 220 5.026 稳压系数 3.1.2输出电阻测量 参数说明: 直流稳压源输出电阻即直流电源内阻, 越小越好。若电源内阻过大, 则当负载电阻较小时, 内阻分压将不可忽略, 对电源正确度造成影响。 测量步骤: 保持输入电压不变, 大范围改变负载阻值, 测量负载电压和负载电流改变值, 由戴维宁定理可知, 二者比值即稳压源输出电阻。测量电压和电流分别用万用表直流电压档和电流档, 电流表外接。 测量结果: 输出电压/V 输出电流/mA 5.012 96.9 4.967 349.8 稳压源输出电阻 3.1.3纹波电压测量 参数说明: 尽管经过了整流和滤波, 也不可能将输出电压中交流成份完全滤除, 所以输出电压仍存在较小波动, 即纹波。纹波越小, 表明稳压电源性能越好, 输出电压品质越好。 测量步骤: 使电路工作在额定电流下, 用示波器观察输出电压, 并使用交流耦合档观察纹波电压, 用Measure档测量其峰峰值, 做统计。 测量结果: 3.2测量结果分析 从以上三个参数测量结果来看, 直流稳压源稳压系数较小, 说明输入改变对输出电压影响较小。这项指标意义在于, 即使稳压源所处环境和温度等原因发生猛烈改变而造成输入电压大幅改变, 也能确保输出电压改变控制在一定较小范围内。输出电阻为, 是一个比较小值。相对于5.0V直流输出, 8mV峰峰值纹波几乎能够忽略。综上, 此次试验所设计直流稳压源基础满足设计的基本要求。 四、 电路板装配及要求 4.1元器件安装 印制电路板装配是用来表示元器件及零部件、 整件与印制电路板连接关系图样。关键包含元器件安装和焊接两个方面内容。在焊接前必需画一张与电路板大小原理图, 而且贴在板上面。 在PCB装配图绘制和元器件安装过程中, 要遵照下面要求: 安装元器件必需经过检验合格。 （1） 装配图上元器件通常以图形符号表示, 有时也可用简化外形轮廓表示。采取外形轮廓表示时, 应标明与装配方向相关符号、 代号和文字等。 （2）元器件安装要进行焊前清洁工作, 元器件安装次序应该根据先安装体积小元器件, 再安装体积较大元器件; 并根据从左到右, 从上到下次序。 （3）在安装带有极性元器件时, 应注意其方向; 元器件表面有标注, 要使标注朝上; 各器件安装应整齐、 规范。 4.2元器件焊接 焊接工艺过程通常可根据五个步骤进行: 第一步, 焊前准备。用刮刀、 砂纸或助焊剂除去元器件表面氧化层, 以保持焊前清洁。 第二步, 焊件装配。将元器件按工艺技术要求插装到PCB板上。 第三步, 加热焊接。焊接过程可以通过手工或自动焊接进行。 第四步, 焊后清理。用无水酒精或香蕉水清洁焊点周围焊剂残留物。 第五步, 质量检验。包含外观检验和电气性能检验。 对于元器件焊接, 应遵照以下要求: 保持烙铁头清洁。 增加烙铁头与元件接触面积来加紧传热。 加热要靠焊锡桥, 也就是说要保持烙铁头上有少许焊锡, 作为加热时烙铁头与焊件之间传热桥梁。 在焊锡凝固之前不能动, 防止造成焊点结构疏松或虚焊。 焊锡、 焊剂用量要合适。通常说来, 焊锡丝直径要小于焊盘直径。 不要使用烙铁头作为运输焊锡工具。首先, 待焊件没有预热; 其次, 会造成助焊剂过高温度而碳化。 最关键是, 要掌握焊接温度和加热时间。焊接温度过低或加热时间不够, 会造成焊料不能充足浸润焊件, 形成虚焊; 反之, 除了可能会造成元器件损坏以外, 还会造成助焊剂碳化和损伤PCB板。 四、 试验小结 经过此次试验, 我对直流稳压电源工作原理有了更深刻认识, 对整流步骤、 电容滤波步骤、 集成三端稳压器经典电路等有了一定把握。同时, 在试验过程中, 我们碰到了不懂问题, 经过查阅书本、 请教老师和组员之间相互讨论, 最终弄明白了原理, 处理了问题, 理论应用到实践能力得到提升。因为是设计性试验, 电路结构和器件参数完全自己计算确定, 这时我学会了衡量元器件性能好坏指标和选择器件依据。 在实习中, 我锻炼了自己动手能力, 提升了自己处理问题能力。经过此次实践也培养了我理论联络实际能力, 提升了我分析问题和处理问题能力, 增强了独立工作上的能力。在这次设计中, 我也碰到了不少问题, 幸运是, 最终一一处理了碰到问题。在我们碰到不懂问题时, 利用网上和图书馆资源, 搜索查找得到要信息及和队友之间相互讨论显得尤其关键了, 我明白了团体合作关键性。这次制作也让我们感受到, 我们在电子方面学到只是很小一部分知识, 我们应该更多时间来自主学习相关知识。 参 考 文 献 ? 1、 王卫平主编, 《电工产品制造工艺》, 高等教育出版社, 2、 唐程山主编, 《电子技术》高等教育出版社, 3、 王扬帆主编, 《电子技术实训教程》大连理工出版社, 4、 胡宴如主编, 《模拟电子技术》高等教育出版社, 5、 杨志忠主编, 《数字电子技术》高等教育出版社, 实训评定意见 设计题目 直流稳压电源电路 系 部 电气与信息工程系 专业班级 机制14-3 学生姓名 郭欣欣 学生学号 211171 评定意见: 评定成绩: 指导老师（署名）: 年 月 日 新疆工程学院 电气与信息工程 系(部)实训任务书 /上学期 1月5日 专业 机械设计制造及其自动化 班级 机制14-3 课程名称 电工电子综合实训 设计题目 直流稳压电源电路 指导老师 刘岩 起止时间 .1.8-.1.19 周数 2 设计地点 试验楼 实训目: 1、 落实理论联络实际教学标准, 巩固和扩大已学过电子技术基础知识, 为技术基础课和专业课程学习建立初步感性认识并提升学生工程实践能力。 2、 掌握印刷电路板设计与制作基础方法。 3、 了解电子科技类产品生产的全部过程, 包含生产的基本工艺步骤, 电子元器件识别、 老化、 筛选、 测试、 焊接、 装配及调试, 掌握电子线路安装、 焊接和调试基础技能。 4、 了解一个电子设备关键零部件工艺流程技术方面的要求、 结构原理以及装配调试工艺。 5、 培育学生劳动观念, 加强组织性和纪律性, 促进学生综合素养全方面提升。 实训任务或关键技术指标: 1、 电子电路设计能力训练, 熟悉所制作电路工作原理, 能画出原理图和安装图。 2、 电子电路制作能力训练, 掌握印刷电路板（PCB）设计方法与制作流程与工艺。 实训进度与要求: 第一周: 电子设计与制作 要求: 学生依据设计的基本要求, 自己设计电路; 掌握电子电路设计方法; 熟悉多种电子元件、 集成电路性能及使用方法; 了解焊料与焊剂, 熟悉焊接工艺; 很好地掌握焊接技术, 确保焊接质量; 了解和掌握印刷板装配工艺。 第二周: 电子设制与撰写汇报 要求: 制作电路并进行调试; 按统一要求撰写实训汇报 关键参考书及参考资料: 1、 王卫平主编, 《电工产品制造工艺》, 高等教育出版社, 3、 唐程山主编, 《电子技术》高等教育出版社, 3、 王扬帆主编, 《电子技术实训教程》大连理工出版社, 3、 胡宴如主编, 《模拟电子技术》高等教育出版社, 3、 杨志忠主编, 《数字电子技术》高等教育出版社, 教研室主任（署名） 系（部）主任（署名）

  测测基础认证题库咨询师职业道德与守则考试题库答案-测测达人版.docx

  2023年沈阳高新发展投资控股集团有限公司招聘考试试题及答案解析.docx

  原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者