直流稳压电源的原理与设计实验报告.docx

直流稳压电源的原理与设计实验报告一、设计任务及要求1． 设计任务设计一直流稳压电源，满足：（1） 当输入电压在 220V 交流时，输出直流电压为-30—30V；（2） 具有连续可调、双向输出；二、设计思路1．电源变压器：将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压，一般次级电压u2 较小2．整流电路：将变压器次级交流电压 u2 变成单向的直流电压 u3，它包含直流成份和许多谐波分量滤除脉动电压 u3 中的谐波分量，输出比较平滑的直流电压 u4该电压往往随电网电压和负载电流的变化而变化 3. 滤波电路： 可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压4．稳压电路：它能在电网电压和负载电流的变化时，保持输出直流电压的稳定它是直流稳压电源的重要组成部分，决定着直流电源的重要性能指标二、 单元电路的设计1） 电源变压器由于输出的电压可调范围是正负 30V，所以选择的变压器是 220V/36V2） 整流电路（选择桥式整流电路）桥式整流属于全波整流，它不是利用副边带有中心抽头的变压器,而是用四个二极管接成电桥形式，使在电压 V2的正负半周均有电流流过负载，在负载形成单方向的全波脉动电压。

3）滤波电路（电容滤波电路）整流电路输出波形中含有较多的纹波成分，与所要求的波形相去甚远所以通常在整流电路后接滤波电路以滤去整流输出电压的纹波滤波电路常有电容滤波，电感滤波等本设计中采用电容滤波电路图 10 电容滤波电路4）稳压电路（选择三端稳压器）1.稳压电路作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化能使输出直流电压不受影响，从而维持稳定的输出，常用集成稳压器，小功率稳压电源中经常使用三端集成稳压器2.常用的三端集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器常用可调式正压集成稳压器有 LM317 系列，它们的输出电压从 1.25V－37 伏可调，最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流为 1.5A其典型电路如图 2-5 所示，其中电阻 R1 与电位器 R2 组成输出电压调节器，输出电压 Uo 的表达式为： Uo＝1.25（1 ＋R2/R1）式中 R1 一般取120－ 240 欧姆，输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压（典型值为 1.25V） 三、总体电路图与工作原理1》 、总体电路图2》 、工作原理电源变压器把 220V 的电网电压降至所需电压然后由桥式整流电路把交流电压转换成脉动的直流电压，整流电路之后的滤波电路则减小脉动使输出电压平滑最后的稳压电路能在电网电压或负载电流变化是保持输出电压基本不变。

3》 、仿真列表 4》 、PCB 布置图 5》 、实物布局图6》 、实物布线7》 、实验分析1、布线过程：本次设计我们采用的是 PCB 电路板，不需要焊接搭线2、考虑到设计的简约性及输入输出的压差不能太大等方面的问题，在整流滤波输出级采用串联的方式，既节省了元件，又避免了压差过大对电路造成的损坏3、焊接过程：团队合作，分工明显，负责焊接的同学就承担了主要焊接任务首先把设计原理图分析透彻，根据原理图将实验器件合理放置在实验电路板上，按照器件由小到大，由低到高的顺序一次焊接由于个别器件焊接点比较紧密，焊接过程中，必须时刻集中注意力，注意焊接方法，对焊点形状、大小的控制4、测试过程：在测试前应多人检查电路，看看焊接的板子是否有短路情况测试的时候注意电源的接法，防止出现短路的情况如果在测试过程中出现芯片发热或者有烧焦的闻道应立即拔下变压器的电源防止发生爆炸的危险情况四、元器件列表元件名称 元件大小 元件数量 元件名称 元件大小 元件数量二极管 1N4007 10 个 极性电容 1 470UF 2 个可调电阻 4K 2 个 极性电容 2 4700UF 2 个电阻 100R 2 个 稳压器 LM317LM337各 1 个无极电容 103P 6 个 转换开关 2 档 1 个变压器 220v 转 30v 1 个 电压表 0v～50v 1 个五、市场调研名称 数量 价格电解电容（4700uf） 2 2.0电解电容（470uf） 2 1.2瓷片电容 103p 4 0.8瓷片电容 104p 2 0.4三极管（1n4007） 10 1.0电阻 （200Ω) 1 0.3可调电阻 (5kΩ) 20 0.4三端稳压器（lm317）1 0.5三端稳压器（lm337）1 0.7变压器（220v 转30v）1 24转换开关 1 3指针电压表 2 10六、心得体会经过第一阶段为期四周的课题实训，我们小组成员各个都受益匪浅。

本阶段的主容主要是应用模拟电路中经典知识之前学习过的基础知识没能很好的在实践中应用，借助这次难得的机会，我们都带着浓厚的兴趣，求知的迫切心情，积极向上的乐观态度，正确面对这次培训，提高了自身把知识转变为实践的能力同以往的课程设计有所不同，本次电子设计培训整体主要靠我们自己，无论是前期工作，原理图的设计，实验器件的选取，还是电路板的布局及焊接，调试与检测，老师主要起到作用，并没有太多的参与，这在更深层次上体现了同学们自己动手的能力由于这是我们第一次自主设计实验电路，在仿真过程中遇到不少问题，及时向老师咨询，或者上网查找相关资料成了我们解决问题的主要方法每次向老师咨询问题，老师都会很耐心地讲解，在此期间，我们也学到了很多分析问题以及正确处理问题的方法都说实践出真理，只有把所学的知识应用到实际当中，才能把知识掌握的更加牢固当然经验在这其中也显现出了举足轻重的作用比如器件的放置，PCB 连线的整体布局都影响设计的整体效果，同样的科目，我们小组设计出的电路图与学长们简单而又清晰的设计相对比，我们发现自己的电路有很多不足，通过改进我们获得很大收获在第一次调试过程中，我们发现电路虽然导通，但电阻元件变色发烫，电容爆炸，电位器无法改变电压值等故障问题。

我们重新测量，仔细排查，在我们的共同努力下，最终找到问题所在，负电压输出中由于正负电压方向颠倒导致这次测试失败的最根本原因我们吸取了经验教训，是团队的力量让我们勇敢面对自己犯的致命错误这次设计渗透了我们这个团队每一个成员的心血，无论是前期的准备工作，还是后期的实施及调试，每个环节我们都竭尽所能，通过多种渠道，利用多路资源，让整个计划更加完善，更富创意，更具特色只有相互协作，才能共同进步合理分工，团结一心是提高效率，顺利完成共同目标的关键由于这是我们团队第一次合作，在分工上多多少少会出现这样那样的问题，但我们有耐心将设计继续进行下去，也正是因为我们把自己看做整个团队的一部分，我们之间的配合才由陌生走向熟悉，在我们的共同努力下，尽量分工协作，既有合作又有分工总体来说经过这几天的磨合，我们团队在分工协作方面取得的很大进步，这也让我们更加团结，更加期待下一阶段的学习，更加期待更多更大的挑战 西电公司机电学院工业自动化系可调直流稳压电源实习报告 指导老师：刘秀权班级：14J 电维 2 班成员：王浩宇、权倩、齐勇吉、李鹏辉、姜星星。