直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)報(bào)告及放大電路設(shè)計(jì)報(bào)告

1、直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)報(bào)告第七組成員：田川 111308123； 晉康康 111308114； 武曉芳 111308131；時間：2013.8.11一、設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)±6V 直流穩(wěn)壓電源（在同一塊PCB板）以及正負(fù)輸出電壓可調(diào)穩(wěn)壓電路（輸出電壓調(diào)節(jié)范圍為±1.2±20V，輸出電流1.53A）。二、系統(tǒng)方案比較與選擇方案一將220v交流電經(jīng)整流濾波后送入7806、7906三端穩(wěn)壓器變?yōu)?#177;6v的直流電源。方案二將220v交流電經(jīng)整流濾波后送入lm317、lm337,利用電位器阻值調(diào)節(jié)改變其輸出電壓，經(jīng)正負(fù)輸出相互補(bǔ)償?shù)玫?6v6v的可變電壓的電源。方案三將220v交

2、流電經(jīng)整流濾波后送入lm317、lm337，利用其adj端的電阻阻值設(shè)定，輸出一電壓，經(jīng)7806、7906后變?yōu)榉€(wěn)定的±6v的直流電。方案選擇：考慮到220v交流電經(jīng)變壓器變換電壓后，空載輸出電壓約為13v14v，整流濾波后空載可達(dá)到18v20v，高于7806,7906的輸入電壓，故不選方案一。由于沒有電位器，故不選方案二。由于要求可輸出±6v的電壓，故可用lm317、lm337通過調(diào)節(jié)電阻，先將電壓變?yōu)樵?806、7906輸入電壓范圍內(nèi)的電壓值，所以選擇方案三。三、設(shè)計(jì)原理直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器T、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖如圖所示：負(fù)載穩(wěn)壓電路濾波電路

3、整流電路變壓器 u1 u2 u3 uI 整流與穩(wěn)壓基本過程各部分的作用：1、電源變壓器T的作用是將電網(wǎng)220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui=12v。2、整流電路：整流電路將交流電壓變換成脈動的直流電壓（在直流穩(wěn)壓電源中常采用橋式整流電路，這里我們采用整流橋）。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓。 橋式整流過程 橋式過程波形變化示意圖3、濾波電路：經(jīng)整流后的直流輸出電壓脈動性很大，不能直接使用，為減少其交流成分，常在整流電路后接濾波電路。濾波電路的主要任務(wù)是將整流后的單向脈動直流電壓中的紋波濾除掉，使其輸出平滑的直流電壓，這里我們采用接入濾波電容來組成濾波

4、電路。 4、 穩(wěn)壓電路作用是當(dāng)外界因素（電網(wǎng)電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度）發(fā)生變化能使輸出直流電壓不受影響，從而維持穩(wěn)定的輸出，常用集成穩(wěn)壓器，小功率穩(wěn)壓電源中經(jīng)常使用三端集成穩(wěn)壓器。常用的三端集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。常用集成穩(wěn)壓器有LM317系列，LM337系列，78XX系列，79XX系列。 四、器件選擇及元件清單1、電容的選擇 濾波電容C1、C2選擇盡量大的電容。 C7、C8用于減小LM317、LM337輸出波紋，應(yīng)選用較小電容。 C5，C6，C9，C11電容用于消除7806、7906三端穩(wěn)壓器的自激，故選擇較小電容。2、電阻的選擇 根據(jù)lm317（lm337）的輸入電壓大

5、約為18v20v，由Vo=Vref *（1+R1(R2)/R3(R4)）,可計(jì)算得出芯片輸出電壓，根據(jù)所需輸出電壓約為15v-17v，考慮到R3(R4)范圍為120240之間，經(jīng)計(jì)算電阻可得R3(R4)120，R1(R2)800。 3、元件清單元件名稱元件大小元件數(shù)量元件名稱元件大小元件數(shù)量LM78066V1個極性電容2200uf2個LM7906 6V 1個220uf4個33uf8個 電阻 10 4個LM3171.220V1個 100 2個LM337-20-1.2V1個 300 2個1000 4個整流橋6A1個導(dǎo)線若干五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果器件預(yù)測值實(shí)際值LM7806+6V+6.10VLM7906-6V

6、-6.11VLM31715V16.5VLM337-15V-16.7V六、誤差分析：1、元件本身存在誤差。如電阻存在5%10%的誤差，78XX、79XX輸出存在-0.20.2的誤差，等等。2、焊接點(diǎn)及導(dǎo)線存在微小電阻。3、萬用表測量精度以及讀數(shù)存在一定誤差。 七、制作過程分析：1、 布線過程本次設(shè)計(jì)采用的是萬用電路板，需要焊接搭線的地方較多，為了避免由于線路過亂，我們根據(jù)原理圖及線路簡約原則，先在電路板上布置好各個器件的大體位置，地線以及其他線的位置 ，盡量不要交叉。盡量不用跳線去連接板子各個管腳，以便制作完成后的測試與調(diào)整。2、 考慮到設(shè)計(jì)的簡約性及輸入輸出的壓差不能太大等方面的問題，在整流濾

7、波輸出級采用串聯(lián)的方式，既節(jié)省了元件，又避免了壓差過大對電路造成的損壞。3、 焊接過程 團(tuán)隊(duì)合作，分工明顯。首先把設(shè)計(jì)原理圖分析透徹，根據(jù)原理圖將實(shí)驗(yàn)器件合理放置在實(shí)驗(yàn)電路板上，按照器件由小到大，由低到高的順序一次焊接。由于器件較多，焊接點(diǎn)比較緊密，焊接過程中，必須時刻集中注意力，注意焊接方法，對焊點(diǎn)形狀、大小的控制。布線應(yīng)注意整體布局，導(dǎo)線的走向要盡量一致，為后序檢查電路提供方便。4、 測試過程 在測試前應(yīng)多人檢查電路，看看焊接的板子是否有短路情況。測試的時候注意電源的接法，防止出現(xiàn)短路的情況。先用萬用表在各個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢測，檢查是否有虛焊等問題。如果在測試過程中出現(xiàn)芯片發(fā)熱或者有燒焦的聞道應(yīng)

8、立即拔下變壓器的電源，防止發(fā)生爆炸的危險情況。測試儀器選用萬用表，測試時測量各個節(jié)點(diǎn)電壓是否與計(jì)算值相仿。八、設(shè)計(jì)不足及改進(jìn)的方向 1、無法實(shí)現(xiàn)輸出電壓可調(diào)，若條件允許，可將R3、R4換為電位器，然后自C9、C11前引出可調(diào)輸出端口，實(shí)現(xiàn)輸出電壓可調(diào)及恒定±6V同時輸出。 2、位于LM317、LM337 adj端口的電容C7、C8用于減小三端穩(wěn)壓器的R3、R4的波紋電壓，由于在電路中接了電容，此時一旦輸入端或輸出端發(fā)生短路，電容中存儲的電荷會通過穩(wěn)壓器內(nèi)部的調(diào)整管和基準(zhǔn)放大管而損壞穩(wěn)壓器。為了防止在這種情況下 電容的放電電流通過穩(wěn)壓器，在R1、R2兩端并接一只二極管。 3、W317集

9、成穩(wěn)壓器在沒有容性負(fù)載的情況下可以穩(wěn)定的工作。但當(dāng)輸出端有5005000pF的容性負(fù)載時，就容易發(fā)生自激。為了抑制自激，在輸出端接一只電容。該電容還可以改善電源的瞬態(tài)響應(yīng)。但是接上該電容以后，集成穩(wěn)壓器的輸入的一旦發(fā)生短路，電容將對穩(wěn)壓器的輸出端放電，其放電電流可能損壞穩(wěn)壓器，故可在穩(wěn)壓器的輸入和輸出端之間，接一只保護(hù)二極管。附錄一：7806、7906芯片簡介 功能如表(1):78067906輸出電壓+15V、+9V、+5V-15V、-9V、-5V輸出最大電流1.5A1.5A附錄二：LM317、LM337主要性能及管腳介紹主要性能： 輸出電壓從1.2v至3.7v可調(diào)； 最大輸出電流1.5A（-

10、55°C至+150°C）； 電壓調(diào)整率（0.01%）/V； 負(fù)載調(diào)整率0.3%； 熱調(diào)整率為（0.002%）/W; 溫度系數(shù)50*10-6/； 77dB波紋抑制； 輸出短路保護(hù)； 限流溫度無關(guān)； 內(nèi)部熱過載保護(hù)； 100%電老化；封裝及功率容量器件封裝額定功率/W輸出電流/ALM317/337TO-3(K)201.5TO-39(H)20.5LM337TO-202(T)151.5LM337TO-202(P)7.50.5管腳介紹如下圖功能如表(2):LM317LM337管腳及功能（1）地 (1)地（2）輸出（2）輸入（3）輸入（3）輸出輸出電壓1.2V20V-20V -1.2V

11、輸出最大電流1.5A3A1.5A3A附錄三：各部分原理圖 LM317（LM337）系列電路圖7806（7906）系列電路圖實(shí)物圖片實(shí)驗(yàn)原理圖 放大電路設(shè)計(jì)報(bào)告第七組成員：田川 111308123； 晉康康 111308114； 武曉芳 111308131；時間：2013.8.11一、 設(shè)計(jì)要求利用SM4558集成運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)10倍放大功能的放大電路。 二、電路設(shè)計(jì)（1） 設(shè)計(jì)原理 為保證輸入輸出電壓相位相同，本次設(shè)計(jì)采用同相比例放大電路。 同相輸入放大電路原理圖如圖所示，信號電壓通過電阻RS加到運(yùn)放的同相輸入端，輸出電壓vo通過電阻R1和Rf反饋到運(yùn)放的反相輸入端，構(gòu)成電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路

12、。根據(jù)虛短、虛斷的概念有VN= VP= VS，i1= if于是求得根據(jù)虛短、虛斷的概念有VN= VP= VS，i1= if；于是求得 所以該電路實(shí)現(xiàn)同相比例運(yùn)算。（2）參數(shù)計(jì)算： 由于VO=（1+Rf/R1）*VS 故可計(jì)算得Rf/R1=9?？紤]到若電阻阻值大，系統(tǒng)會較穩(wěn)定，所以選擇較大阻值的電阻，這里選用Rf=900k，R1=100k，Rs=100k；（3）元件清單元件名稱元件大小原件數(shù)量SM4558及插座SM45581個電阻500k1個300k1個100k3個（4）原理圖 二、 仿真、焊接與測試1、通過軟件進(jìn)行仿真測試得到如下結(jié)果2、元件的焊接與實(shí)物調(diào)試1、將電路元件按圖紙焊接到萬能電路板上，然后進(jìn)行接線；檢查焊接電路，焊接點(diǎn)。2、將所用實(shí)驗(yàn)儀器正負(fù)電源，信號發(fā)生器、示波器分別與實(shí)物相連接，檢查接線是否有誤。3、打開電源觀察顯示波形，將輸入波形與輸出波形作比較，然后再與仿真波形比較。4、對比較結(jié)果進(jìn)行分析。三、 結(jié)果及分析1、 所得實(shí)驗(yàn)波形 2、誤差分析 理論與實(shí)際存在誤差，主要誤差來自電阻阻值的誤差，以及運(yùn)算放大器本身不可能為理想放大器件。附錄一：SM4558運(yùn)算放大器主要性能及其管腳介紹1、主要性能SM4558內(nèi)部包括兩個獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器。適用于雙電源工作模式