上海大學(xué)生產(chǎn)實(shí)習(xí)5V直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)報(bào)告材料

1、實(shí)用文檔文案大全生產(chǎn)實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)報(bào)告5V 直流穩(wěn)壓電源仿真及制作上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院自動(dòng)化系電氣工程及其自動(dòng)化姓名:*/學(xué)號(hào):*指導(dǎo)老師:*2016年7月7日實(shí)用文檔文案大全目錄第 1 章直流穩(wěn)壓電源簡(jiǎn)介 .11.1 定義.11.2 直流穩(wěn)壓電源的構(gòu)成.11 3 直流穩(wěn)壓電源的分類(lèi).1第 2 章直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)及仿真 .22.1 設(shè)計(jì)目的及要求.22.2 設(shè)計(jì)步驟及思路.22.2.1直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)思路 .22.2.2直流穩(wěn)壓電源原理 .22.3 方案論證仿真 .32.3.1總體方案確定 .32.3.2各過(guò)程仿真及確定 .42.3.3總體電路圖 .10第 3 章直流穩(wěn)壓電源制作 .103.1 元器件

2、選擇和電路參數(shù)計(jì)算說(shuō)明 .1 03.2 電源制作及實(shí)物圖. 11心得體會(huì).13第1章直流穩(wěn)壓電源簡(jiǎn)介1.1 定義穩(wěn)壓電源是能為負(fù)載提供穩(wěn)定交流電源或直流電源的電子裝置。包括交流穩(wěn)壓電源和直流穩(wěn)壓電源兩大類(lèi)。本報(bào)告討論直流穩(wěn)壓電源的仿真與設(shè)計(jì)。實(shí)用文檔文案大全直流穩(wěn)壓電源是一種利用市電為小型電子設(shè)備 （負(fù)載）供電或充電，能為其提供穩(wěn)定 直流電源的電子裝置。直流穩(wěn)壓電源的供電電源大都是交流電源， 當(dāng)交流供電電源的 電壓或負(fù)載電阻變化時(shí)，穩(wěn)壓器的直流輸出電壓基本能夠保持穩(wěn)定。1.2 直流穩(wěn)壓電源的構(gòu)成許多電子產(chǎn)品如電視機(jī)、電子計(jì)算機(jī)、音響設(shè)備等都需要直流電源，電子儀器也 需要直流電源，實(shí)驗(yàn)室更需要獨(dú)

3、立的直流電源。為了提高電子設(shè)備的精度及穩(wěn)定性，在直流電源中還要加入穩(wěn)壓電路，因此稱(chēng)為直流穩(wěn)壓電源。典型的直流穩(wěn)壓電源主要 由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路等幾部分構(gòu)成。電源變壓器把50Hz50Hz的交流電網(wǎng)電壓變成所需要的交流電壓；整流電路用來(lái)將交流電變換為單向脈動(dòng)直流 電；濾波電路用來(lái)濾除整流后單向脈動(dòng)電流中的交流成分（即波紋電壓），是指成為平滑的直流電；穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)輸入交流電網(wǎng)電壓波動(dòng)、負(fù)載及溫度變化時(shí)，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。1.3 直流穩(wěn)壓電源的分類(lèi)目前生產(chǎn)直流穩(wěn)壓電源種類(lèi)很多，可以從不同的角度分類(lèi)：1,1, 依穩(wěn)定方式：參數(shù)型（如穩(wěn)壓管+ +電阻）、反饋型（如調(diào)整管+

4、 +差放）；2,2, 依工作狀態(tài)：線(xiàn)性電源、開(kāi)關(guān)電源；3,3, 依連接方式：串聯(lián)型、并聯(lián)型。4,4,按作用器件：電子管穩(wěn)壓器、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓器、晶體管穩(wěn)壓器、可控硅穩(wěn)壓器 等。第2章直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)及仿真2.1 設(shè)計(jì)目的及要求（1 1）學(xué)習(xí)基本理論在實(shí)踐中綜合運(yùn)用的初步體驗(yàn)，掌握模擬電路設(shè)計(jì)的基本方 法、設(shè)計(jì)步驟，培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)與調(diào)試能力；（2 2）培養(yǎng)實(shí)踐技能，提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；實(shí)用文檔文案大全（3 3）設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)，選擇電路元件，計(jì)算確定元件參數(shù)；2.2 設(shè)計(jì)步驟及思路2.2.1 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)思路1電網(wǎng)供電電壓交流 220V220V （有效值）50Hz50Hz,要獲得低壓直流輸

5、出，首先必須采 用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓。2降壓后的交流電壓，通過(guò)整流電路變成單向直流電， 但其幅度變化大（即脈動(dòng) 大）3由于此脈動(dòng)的直流電壓還含有較大的紋波，須經(jīng)過(guò)濾波電路變成平滑，脈動(dòng)小的直流電，即將交流成分濾掉，保留其直流成分。4濾波后的直流電壓，再通過(guò)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定 直流電壓輸出，供給負(fù)載RL。2.2.2 直流穩(wěn)壓電源原理直流穩(wěn)壓電源是一種將 220V220V 工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它 需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成，見(jiàn)圖2.12.1 和圖 2.22.2。實(shí)用文檔文案大全2.3 方案論證仿真2.3.1 總

6、體方案確定老師給出 5V5V 或 3.3V3.3V 電源可供選擇，我選擇制作 5V5V 穩(wěn)壓電源。查閱資料得知, 總體方案有兩種，即方案一:采用集成運(yùn)放和分立元件組成的串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源;萬(wàn)案一:采用三端集成穩(wěn)壓電路實(shí)現(xiàn)。比較下來(lái)，方案一電路簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，成本低，可以達(dá)到技術(shù)要求，與所學(xué)的知識(shí)結(jié)合緊密；方案二電路比一更簡(jiǎn)單，采用三端集成穩(wěn)壓芯片更易實(shí)現(xiàn)，成本低，能達(dá)到技術(shù)要求，但與所學(xué)知識(shí)結(jié)合不緊密，有違老師讓我們制作的初衷。所以我決 定采用方案一。實(shí)用文檔文案大全2 3 2 各過(guò)程仿真及確定1 1,電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng) 220V220V 交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送

7、給整流電路，變壓器的變化由變壓器的副邊電壓確定。因?yàn)橄胍谱?V5V穩(wěn)壓電源，所以選擇變壓到 6V6V （有效值）左右。圖 2.32.3加變壓器電路圖圖 2.42.4加變壓器后的波形比較實(shí)用文檔文案大全由圖中可以看出，經(jīng)變壓器后，電壓峰值降至8.576V8.576V 左右，換算成有效值即為6.064V6.064V，符合要求。2 2，整流電路：利用單向?qū)щ娫?，?50Hz50Hz 的正弦交流電變換成脈動(dòng)的直流電 方案一：?jiǎn)蜗喟氩ㄕ麟娐?III! 1TisneChanneE AChannel BT1T|4| 987.741 ms5.596 V5.096 VReverse12Sffi1.005

8、s8.639 Va.ii4v1T2-T117- 235 ms3HO42V3.01S VSave圖 2.62.6 半波整流波形比較單相半波整流簡(jiǎn)單，使用器件少，它只對(duì)交流電的一半波形整流，只要橫軸上面 的半波或者只要下面的半波。但由于只利用了交流電的一半波形，所以整流效率不高，而且整流電壓的脈動(dòng)較大，變壓器的利用率低。由于半波整流電路只利用電源的正半 軸，電源的利用效率非常低，所以半波整流電路僅在高電壓 . .小電流等少數(shù)情況下使 用，一般電源電路中很少使用。V2T2D3rYYYYY1 1 圖 2.52.5半波整流電路圖實(shí)用文檔文案大全方案二：?jiǎn)蜗嗳ㄕ麟娐酚捎趯?duì) multisimmultis

9、im 軟件的使用不是很熟練，無(wú)法找到中心抽頭加到變壓器的次級(jí), 因而沒(méi)有能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全波整流的仿真，只能用理論波形圖代替討論。圖 2.72.7 全波整流電路圖使用的整流器件較半波整流時(shí)多一倍，整流電壓脈動(dòng)較小，比半波整流小一半 方案三：?jiǎn)蜗鄻蚴秸麟娐穼?shí)用文檔文案大全圖 2.92.9全橋整流電路圖圖 2.102.10 全橋整流波形分析：電源在正半周時(shí)，T1T1 次級(jí)上端為正下端為負(fù)，整流二極管 1313 端和 2424 端 導(dǎo)通，電流由變壓器 T1T1 次級(jí)上端經(jīng)過(guò) 13,2413,24 回到變壓器 T1T1 次級(jí)下端：由圖可以看出 在電源負(fù)半周時(shí)，T T1 1上端為負(fù)下端為正，整流二極管 14

10、14 和 2323 導(dǎo)通，電流由變壓器 T1T1 次級(jí)下端經(jīng)過(guò) 14,2314,23 回到變壓器 B1B1 次級(jí)上端. .負(fù)載倆端的電壓始終是上正下負(fù)， 其波形與全波時(shí)一致。實(shí)用文檔文案大全使用的整流器件較全波整流時(shí)多一倍， 整流電壓脈動(dòng)與全波整流相同，每個(gè)器件 所承受的反向電壓為電源電壓峰值，變壓器利用率較全波整流電路高。綜合 3 3 種方案的優(yōu)缺點(diǎn)：決定選用方案三。3 3,濾波電路：濾波電路分為電容和電感濾波，由于所設(shè)計(jì)的電源負(fù)載電流不大,圖 2.122.12 濾波波形圖比較由圖中可以看出，經(jīng)過(guò)濾波電壓基本輸出穩(wěn)定的直流量，濾波效果較佳。4,穩(wěn)壓電路：雖然濾波后已經(jīng)可以得到較為平整的直流電

11、壓，但是其受到交流 電壓及負(fù)載T1Time210.000 ims匚hannel A氐 669 VT2245,227 in6.689 VT2-T135,227 ms20.134 mVChannel Baiwmia:Reverse :B.579 Va.533VSave所以放棄電感濾波，選擇電容濾波，并結(jié)合了課堂所學(xué)RCRC 濾波的知識(shí)，仿真如圖:圖實(shí)用文檔文案大全變化的影響而不穩(wěn)定，因此需要進(jìn)行穩(wěn)壓。本次設(shè)計(jì)采用穩(wěn)壓二極管進(jìn)行 穩(wěn)壓，仿真如圖：實(shí)用文檔文案大全Ti fZIJOTmeChannel AChannel B-MO. 000 ms5,009 V-773.697 uVReverse12(SB

12、464.521 m&5 mg V艮 548 VTE24-621 ms-9,969 uVB.S49 VSave圖 2.142.14 穩(wěn)壓后的波形分析：圖中可以看出經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓可以得到相當(dāng)穩(wěn)定的直流電壓：1.2kQ :C2備_ 豐TOOnFtooojjrr：d :ilOOnf D2 Siokfl 1N473STA占y .，-T i .1N473SALED圖 2.132.13 穩(wěn)壓電路圖實(shí)用文檔文案大全2.3.3 總體電路圖第3章直流穩(wěn)壓電源制作3.1 元器件選擇和電路參數(shù)計(jì)算說(shuō)明1、變壓器的選擇在電容濾波的整流電路中，變壓器次級(jí)線(xiàn)圈除供給負(fù)載電流外，還要向電容充電。 由于充電時(shí)的電流瞬時(shí)值很大

13、，因此通過(guò)變壓器次級(jí)線(xiàn)圈的電流平均值雖然等于1 1=，但通過(guò)變壓器次級(jí)線(xiàn)圈的有效值 1 12要比 1 1=大，1 12和 1 1=的關(guān)系決定于電流脈沖波型的形 狀，波型愈小，有效值愈大。由于一般這種整流電路后面都要用穩(wěn)壓電路，因此估算 已能解決實(shí)際問(wèn)題，而沒(méi)有必要再作繁瑣的精確計(jì)算。2、整流電路中的二極管的選擇變壓器的副邊電壓 U U2=8.5V=8.5V橋式整流電路中的二極管承受的最高反向電壓為： 8.58.5橋式整流電路中二極管承受的最高平均電流為：0.30.3查手冊(cè)選整流二極管 IN4007IN4007，其參數(shù)為：反向擊穿電壓 UBR=1000V16V,UBR=1000V16V,最大整流

14、電流 IF=1.0A0.3AIF=1.0A0.3A3、濾波電路中濾波電容的選擇參考查閱資料后可得電解電容采用 10001000F，瓷片電容采用 0.10.1 X。ABR35.6實(shí)用文檔文案大全4、元器件清單實(shí)用文檔文案大全元件規(guī)格數(shù)量變壓器220V220V 轉(zhuǎn) 6V6V1 1全橋二極管1N40071N40074 4電解電容1000H1000H1 1瓷片電容0.12 2接插頭1 1電阻10K10K1 1電阻1.2K1.2K1 1電阻5.1K5.1K1 1LedLed1 1保險(xiǎn)絲1 13.2 電源制作及實(shí)物圖按照之前仿真的電路圖進(jìn)行制作， 在實(shí)際制作過(guò)程中，我在變壓器原邊加了保險(xiǎn)絲以保護(hù)電路，防止

15、負(fù)載因?yàn)橐馔舛鴵p毀。并且在穩(wěn)壓二極管后串聯(lián)一個(gè)ledled 燈來(lái)指示是否有電壓，給人直觀(guān)地印象。具體實(shí)物如圖：實(shí)用文檔文案大全DI略 AtS. Wtr卻1環(huán)CttSWOl們1臨 皚劉電源變壓器6V探圳市才興電干有期扯司圖 3.13.1 正面圖實(shí)用文檔文案大全0OOCOO OOOOOOO o ： I - 1OOO0o0O0OOOOO I floooor JOOOOOOOOOJDOOO OQ 0 01J-OOOOOOOO Q - OCJOOCOOCQCiGG11I、GOOOOOOOOCJGCR-汗 JOOQOOOOOOCGf. / 識(shí)OOOOOOOOOOrx1* o JOO o oo o o QO

16、 c c C Jc OOOOOOOOOOOCOOOOOD( (o o o o o o o O 0o ：. C)ooooooooooooor9n oooooopooo-好衛(wèi)o o o cDaI-，Z K.- M 圖 3.23.2 反面圖圖 3.33.3 工作時(shí)亮燈指示圖 3.43.4 工作電壓 4.96V4.96V實(shí)用文檔文案大全經(jīng)萬(wàn)用表測(cè)試可得，工作電壓為 4.96V4.96V心得體會(huì)本次的直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)制作，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用課本理論解決實(shí)際問(wèn)題的能 力；我覺(jué)得這次設(shè)計(jì)對(duì)我的幫助是很大的， 它需要我們將學(xué)過(guò)的理論知識(shí)與實(shí)際系統(tǒng) 地聯(lián)系起來(lái)，加強(qiáng)我們對(duì)學(xué)過(guò)的知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)等方式，使自己學(xué) 到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東 西,也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué) 習(xí)工作生活有非常重要的影響