【正文】 ...................................... 25 自動教校零電容 ........................................... 26 參考電容 ................................................. 26 振蕩器元件 ............................................... 26 參考電壓 ................................................. 26 ICL7107 的電源供電 ....................................... 26 數(shù)顯模塊電路原理圖確定 ........................................ 27 第五章 電路功能模塊的連接 ........................................... 29 數(shù)顯模塊和電源模塊的連接 ...................................... 29 總電路原理圖圖 ................................................ 29 結束語 ............................................................... 30 致謝 ................................................................. 31 參考文獻 ............................................................. 32 附錄 ................................................................. 33 附錄 1：總電路原理圖 .............................................. 33 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 1 頁 第一章 緒論 直流穩(wěn)壓電源又稱直流穩(wěn)壓器。它的供電電源大都是交流電源，當交流供電電源的電壓或負載電阻變化時，穩(wěn)壓器的直接輸出電壓都能保持穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源分連續(xù)導電式與開關式兩類。前者由變壓器把單相或三相交流電壓變到適當值，然后經(jīng)整流、濾波，獲得不穩(wěn)定的直流電源，再經(jīng)穩(wěn)壓電路得到穩(wěn)定電壓 (或電流 )。這種電源線路簡單、紋波小、相互干擾小，但體積大、耗材多，效率低 (常低于 40％～60％ )。后者以改變調整元件 (或開關 )的通斷時間比來調節(jié)輸出電壓，從而達到穩(wěn)壓。這類電源功耗小，效率可達 85％左右。所以， 80年代以來發(fā)展迅速。從工作方式上可分為：①可控整流型。用改變晶閘管的導通時間來調整輸出電壓。②斬波型。輸入是不穩(wěn)定的直流電壓，以改變開關電路的通斷比得到單向脈動直流，再經(jīng)濾波后得到穩(wěn)定直流電壓。③變換器型。不穩(wěn)定直流電壓先經(jīng)逆變器變換成高頻交流電，再經(jīng)變壓、整流、濾波后，從所得新的直流輸出電壓取樣，反饋控制逆變器工作頻率，達到穩(wěn)定輸出直流電壓的目的。 直流穩(wěn)壓電源的技術指標 衡量一臺穩(wěn)壓電源的好壞，一方面要從功能角度來看，即容量大小 (輸出電壓和輸出電流 )、 調節(jié)范圍大小、效率高低等，人們稱其為使用指標或性能指標 。另一方面要從外觀、形狀、體積、重量等直觀形象來看，這些稱為電氣指標 。更重要的是要看它的質量高低，即輸出電壓的穩(wěn)定度等，一般稱為質量指標。下面重點介紹質量指標。 描述輸入交流電壓變化對輸出電壓影響的技術指標 (1)穩(wěn)壓系數(shù) 穩(wěn)壓系數(shù)有絕對穩(wěn)壓系數(shù)和相對穩(wěn)壓系數(shù)兩種。絕對穩(wěn)壓系數(shù)表示負載不變而輸入交流電壓變化時，穩(wěn)壓電源輸出直流電壓變化量 △U 0與輸入交流電壓變化量 △Ui之比，即 iΔUΔUK 0? (式 ) 它表示輸入交流電壓變化 △U ，引起輸出電壓變化 △U 0越小輸出電壓就越穩(wěn)定。這種表示方法在工程中常常用到。相對穩(wěn)壓系數(shù)表示負載不變時，穩(wěn)壓電源輸出直流電壓 U0的相對變化量 △U 0/ U0與輸入交流電壓 U，的相對變化量 △Ui/ U 0之比，即 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 2 頁 iiUUUUS??? 00 （式 ） (2)電壓調整率 電壓調整率表示負載電流為額定值時輸入交流電壓在額定值上下變化 ? 10%時，穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對變化量 (百分數(shù) )，即 （式 ) 一般直流穩(wěn)壓電源的電壓調整率為 1%， %， %等。有的也可以用絕對值表示。 描述負載變化對輸出電壓影響的技術指標 (1)負載 調整率 (也稱電流調整率 ) 在交流電源額定電壓的條件下，負載電流從零變化到最大時，輸出電壓的最大相對變化量，用百分數(shù)表示。 %1000/ ???UUS ii (式 ) (2)輸出電阻 (也稱內阻 ) 在額定輸出電壓的條件下，負載電流變化 LI? 引起輸出電壓變化 △U 0，則輸出 電阻為 LIUR ??? 00 (式 ) (3)紋波電壓 (現(xiàn)稱周期和隨機漂移，用 PARD 表示 ) 1） 最大紋波電壓 在額定輸出電壓和額定輸出電流條件下，輸出紋波 (包括噪聲 )電壓的絕對值大小，通常以峰值或有效值表示。 2） 紋波系數(shù) ? 在額定輸出電壓和額定電流條件下，輸出紋波電壓的有效值 Urms 與輸出直流電壓 U0之比，即 %1000 0 ??? UUSu西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 3 頁 %UUγ rms 1000 ?? (式 ) (4)溫度漂移和溫度系數(shù) 環(huán)境溫度的變化會影響元器件參數(shù)的變化，從而引起穩(wěn)壓電源輸出電壓的變化，稱為溫度漂移。常用溫度系數(shù)表示溫度漂移的大小，溫度每變化 10 C 所引起輸出電壓值的變化 uTU? 稱為絕對溫度系數(shù)，單位是 V/0 C 或 mV/0 C。溫度每變化 10 C 所引起的輸出電壓相對變化 △U 0r/ U0T 稱為相對溫度系數(shù)，單位是 %/0 C。 (5)漂移 穩(wěn)壓電源在輸入電壓、負載電流和環(huán)境溫度保持一定的情況下，經(jīng)過一定的工作時間后元器件參數(shù)的不穩(wěn)定也會造成輸出電壓的變化，慢變化叫做漂移，快變化叫噪聲。在一般使用中只考慮漂移就可以了。 表示漂移的方法有兩種，一種是用指定時間內輸出電壓值的變化 △U 0來表示 。另一種是用指定時間內輸出電壓的相對變化 △U ot/Uo、來表示?？疾炱茣r間可以定為 1分鐘、 10分鐘、 1小時、 8 小時或更長 。 現(xiàn)代應用的穩(wěn)壓電源的種類比較多，分類方式也很多。 按穩(wěn)定對象分有交流穩(wěn)壓電源和直流穩(wěn)壓電源。是交流還是直流要看穩(wěn)壓電源的輸出電壓是交流還是直流。 按穩(wěn)定方式分，有參數(shù)穩(wěn)壓電源和反饋調整穩(wěn)壓電源。參數(shù)穩(wěn)壓電源電路簡單，利用元件的非線性實現(xiàn)穩(wěn)壓，結構也簡單。比如，用一只電阻和一只可控硅穩(wěn)壓管就能構成參數(shù)穩(wěn)壓電源。反饋調整型穩(wěn)壓電源是一個負反饋閉環(huán)自動調整系統(tǒng)，它根據(jù)穩(wěn)壓電源的輸出電壓的變化量，經(jīng)過取樣、比較放大、再反饋給控制調整元件，使輸出電壓得到補償而趨于原 值，從而達到穩(wěn)定。此電路較復雜，但穩(wěn)定度高。 按穩(wěn)壓電源的調整元件與負載的聯(lián)接方式來分類，可以分為并聯(lián)穩(wěn)壓電源和串聯(lián)穩(wěn)壓電源兩種。調整元件與負載并聯(lián)的叫并聯(lián)穩(wěn)壓電源或分流穩(wěn)壓電源，它通過改變調整管元件流過的電流的多少來適應輸入電網(wǎng)電壓的變化及負載電流的變化，以保持輸出電壓的穩(wěn)定。這種穩(wěn)壓電源效率較低，只有某些專用場合才適用。調整元件與負載串聯(lián)的穩(wěn)壓電源叫做串聯(lián)穩(wěn)壓電源。在這種穩(wěn)壓電源中，調整元件串聯(lián)在輸入端和輸出端之間，輸出電壓就依靠調整元件改變自身的等效電阻來維持恒定。 按調整元件分，有輝光放電管穩(wěn)壓電源 ，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電源，電子管穩(wěn)壓電源，晶體管穩(wěn)壓電源，可控硅穩(wěn)壓電源等。按調整元件的工作狀態(tài)分，有線性穩(wěn)壓電源和開關穩(wěn)壓電源。所謂線性穩(wěn)壓，就是其調整管工作在線性放大區(qū)。這種穩(wěn)壓電源西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 4 頁 的主要優(yōu)點是調壓范圍寬、穩(wěn)定度高，但變換效率低 。開關穩(wěn)壓電源的調整管工作在開關狀態(tài)，主要的優(yōu)越性就是變換效率高，可達 70%一 95%。 根據(jù)需要，還可以有其他分類方法，例如集成電極輸出型、發(fā)射極輸出型 。高壓、低壓 。通用、專用等。 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 5 頁 第二章 電源總體方案確定 本課題要求電源 可靠性高，電壓調節(jié)方便，并且電壓顯示正確、穩(wěn)定。 所研究穩(wěn)壓電源的技術指標如下： 輸入電壓： 220V交流電壓； 輸出電壓： 24V~24V直流電壓； 電源模塊的選定 電源的設計方法有很多種 ,比較簡單的有三種 。 晶體管串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電路 電路框圖如圖 所示 ,該電路中 ,輸出電壓 UO經(jīng)取樣電路取樣后得到取樣電壓 ,取樣電壓與基 準電壓進行比較得到誤差電壓 ,該誤差電壓對調整管的工作狀態(tài)進行調整 ,從而使輸出電壓發(fā)生變化 ,該變化與由于供電電壓 UI 發(fā)生變化引起的輸出電壓的變化正好相反 ,從而保證輸出電壓 UO 為一恒定值 (穩(wěn)壓值 ) 。因輸出電壓要求從 0V 起實現(xiàn)連續(xù)可調 ,因此要在基準電壓處設計一輔助電源 ,用以控制輸出電壓能夠從 0V開始調節(jié)。 圖 串聯(lián)式穩(wěn)壓電源電路圖 單純的串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源電路是很簡單的 ,但增加了輔助電源后 ,電路比較復雜 ,由于都采用分立元件 ,電路的可靠性也難以保證 。 用單片機制作的可調直流穩(wěn)壓電源 該電路采用可控硅作為第一級調壓元件 ,用穩(wěn)壓電源芯片 LM31 LM337 作為第二級調壓元件 ,通過 AT89CS51 單片機控制繼電器來改變電阻網(wǎng)絡的阻值 ,從而改變調壓元件的外圍參數(shù) ,并加上軟啟動電路 ,獲得 0～ 24V電壓 ,驅動能力可達 1A ,同時可以顯示電源電壓值和輸出電流值的大小。其硬件電路主要包括變壓器、整流濾波電路、壓差控制電路、穩(wěn)壓及輸出電壓控制電路、電壓電流采樣電路、掉電前重要數(shù)據(jù)存儲電路、單片機、鍵盤顯示等幾部分 ,硬件部分原理圖如圖 。 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 6 頁 圖 用單片機制作的直流穩(wěn)壓電源電路圖 正、負端壓差控制電路的作用是減少 LM317 和 LM337 輸入端和輸