【正文】 武漢**大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告課題名稱24V直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)院系名稱專 業(yè)班 級學(xué)生姓名 課題的意義: 隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，電氣、電子設(shè)備廣泛應(yīng)用于日常、科研、學(xué)習(xí)等各個(gè)方面。電源作為電氣、電子設(shè)備必不可少的能源供應(yīng)部件，需求日益增加，其好壞也直接影響著電氣設(shè)備或控制系統(tǒng)的工作性能。在電子設(shè)備中，直流穩(wěn)壓電源的故障率是最高的（長期工作在大電流和大電壓下,電子元器件很容易損壞）但在直流穩(wěn)壓電源中，通過整流、濾波電路所獲得的直流電源的電壓往往是不穩(wěn)定的。輸出電壓在電網(wǎng)電壓波動或負(fù)載電流變化時(shí)也會隨之有所改變。電子設(shè)備電源電壓的不穩(wěn)定,將會引起很多問題。設(shè)計(jì)出質(zhì)量優(yōu)良的直流穩(wěn)壓電源，才能滿足各種電子線路的要求。因此對電源的功能、穩(wěn)定性等各項(xiàng)指標(biāo)也就提出了更高的要求 。 電源的穩(wěn)定性直接影響到我們的方方面面，所以設(shè)計(jì)一款性能穩(wěn)定的電源對我們得生產(chǎn)生活都是非常必要的。直流穩(wěn)壓電源發(fā)展?fàn)顩r： 二十世紀(jì)初，電子管問世不久，就有人設(shè)計(jì)了電子管直流穩(wěn)壓器。在四十年代后期，電子器件與磁飽和元件相結(jié)合，構(gòu)成了電子控制的磁飽和交流凈化電源穩(wěn)壓器。五十年代晶體管的誕生使晶體管串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電源成了直流穩(wěn)壓電源的中心。六十年代后期，科研人員對穩(wěn)定電源技術(shù)做了新的總結(jié)，使開關(guān)電源，可控硅電源得到快速發(fā)展，與此同時(shí)，集成穩(wěn)壓器也不斷發(fā)展。直至今日，在直流穩(wěn)壓電源領(lǐng)域，以電子計(jì)算機(jī)為代表的要求供電電壓低，電流大的電源大都由開關(guān)電源擔(dān)任；要求供電電壓高，電流大的設(shè)備的電源由可控硅電源代之；小電流、低電壓電源都采用集成穩(wěn)壓器。 直流穩(wěn)壓電源開始向智能化、數(shù)字化、模塊化、綠色化發(fā)展。1. 智能化目前在研制高精度、高性能、多功能的測量控制儀表時(shí)，幾乎沒有不考慮采用微處理器的。以微處理器為主體取代傳統(tǒng)儀器儀表的常規(guī)電子線路，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與測量控制技術(shù)結(jié)合在一起，組成新一代的所謂“智能化測量控制儀表”。智能儀器解決了許多傳統(tǒng)儀表不能或不易解決的難題，同時(shí)還能簡化系統(tǒng)電路，提高系統(tǒng)的可靠性，加快產(chǎn)品的開發(fā)速度。直流穩(wěn)壓電源一方面為儀器儀表提供電能量，是儀器儀表的“動力源”，另一面它本身就是儀器儀表，因此，它有可能而且應(yīng)當(dāng)智能化。具體地說，智能化的直流穩(wěn)壓電源應(yīng)當(dāng)具有以下功能特點(diǎn):（1）操作自動化。系統(tǒng)的整個(gè)測量過程如鍵盤掃描、量程選擇、開關(guān)啟動閉合、數(shù)據(jù)的采集、傳輸與處理以及顯示打印等都用微控制器來控制操作，實(shí)現(xiàn)測量過程的全部自動化。（2）具有自檢測功能，包括自動調(diào)零、自動故障檢測與狀態(tài)檢驗(yàn)、自動校準(zhǔn)、自診斷及量程自動轉(zhuǎn)換等。系統(tǒng)能自動檢測出故障的部位甚至故障的原因。這種自測試可以在系統(tǒng)啟動時(shí)運(yùn)行，同時(shí)也可在系統(tǒng)工作中運(yùn)行，極大地方便了系統(tǒng)的維護(hù)。（3）具有友好的人機(jī)對話能力。智能化的直流穩(wěn)壓電源使用鍵盤代替?zhèn)鹘y(tǒng)直流穩(wěn)壓電源中的切換開關(guān)，操作人員只需通過鍵盤輸入命令，就能實(shí)現(xiàn)某種測量功能。與此同時(shí)，智能直流穩(wěn)壓電源還通過顯示屏將儀器的運(yùn)行情況、工作狀態(tài)以及測量數(shù)據(jù)的處理結(jié)果及時(shí)告訴操作人員，使系統(tǒng)的操作更加方便直觀。（4）網(wǎng)絡(luò)管理能力。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用日益普及和信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，直流穩(wěn)壓電源通過RS232接口實(shí)現(xiàn)與上位PC機(jī)通信，從而使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員可以隨時(shí)監(jiān)視電源設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員可通過網(wǎng)絡(luò)定時(shí)開關(guān)電源，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)等功能。在傳統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源中，控制部分是按模擬信號來設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代，電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的。但是，現(xiàn)在數(shù)字式信號、數(shù)字電路顯得越來越重要，數(shù)字信號處理技術(shù)日趨完善成熟，顯示出越來越多的優(yōu)點(diǎn):便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測遙調(diào)，也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。所以，在八、九十年代，對于各類電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來說，模擬技術(shù)還是有用的，特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問題的解決，離不開模擬技術(shù)的知識，但是對于智能化的直流穩(wěn)壓電源，需要用計(jì)算機(jī)控制時(shí)，數(shù)字化技術(shù)就離不開了。電源的模塊化有兩方面的含義，其一是指功率器件的模塊化。其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊含有一單元、兩單元、六單元直至七單元，包括開關(guān)器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管，實(shí)質(zhì)上都屬于“標(biāo)準(zhǔn)”功率模塊(SPM)。近年，有些公司把開關(guān)器件的驅(qū)動保護(hù)電路也裝到功率模塊中去，構(gòu)成了“智能化”功率模塊(IPM)，不但縮小了整機(jī)的體積，更方便了整機(jī)的設(shè)計(jì)制造。實(shí)際上，由于頻率的不斷提高，致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重，對器件造成更大的電應(yīng)力(表現(xiàn)為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性，有些制造商開發(fā)了“用戶專用”功率模塊(ASPM)，它把一臺整機(jī)的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個(gè)模塊中，使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接，這樣的模塊經(jīng)過嚴(yán)格、合理的熱、電、機(jī)械方面的設(shè)計(jì)，達(dá)到優(yōu)化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片，再把整個(gè)模塊固定在相應(yīng)的散熱器上，就構(gòu)成一臺新型的電源裝置。由此可見，模塊化的目的不僅在于使用方便，縮小整機(jī)體積，更重要的是取消傳統(tǒng)連線，把寄生參數(shù)降到最小，從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低，提高系統(tǒng)的可靠性。另外，大功率的電源，由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮，一般采用多個(gè)獨(dú)立的模塊單元并聯(lián)工作，采用均流技術(shù)，所有模塊共同分擔(dān)負(fù)載電流，一旦其中某個(gè)模塊失效，其它模塊再平均分擔(dān)負(fù)載電流。這樣，不但提高了功率容量，在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求，而且通過增加相對整個(gè)系統(tǒng)來說功率很小的冗余電源模塊，極大的提高系統(tǒng)可靠性，即使萬一出現(xiàn)單模塊故障，也不會影響系統(tǒng)的正常工作，而且為修復(fù)提供充分的時(shí)間。 電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)電，這意味著發(fā)電容量的節(jié)約，而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因，所以節(jié)電就可以減少對環(huán)境的污染。其次，這些電源不能(或少)對電網(wǎng)產(chǎn)生污染，國際電工委員會(IEC)對此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)，如IEC555, IEC917,IEC1000等。事實(shí)上，許多功率電子節(jié)電設(shè)備，往往會變成對電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴(yán)重的高次諧波電流，使電網(wǎng)電壓禍合許多毛刺尖峰，甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀(jì)末，各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生，為21世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色直流穩(wěn)壓電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。課題研究內(nèi)容： 直流穩(wěn)壓電源通常由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路等組成。輸入的220V市電壓經(jīng)電源變壓器降壓后進(jìn)入整流電路變成單向脈動電壓，此電壓經(jīng)過濾波電路濾除了交流成分而保持整流電壓中的直流成分，隨后進(jìn)入穩(wěn)壓電路維持輸出電壓的穩(wěn)定，最后輸出電壓其一分支進(jìn)入采樣電路，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)碼管顯示。 主要內(nèi)容：1．研究直流穩(wěn)壓電源的方法與原理。2．設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源的實(shí)現(xiàn)方案。3．選擇器件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的硬件電路。課題研究方法手段：[1] 市電通過變壓器進(jìn)行降壓；[2] 基于橋式整流電路進(jìn)行整流；[3] 濾波電路采用電容濾波結(jié)構(gòu)；[4] 穩(wěn)壓部分采用CW7824集成穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓；課題研究步驟：準(zhǔn)備階段（2013~4）：本階段主要任務(wù)是搜集資料，了解穩(wěn)壓電源的發(fā)展以及穩(wěn)壓電源產(chǎn)品的市場，大致分析直流穩(wěn)壓電源的工作原理及結(jié)構(gòu)；原理圖設(shè)計(jì)階段階段（2014~5）：本階段的任務(wù)比較繁重，首先確定參數(shù)，確定好電路參數(shù)后，開始畫原理圖，留著寫報(bào)告時(shí)做貼圖說明。后續(xù)結(jié)題階段（2015~6）：本階段主要任務(wù)是總結(jié)課題研究的經(jīng)驗(yàn)和感想，將直流穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)以圖文的形式展現(xiàn)出來，包括詳細(xì)介紹每個(gè)部分的原理以及功能；除此之外，我還會具體介紹系統(tǒng)制作過程中主要遇到的困難，以及我如何去解決的，最后得出的經(jīng)驗(yàn)。主要參考文獻(xiàn)：[1] 周加超，直流穩(wěn)壓電源的演變過程[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2004,25（6）:79.[2] 曲學(xué)基，[M].北京：.[3] 童詩白，華成英. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：.[4] 王兆安，[M].北京：.[5] 何希才，[M].北京：.[6] 康華光，[M].北京：.[7] 李成章. 現(xiàn)代化電源及電路圖案[M].北京：.[8] 康華光，[M].北京：.[9] [M].沈陽：.[10] [M].北京：.[11] (日)長谷川彰，[M].北京：.[12] 王順棋. 穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)[M].北京：國防工業(yè)出版社. 1983.[13] 趙學(xué)泉，張國華. 電源電路[M].北京： 電子工業(yè)出版社. 1995.[14] 劉樹林，[M].北京：.指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日摘 要 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的高速的發(fā)展，對電源的要求越來越高了，需要我們對電源有進(jìn)一步的了解。本文是采用集成穩(wěn)壓器CW7824來制作直流穩(wěn)壓電源，它由電源變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。在設(shè)計(jì)里我介紹穩(wěn)壓電路中的原理及性能指標(biāo)，分別介紹電路各個(gè)元件，電路的原理圖及裝配圖，還寫出設(shè)計(jì)方案，另附帶元件清單。關(guān)鍵詞：直流電壓； 穩(wěn)壓器； 整流濾波； 變壓ABSTRACTWith modern electronic technology and highspeed development of the increasingly high demand for power, and the need to further our understanding of power. This article is CW7824 integrated voltage regulator to produce DC power, which by the power transformer, rectifier and filter circuit posed of voltage regulator circuit. I introduced in the design of voltage regulator circuit in the theory and performance indicators, each depicting various circuit ponents, circuit schematic diagram of the assembly, but also write a design plan, and the other a list of attached devices.Keywords: DC voltage； regulator； transformer； rectifier filter目 錄1 引言 12 概述 1 直流穩(wěn)壓電源發(fā)展史 1 直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用 23 穩(wěn)壓電源的工作原理及技術(shù)指標(biāo) 2 集成穩(wěn)壓電源的工作原理 2 穩(wěn)壓電源的主要技術(shù)指標(biāo) 3 穩(wěn)壓器質(zhì)