【導讀】電源作為電氣、電子設備必不可少的能源供應部件，其需求日益增。多，并且對電源的功能、穩(wěn)定性等各項指標也要求更高。經成為新技術、新設備開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，它對推動科技發(fā)展起著重要作用。利用protues仿真軟件對所設計的電路進行仿真調試，使設計達。電中的交流成分，最后通過集成穩(wěn)壓器構成的穩(wěn)壓電路轉化為穩(wěn)定直流電輸出。集成穩(wěn)壓器具有體積小、重量輕、安裝和調試方便、可靠性和穩(wěn)定性高等優(yōu)點。研究的背景和意義--------------------------------------------1. 電源的應用和發(fā)展現狀----------------------------------------2. 直流穩(wěn)壓電源概述--------------------------------------------2. 本文研究的主要內容------------------------------------------4. 第二章設計方案-----------------------------------------------------5. 設計的目的和任務--------------------------------------------5. 設計的電路選擇----------------------------------------------6. 第三章單元電路的原理和設計----------------------------------------11

　　

【正文】 R1R p3 . 5 k ?31 20 ? 本科畢業(yè)論文（設計） 23 集成穩(wěn)壓器的參數關系 （ 1）在直流穩(wěn)壓電源的設計當中， 集成穩(wěn)壓器的輸出電壓 Uo 應與穩(wěn)壓電源要求的輸出電壓的大小及范圍 相符 。穩(wěn)壓器的最大允許電流 IcmIomax，穩(wěn)壓器的輸入電壓 Ui 以滿足下式： Uomax+（ UiUo） min≤ Ui≤ Uomin+（ UiUo） max （ 316） 在式（ 316）當中 ， Uomax 為穩(wěn)壓電源的 最大輸出電壓； Uomin 為穩(wěn)壓電源的 最小輸出電壓；（ UiUo） min 為 穩(wěn)壓器的最小輸入輸出壓差 ； （ UiUo） max 為穩(wěn)壓器的最大輸入輸出壓差。 （ 2） 可調式三端集 成穩(wěn)壓器輸出電壓 Uo 滿足 下式： Uo=（ 1+Rp∕ R1） 。 （ 317） 本科畢業(yè)論文（設計） 24 第四章 電路設計 和器件選擇 177。 12V 直流電壓 對稱輸出電路 如圖 41 所示，為 177。 12V 直流電壓 對稱輸出電路 原理圖。 圖 41 177。 12V直流電壓 對稱輸出電路 (1)變壓器 的選擇 在圖 41 中， 集成穩(wěn)壓器選用 LM7812 和 LM7912，其輸出電壓分別為 +12V，12V，最大輸出電流 Imax為 。 因為 Uomax+（ UiUo） min≤Ui≤Uomin+（ UiUo） max 得 +3V≤Ui≤3V+ ≤Ui≤ U2≥Uimin/=所以， 取 U2=15V 可滿足要求。 又因為 變壓器副邊電流： I2≥ Iomax=， 則變壓器的副邊輸 出功率 P2為 ：P2≥ I2U2=3W。 本科畢業(yè)論文（設計） 25 由表 31 知，變壓器的效率 為 η=，則原邊輸入功率 P1≥ P2 /η =。 為留有 一定的 余地， 可 選用功率為 20W 的變壓器 。 所以選用 15V/20W 的 變壓器 。 （ 2）整流二極管的選擇 因為 ： URM=/175。2U2＝ /175。215＝ , Iomax=， 而 IN4001 的反向擊穿電壓 URM≥ 50V， 其 額定工作電流 ID=1A， 所以 整流二極管 可以 選用 IN4001。 （ 3） 濾波電容 的選擇 根據公式： 常數常數????? oITIIv UUUUS00 在上 式中， Uo＝ 12V,Ui=15V, ?Uop–p≤5mV, Sv≥510168。179。， 則 有 ΔUi＝ ?Uop–p Ui/ Uo Sv＝ 。 由此，可求出 濾波電容 C 為 ： C=Ict/Δ Ui= CIomaxt/Δ Ui=800μF，在電路中取C=1000uF。在圖 41 電路圖中， C2=C6=1000uF. (4)穩(wěn)壓器前后小濾波電容：取值 C3=C7=330nF,C1=C8= F。 (5)集成 穩(wěn)壓器件： 7812,7902。 (6)輸出濾波電容： C4=C5=220uF。 +5V直流電壓 輸出 電路 如圖 42所示，為 +5V 直流電壓輸出電路原理圖。 圖 42 +5V直流電壓 輸出電路 本科畢業(yè)論文（設計） 26 （ 1） 變壓器 的選擇 在圖 42中， 集成穩(wěn)壓器選用 LM7805，其輸出電壓為 +5V，最大輸出電流 Iomax為 。 因為 Uomax+（ UiUo） min≤Ui≤Uomin+（ UiUo） max 即 +5V≤Ui≤+5V ≤Ui≤ U2≥Uimin/=所以， 取 U2=10V 可滿足要求。 由于， 變壓器副邊電流 為 ： I2≥Iomax=， 則變壓器的副邊輸出功率 P2為 ：P2≥I2U2=5W。 由表 31 知，變壓器的效率 η=，則原邊輸入功率 P1≥P2 /η=。 要 留有一定的 余地， 可 選用功率為 20W 的變壓器 ， 所以 在此電路中 選用 15V/20W 的 變壓器。 （ 2）整流二極管的選擇 因為 ： URM=/175。2U2＝ /175。210＝ , Iomax=。而 IN4001 的反向擊穿電壓URM≥50V，額定工作電流 ID=1A，故整流二極管 可以 選用 IN4001。 （ 3）濾波電容 的選擇 根據公式： 常數常數????? oITIIv UUUUS00 在上 式中， Uo＝ 5V,Ui=10V, ?Uop–p≤5Mv, Sv≥510168。179。， 則 求得 Δ Ui＝ ?Uop–p Ui/ Uo Sv＝ 2V。 由此， 可求出 濾波電容 C 為 ： C=Ict/Δ Ui=Iomaxt/Δ Ui=1500μF。在設計電路圖 42 中取 C3=2200uF。 （ 4）穩(wěn)壓器前濾波電容：取 C1= F。 （ 5） 集成 穩(wěn)壓器件： LM7805。 （ 6）輸出濾波電容： C= F。 （ +3～ +9)V 直流電壓 連續(xù)可調輸出電路 本科畢業(yè)論文（設計） 27 如圖 43所示，為 （ +3～ +9)V 連續(xù)可調 直流電壓 輸出電路 圖 43（ +3～ +9)V連續(xù)可調 直流電壓 輸出電路 （ 1） 變壓器 的選擇 在圖 43中， 集成穩(wěn)壓器選用 但是 CW317，其輸出電壓范圍為： UO=~37V，最大輸出電流 Iomax 為 。 因為 LM317 的輸入電壓與輸出電壓差的最小值 為 ? ? VUU oI 3m in ?? ，輸入電壓與輸出電壓差的最大值 為 ? ? VUU oI 40m a x ?? ， 所以 LM317 的輸入電壓范圍為： m a xm i nm i nm a x )()( oIoIoIo UUUUUUU ?????? 即 VVUVV I 40339 ???? VUV I 4312 ?? 本科畢業(yè)論文（設計） 28 VUU in 2 ???， 所以 取 U2=12V 可滿足要求。 由于 變壓器副邊電流： AII o ?? ，取 AI 12? ，因此， 可求出 變壓器副邊輸出功率： WUIP 12222 ?? 。 由 表 31變壓器的效率 ?? ，所以變壓器原邊輸入功率 WPP 1 ?? ?，為 留有 一定的 余地， 在此可 選用功率為 12V/20W 的變壓器。 （ 2） 整流二極管 因為 ： VUU RM 171222 2 ???? ， AI ? ， IN4001 的反向擊穿電壓VURM 50? ，額定工作電流 max01 IAI D ?? ， 所以 整流二極管 可以 選用 IN4001。 （ 3） 濾波電容 根據 公式 常數常數????? oITIIv UUUUS00 在上 式中， Uo＝ 9V,Ui=12V, ?Uop–p≤5mV, Sv≥510168。179。， 則 ΔUi＝ ?Uop–p Ui/ Uo Sv＝ 。 可求出 濾波電容 C 為 :C=Ict/Δ Ui=Iomaxt/Δ Ui=1500μF，在設計電路圖 43 中， 取C=1600uF。 （ 4）穩(wěn)壓器前小濾波電容 選擇 ：取 C1=,C2=10uF. （ 5） 集成 穩(wěn)壓器件 選擇 ： LM317。 （ 6）輸出濾波電容 選擇 ： CO=1μF。 （ 7）電阻和電位器的選擇： R1 和 R2 組成輸出電壓調節(jié)電路 部分 ， 由于 輸出電壓 UO=(1+R2/R1) ， 則 R1 的值可 取 120~240? ，流過 R1 的電流 大小 為5~10mA。 在電路 43 中， 取 R1= 200 ? ， 又 由 UO=(1+R2/R1)，可求得：R2min=336? ， R2max=1488? 。 所以 取 R2 為 2K? 的精密線繞電位器 可滿足本設計的要求 。 如圖 44所示，為三檔直流電壓輸出電路總圖 本科畢業(yè)論文（設計） 29 圖 44 電路總圖 本科畢業(yè)論文（設計） 30 第五章 電路仿真 Protues 仿真軟件簡介 的概述 Proteus 軟件是 由 英國 Labcenter electronics 公司 發(fā)行 的 EDA 工具軟件 。它是 由ISIS 和 ARES 兩部分構成，其中 ISIS 是一款便捷的電子系統(tǒng)原理設計和仿真平臺軟件， ARES 是一款高級的 PCB 布線編輯軟件。 Protues 軟件 具有和其他 EDA 工具一樣的原理圖編輯、印刷電路板 (PCB)設計及電路仿真功能， Protues 軟件 最大的特色是其電路仿真的交互化和可視化。通過Proteus 軟件的 VSM 即 虛擬仿 真模式，用戶可以對模擬電路、數字電路、模數混合電路、單片機及外圍元器件等電子線路進行系統(tǒng) 的 仿真 測試 。 的豐富資源 （ 1） Protues 可提供的仿真元器件資源 包括 ：仿真數字和模擬、交流和直流等數千種元器件，有 30 多個元件庫。 （ 2） Protues 可提供的仿真儀表資源 有 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、 I2C調試器 、 SPI 調試器、模式發(fā)生器、信號發(fā)生器、交直流電流表、交直流電壓表。 (3） Protues 還提供了一個圖形顯示功能， 在 protues 仿真環(huán)境下， 可以將線路上 變化的 電流 信號， 通過 圖形的方式實時地顯示出來， 它 作用與示波器 的功能 相似，但 protues 的功能更加強大。 (4） Protues 可提供的調試手段 也很豐富， Protues 的仿真環(huán)境下， 提供了 很多的測試信號用于電路的測試。這些測試信號 有 模擬信號和數字信號 等 。 (5） 與此同時， Protues 還能夠 支持第三方的軟件編譯和調試環(huán)境， 比 如 Keil C51 uVision3 等軟件。 在仿真環(huán)境下， 繪制好原理圖后，調入已編譯好的目標代碼文件： *.HEX， 就 可以在 Proteus 原理圖中 直觀的 看到模擬的實物運行狀