【導讀】下才能正常工作。電子設備對電源電路的要求是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負載要求的。提供這種穩(wěn)定的直流電能的電源。詳細介紹了設計方案，變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓和保護電路等各個組成。部分的參數設計。給出了設計原理圖，并用proteus軟件進行仿真和調試，給出了具

　　

【正文】 圖 LM317 的外加保護電路 湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） 16 由于設計要求電壓從零開始調起， LM317 集成穩(wěn)壓器不能直接滿足要求，需要設計一個電壓補償電路來抵消 LM317 的 最小輸出電壓，如圖 所示，電壓補償電路由 3R 和二極管 D 組成，其輸出電壓 0 DU U U?? ,其中， U 為 LM317 的輸出端電壓，UD為二極管 D 的正向壓降 。 DU 即為補償電壓。其值略大于 LM317 的基準電壓（ ） ，這里用兩只串聯的硅材料整流二極管的導通壓降來實現。當調節(jié) 1vR 減少 ,使 3U 達到與DU 相等時 ,輸出電壓即為 00V 之后 ,當調節(jié) R2 逐漸增大時 , U0 即由 0V 開始增大。由于負載電流流過 D ,故 D 的最大工 作電流應能適應負載電流的要 求。 圖 湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） 17 最后由單路推廣到雙路（得到一個由地線為中軸線的對稱電路） 圖 根據計算公式可以得出電路中各個元器件的數值，如表 所示。 表 元器件數值表 電 容 名稱 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 大小 1mF 3700uF 100uF 10uF 3700uF 1mF 10uF 100uF 電 阻 名稱 RV1 RV2 RV3 RV4 R4 R5 大小 2500? 2500? 100? 100? 250? 250? 過熱保護 由于穩(wěn)壓電源是為各種電子設備提供能量的，散熱更顯得重要。所謂散熱就是采用熱傳遞將穩(wěn)壓電源中所用元器件自身的溫度控制到所要求的范圍內。 在穩(wěn)壓電源中，熱量都是由電轉換來的，電流流過元器件和連接線、連接點產生湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） 18 的熱量損失；變壓器鐵芯所產生的磁滯損耗；位于變壓器附近的導電材料和絕緣材料，由于交變 磁場和交變電場的存在分別產生渦流損耗和介質損耗。 在散熱設計過程中，一般要根據具體情況，選擇適當的途徑將熱量傳遞出去，達到元器件降溫的目的，從而提高電源的可靠性并延長其使用壽命。為此，應做到以下幾點： （ 1）選用耐熱性和熱穩(wěn)定性好的元器件和材料，以提高其允許的工作溫度； （ 2）減小電源內部的發(fā)熱量； （ 3）用冷卻的方法降低環(huán)境溫度，加快散熱速度。 對于元器件的熱設計中必須保證其最高工作溫度低于其允許溫度。為了提高元器件可靠性，應通過降額設計來降低元器件的使用溫度。 湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） 19 第 4 章 調試及其仿真結果 仿真軟件介紹 本設計用的仿真軟件是 proteus。 Proteus 軟件是英國 Labcenter electronics公司出版的 EDA 工具軟件。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具，從原理圖布圖、代碼調試到產品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持 805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 20xx年增加 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。 Proteus 與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機 CPU 的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調試時，關心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機寄存器和存儲器內容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結果。對于這樣的仿真實 驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應用間脫節(jié)的矛盾和現象。 運行 proteus 的 ISIS 程序后，進入該仿真軟件的主界面。在工作前，要設置 view菜單下的捕捉對齊和 system 下的顏色、圖形界面大小等項目。通過工具欄中的 P（從庫中選擇元件命令）命令，在 pick device 窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調整其相對位置，元件參數設置，元器件間連線，編寫程序；在 source 菜單的Definecode generation tools 菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴展名等項目；在 source 菜單 的 Add/removesource files 命令下，加入單片機硬件電路的對應程序；通過 debug 菜單的相應命令仿真程序和電路的運行情況。 Proteus 軟件所提供的軟件資源 Proteus 軟件所提供了 30 多個元件庫，數千種元件。元件涉及到數字和模擬、交流和直流等。對于一個仿真軟件或實驗室，測試的儀器儀表的數量、類型和質量，是衡量實驗室是否合格的一個關鍵因素。在 Proteus 軟件包中，不存在同類儀表使用數量的問題。 Proteus 還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作 用與示波器相似但功能更多。 Proteus 提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數字信號。對于單片機硬件電路和軟件的調試， Proteus 提供了兩種方法：一種湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） 20 是系統總體執(zhí)行效果，一種是對軟件的分布調試以看具體的執(zhí)行情況。對于總體執(zhí)行效果的調試方法，只需要執(zhí)行 debug 菜單下的 exeute 菜單項或 F12 快捷鍵啟動執(zhí)行，用 debug 菜單下的 pause animation 菜單項或 pause 鍵暫停系統的運行；或用 debug菜單下的 stop animation 菜單項或 shiftbreak 組 合鍵停止系統的運行，其運行方式也可以選擇工具欄中的相應工具進行。對于軟件的分布調試，應先執(zhí)行 debug 菜單下的 start/restart debugging 菜單項命令，此時可以選擇 stepover、 step into 命令執(zhí)行程序，執(zhí)行的效果是單句執(zhí)行、進入子程序和跳出子程序執(zhí)行。在執(zhí)行了start/restart debugging 菜單項命令后，在 debug 菜單的下面要出現仿真中所涉及到的軟件列表和單片機的系統資源等，可供調試時分析和查看。 調試與仿真 對所做設計用 proteus 進行仿真，通過調節(jié)滑 動變阻器 RV1 和 RV2 的大小，可以基本實現輸出電壓從 0～ 177。 12V 的變化。圖 是用 proteus 虛擬示波器采集電路各個部分的電壓波形圖。 圖 湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） 21 圖 表示的是經過變壓器變壓后的電壓波形圖，圖中每一格表示的幅值是 10V。 圖 圖 表示的是經過單相橋式整流后的電壓波形圖，圖中每一格表示的幅值是。 圖 圖 表示的是當輸出為 5V 時，正電壓輸出負載上的電壓波形圖，圖中每一格表示的幅值是 5mv，所以達到了論 文 輸出為 5V 時，帶載紋波電壓峰 峰值＜ 5mV 的要求。 圖 圖 表示的是負電壓輸出負載上的電壓波形圖。圖中每一格表示的幅值是 5mv。 圖 湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） 22 表 是正電壓的變化參數，表 是負電壓的變化參數。當調節(jié)滑動變阻 RV1時，正輸出負載上的電壓發(fā)生變化；當調節(jié)滑動變阻 RV2 時，負輸出負載上的電壓發(fā)生變化。 表 正電壓數值表 U1 (V ) RV1(? ) 2500 2250 1450 650 250 50 表 負電壓數值表 U2(V ) RV2(? ) 2500 2250 1425 600 175 0 圖 由圖 可以看出，當輸出為 12V 時，電流值達到 1A，達到了任務要求。 湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） 23 結 論 直流穩(wěn)壓電源在日常生活中的應用是非常廣泛的，其性能的穩(wěn)定性是保證設備正常運行的重要前提，所以如何設計高性能、高指標的穩(wěn)壓電源具有重要意義。 本論文介紹了以 LM317/LM337 芯片為主的雙輸出可調穩(wěn)壓電源的設計，主要研究工作如下： （ 1）確定了系統的結構與方案，其中主要包括變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個部分。 （ 2）完成了各部分的電路設計及具體的參數計算。 （ 3）利用 proteus 軟件對整個電路進行仿真分析，并得到了有效的仿真結果。 本論文完成了雙輸出可調穩(wěn) 壓電源的設計，取得了一定的研究成果，但還有不少地方值得進一步的研究和改善。湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） 24 參考文獻 [1] Marty ［ M］ .北京：機械工業(yè)出版社， 20xx:3062. [2] 康華光 .電子技術基礎［ M］ .北京：高等教育出版社， 1999:1184. [3] 陳堅 .電力電子學［ M］ .北京：高等教育出版社， 20xx:2879. [4] 王增福，魏永明 .新編線性直流穩(wěn)壓電源 ［ M］ .北京：電子工業(yè)出版社， 20xx:753. [5] 曲學基，王增福 .穩(wěn)定電源基本原理與工藝設計 ［ M］ .北京：電 子工業(yè)出版社，20xx:2164,79103. [6] 全新實用電路集萃叢書編輯委員會 .電源應用電路集萃 ［ M］ .北京：機械工業(yè)出版社， 20xx. [7] 李東生，張勇 .Protel DXP 電路設計教程 ［ M］ .北京：電子工業(yè)出版社， 20xx:2068. [8] 張慶雙 .LED 應用電路精選 ［ M］ .北京：電子工業(yè)出版社， 20xx:1997,113124. [9] 王吳，謝文閣，杜穎，呂義 .線性集成電源應用電路設計 ［ M］ .北京：清華大學出版社， 20xx:5197. [10] 曲學基 .電力電子濾波技術及其 應用 ［ M］ .北京：電子工業(yè)出版社， 20xx:4185. [11] 周志敏，周紀海，紀愛華 .先行集成穩(wěn)壓電源實用電路 ［ M］ 。北京：中國電力出版社， 20xx:59132. [12] 閻石 .數字電子技術 ［ M］ .北京：高等教育出版社， 20xx:69142. [13] 邱關源 .電路 ［ M］ .北京：高等教育出版社， 20xx:1683,105137. [14] 董詩白，華成英 .模擬電子技術 ［ M］ .北京：高等教育出版社， 20xx:7138. [15] 張萍華 .0~30V 可調式直流穩(wěn)壓電源的設計 ［ J］ .吉林：吉林廣 播電視大學學報（自然科學研究）， 20xx. [16] 周愛華 .基于 Multisim 的可調直流穩(wěn)壓電源設計 ［ J］ .南京：南京職業(yè)技術學院學報， 20xx. [17] 李國峰，王寧會 .電源技術 ［ M］ .大連：大連理工大學出版社， 20xx. 湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） 25 致 謝 本論文是在導師陳穎老師的悉心指導和支持下完成的。值此論文完成之際，特向導師致以最衷心的感謝。在四年的本科學習生涯中，我不僅學到了豐富的專業(yè)理論和實踐知識，更重要的是掌握了獨立學習的方法和態(tài)度。陳老師淵博的知識、求實的工作作風、孜孜不倦的科學鉆研精神和勇于創(chuàng)新的 科學態(tài)度深深的感染了我，使我終身受益 ! 在論文撰寫期間，感謝眾多給與我?guī)椭⒎窒碇R與經驗的老師及朋友。感謝給我?guī)椭耐瑢W，他們在我論文寫作期間，給了我不少幫助，提出了大量寶貴的意見及建議。 感謝我的家人，在我的成長經歷中，他們始終無私的為我奉獻最偉大的愛，給與永遠的支持和激勵。 最后對評審論文的各位專家、學者表示衷心的感謝 !