【正文】 同時(shí)，我還要感謝輔導(dǎo)員，感謝各位同學(xué)這四年以來對(duì)我的關(guān)心和照顧。本次設(shè)計(jì)的測(cè)試結(jié)果基本符合了預(yù)期的要求，但是由于學(xué)識(shí)有限，在設(shè)計(jì)當(dāng)中難免會(huì)有一些錯(cuò)誤，還有很多地方可以做進(jìn)一步的完善，還望得到老師和專家們的批評(píng)指正。 設(shè)計(jì)過程中我也遇到了很多困難，在對(duì)電路進(jìn)行仿真運(yùn)行的過程中，有很多仿真環(huán)節(jié)都沒有成功，一方面是對(duì)仿真軟件的不夠熟悉，另一方面是因?yàn)樽约核O(shè)計(jì)的電路本身存在錯(cuò)誤，但經(jīng)過對(duì)仿真軟件的進(jìn)一步學(xué)習(xí)，修改一些元器件的參數(shù)設(shè)置，我把這些這些問題都依次解決的，這一過程是需要很大的耐心的。第六章 設(shè)計(jì)總結(jié)在電子技術(shù)快速發(fā)展的今天，幾乎所有的電子設(shè)備都離不開直流穩(wěn)壓電源，這也是本課題研究的現(xiàn)實(shí)意義。III檔:輸出電壓范圍在+~+。輸入電壓+12V實(shí)際輸出電壓12V實(shí)際輸出電壓+12V電源紋波電壓12V電源紋波電壓+12V電源穩(wěn)壓系數(shù)12V電源穩(wěn)壓系數(shù)200V0210V0220V230V240V表51 177。（3） 用示波器測(cè)試電路的紋波電壓，計(jì)算出電路的穩(wěn)壓系數(shù)。 （3）輸出電阻及電流調(diào)整率輸出電阻是指在放大器的輸出電阻相同，其值為當(dāng)輸入電壓不變時(shí)，直流電源輸出電壓量與輸出電流變化量之比的絕對(duì)值，即 (53)電流調(diào)整率是指輸出電流從0變到最大值Imax時(shí)所產(chǎn)生的輸出電壓相對(duì)變化值，用公式表示為: (54)輸出電阻ro和電流調(diào)整率說明了負(fù)載電流變化對(duì)輸出電壓的影響，因此在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，也只需測(cè)試其中之一?？梢灾苯佑檬静ㄆ饔^測(cè)其峰峰值，通常紋波電壓值很小，△U0PP一般為毫伏量級(jí)。12V直流電壓輸出電路仿真 采用protues仿真軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行電路仿真，仿真運(yùn)行結(jié)果如下：圖51 177。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)具有設(shè)計(jì)靈活，結(jié)果、過程的統(tǒng)一的優(yōu)點(diǎn)。protues可以仿真51系列單片機(jī)、PIC、ARM、AVR等常用主流單片機(jī)。這些功能有： 原理布圖 、SPICE電路仿真、PCB自動(dòng)或人工布線 。這些測(cè)試信號(hào)有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)等。 （1）Protues可提供的仿真元器件資源包括：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個(gè)元件庫(kù)。electronics公司發(fā)行的EDA工具軟件。 （7）電阻和電位器的選擇：R1和R2組成輸出電壓調(diào)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。則ΔUi＝?Uop–p Ui/ Uo Sv＝。由表31變壓器的效率，所以變壓器原邊輸入功率，為留有一定的余地，在此可選用功率為12V/20W的變壓器。 （6）輸出濾波電容：C=。由此，可求出濾波電容C為：C=Ict/ΔUi=Iomaxt/ΔUi=1500μF。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。 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。圖42 +5V直流電壓輸出電路（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。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=。（3）濾波電容的選擇 根據(jù)公式： 在上式中，Uo＝12V,Ui=15V, ?Uop–p≤5mV, Sv≥510168。所以選用15V/20W的變壓器。 因?yàn)? Uomax+（UiUo）min≤Ui≤Uomin+（UiUo）max 得 +3V≤Ui≤3V+ ≤Ui≤U2≥Uimin/=所以，取U2=15V可滿足要求。12V直流電壓對(duì)稱輸出電路1. 電路設(shè)計(jì) 如圖41所示，為177。 集成穩(wěn)壓器的參數(shù)關(guān)系（1）在直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)當(dāng)中，集成穩(wěn)壓器的輸出電壓Uo應(yīng)與穩(wěn)壓電源要求的輸出電壓的大小及范圍相符。 可調(diào)式穩(wěn)壓器內(nèi)部含有過流、過熱保護(hù)電路，具有安全可靠，性能優(yōu)良、不易損壞、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。317系列集成穩(wěn)壓器能夠輸出連續(xù)可調(diào)的正電壓，337系列集成穩(wěn)壓器能夠輸出連可調(diào)的負(fù)電壓。圖312(b)中,輸出電流為單片三端穩(wěn)壓器的兩倍,即 ： （314）如果要求電路同時(shí)具有正、負(fù)電壓輸出功能。圖311(b)中, (38)在上式中,IW為三端穩(wěn)壓器的靜態(tài)電流,一般大小在幾毫安左右。通常Co大小為1mF。用來改善波形。15V、177。6V、177。 三端固定式集成穩(wěn)壓器的外形和管腳排列如圖39所示。同時(shí)輸入電壓將全部降落在調(diào)整管上，使調(diào)整管的功耗大大增加，調(diào)整管將因過損耗發(fā)熱而損壞，為此必須對(duì)穩(wěn)壓電源的短路進(jìn)行保護(hù)。若負(fù)載電流IL的增加，會(huì)使輸入電壓VI有所減小，輸出電壓VO必然有所下降，經(jīng)過取樣電路取出一部分信號(hào)VF與基準(zhǔn)電壓源VREF比較，獲得的誤差信號(hào)ΔV。圖38 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路方框圖（1）當(dāng)輸入電壓變化，負(fù)載電流保持不變。當(dāng)負(fù)載電流IL增加時(shí)，R受控制而減小，使VR減小，這就在一定程度上抵消了因IL增加使VI減小，對(duì)輸出電壓減小的影響。因此，為了維持輸出電壓穩(wěn)定不變，還需一個(gè)穩(wěn)壓電路。選擇濾波電容時(shí)需要滿足條件：RLC≥(35)T/2。（2）因?yàn)檎鞫O管的導(dǎo)通時(shí)間縮短了，存在瞬間的浪涌電流，所以要求二極管允許通過更大的電流，管子參數(shù)應(yīng)滿足 : IFM＞2IV=IO。所以電容濾波適合輸出電流較小的場(chǎng)合。在t1到t2時(shí)刻，二極管導(dǎo)電，Ｃ充電，Uo=Uc按正弦規(guī)律變化；t2到t3時(shí)刻二極管關(guān)斷，UC=URL按指數(shù)曲線下降，放電時(shí)間常數(shù)為RLC。 圖33單相橋式整流電路的負(fù)載特性曲線 濾波電路交流電經(jīng)過整流電路后得到的是脈動(dòng)直流，這樣的直流電源由于所含交流紋波很大，不能直接給電子電路供電。 由Uo波形可知，橋式整流電路的輸出平均電壓是半波整流電路的2倍， 即： （32） (2)流過每個(gè)二極管的平均電流ID。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。圖31 橋式整流電路1. 橋式整流電路的工作原理 如圖31所示，當(dāng)U2為正半周時(shí)，對(duì)DD3加正向電壓，Dl，D3導(dǎo)通；對(duì)DD4加反向電壓，DD4截止。其電路如圖31所示，這種電路，只要增加兩只二極管口連接成橋式結(jié)構(gòu)，便具有普通全波整流電路的優(yōu)點(diǎn)，而同時(shí)在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)。由穩(wěn)壓器的要求得出變壓器副邊的輸出電壓U2與穩(wěn)壓器輸入電壓Ui的關(guān)系。通常，變壓器的功能主要有：電壓變換；阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓等。利用固定式三端穩(wěn)壓器LM7812和LM7912組裝的電路可對(duì)稱輸出177。圖28 電容濾波電路基于以上的電路對(duì)比分析，選用電容濾波電路。圖26 RC濾波電路圖 方案三：采用LC濾波電路LC濾波電路如圖27所示，LC濾波電路是一種與RC濾波電路相對(duì)的濾波電路，此濾波電路的優(yōu)點(diǎn)是綜合了電容濾波電路紋波小和電感濾波電路帶負(fù)載能力強(qiáng)的特性。圖25 電感濾波電路 方案二:采用RC濾波電路 RC濾波電路如圖26所示，它是由兩個(gè)電容和一個(gè)電阻組成，又稱π型RC濾波電路。電感濾波電路帶負(fù)載能力比較好，多用于負(fù)載電流很較大的場(chǎng)合。因?yàn)檎鞫O管以四個(gè)連接成電橋形式，所以稱這種整流電路為橋式整流電路。圖22 半波整流電路圖 方案二：采用全波整流電路全波整流電路圖見如圖23所示，全波整流電路中的每個(gè)整流二極管上流過的電流只是負(fù)載電流的一半，比半波整流小一倍，它所使用的整流器件較半波整流時(shí)多一倍。（2）經(jīng)過電源變壓器降壓后的交流電壓，通過整流電路進(jìn)行整流，可以變成單向的脈動(dòng)直流電，但其幅度變化大。 (3) 穩(wěn)壓系數(shù)：SU=。12V對(duì)稱輸出,Iomax=100mA。22第二章 設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)的目的和任務(wù) 設(shè)計(jì)的目的隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)備在人們的日常生活和生產(chǎn)中的地位也越來越重要，直流穩(wěn)壓電源是許多電子設(shè)備不可缺少的組成部分，它被廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等諸多領(lǐng)域。查閱并收集與本課題有關(guān)的資料。有時(shí)也用最大輸出功率Pmax 來表示。 （2）額定輸出電壓U0 。 在電子設(shè)備中，所需的直流電壓比較小，一般在千瓦以下，但是要求電壓具有較高的穩(wěn)定性。但這樣的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動(dòng)，電網(wǎng)波動(dòng)一般在177。常見的供電方式有兩種，一種是采用干電池、蓄電池或其他形式向電路供電，這種供電方式是用化學(xué)能或其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能之后，向電路提供能量，這種方式的缺陷在于能量的使用要受很多實(shí)際條件（如電池的容量）的限制；另一種方式是利用電網(wǎng)向電路供電，這種供電方式是把電網(wǎng)的交流電經(jīng)過降壓、整流、濾波和穩(wěn)壓之后，轉(zhuǎn)化為直流電向電路提供能量，因?yàn)殡娋W(wǎng)所提供的能量是源源不斷的，所以這種供電方式具有很大的優(yōu)勢(shì)，也被廣泛的使用。電網(wǎng)的220V、50HZ的單向交流電經(jīng)電源變壓器降壓后，再經(jīng)過整流濾波過程可獲得電壓較低的小功率直流電源。在經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展的今天，只有滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的電源產(chǎn)品才能獲得進(jìn)出各國(guó)的通行證。電源技術(shù)融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)。其實(shí)，在90年代中期，一些半導(dǎo)體生產(chǎn)商們就能夠開發(fā)出了數(shù)控電源管理技術(shù)，但是在當(dāng)時(shí)，這種方案的性價(jià)比與市面上廣泛使用的模擬控制方案相比還相差甚遠(yuǎn)，因此沒有被廣泛采用在生產(chǎn)和生活當(dāng)中。12V直流電壓輸出電路仿真 31 +5V直流電壓輸出電路仿真 32 (+3～+9)V直流電壓連續(xù)可調(diào)輸出電路仿真 33 35第六章 設(shè)計(jì)總結(jié) 40參考文獻(xiàn) 41致謝 42附錄 43