直流稳压电源设计报告

直流稳压电源实验报告一、实验目的1、掌握模拟电路的基本设计方法、设计步骤，培养综合设计和调试能力；2、学会直流稳压电源的设计方法和性能指标的测试；3、掌握78××，79××，ＬＭ３１７，ＬＭ３３７等三端稳压器件的使用方法。二、实验要求设计±15V、±12V、±5V直流稳压电源（在同一块PCB板）以及正负输出电压可调稳压电路（输出电压调节范围为±1.2～±20V，输出电流1.5～3A）二、实验原理直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如图所示：u1u2u3uI负载稳压电路滤波电路整流电路变压器整流与稳压基本过程各部分的作用：1、电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。2、整流电路：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压（在直流稳压电源中常采用桥式整流电路，这里我们采用６Ａ的整流桥）。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。桥式整流过程桥式过程波形变化示意图３、滤波电路：经整流后的直流输出电压脉动性很大，不能直接使用，为减少其交流成分，常在整流电路后接滤波电路。滤波电路的主要任务是将整流后的单向脉动直流电压中的纹波滤除掉，使其输出平滑的直流电压，这里我们采用接入滤波电容来组成滤波电路。4、稳压电路作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化能使输出直流电压不受影响，从而维持稳定的输出，常用集成稳压器，小功率稳压电源中经常使用三端集成稳压器。常用的三端集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。常用可调式正压集成稳压器有LM317系列，它们的输出电压从1.25V－37伏可调，最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流为1.5A。其典型电路如图2-5所示，其中电阻R1与电位器R2组成输出电压调节器，输出电压Uo的表达式为：Uo＝1.25（1＋R2/R1）式中R1一般取120－240欧姆，输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压（典型值为1.25V）。LM317系列电路图实际原理图6A整流桥220V200R1200R4D21N4107D11N41075KR25KR31uFC710uFC510uFC61uFC8GND+vcc-vccT2TransCTIdealGNDVin3ADJ1+Vout2U1LM317TVin2ADJ1-Vout3U2LM337K2200uFC12200uFC20.1uFC40.1uFC3四、元件清单元件名称元件大小元件数量元件名称元件大小元件数量LM781515V1个极性电容2200uf2个LM78099V1个220uf6个LM78055V1个10uf2个LM7915-15V1个电容1uf2个LM7909-9V1个0.1uf10个LM7905-5V1个电阻2002个LM3171.2~20V1个可调电阻5K2个LM337-20~-1.2V1个二极管IN41072个整流桥6A1个导线若干78××系列芯片简介79××芯片简介功能如表(1):78××79××管脚及功能（1）输入(1)地（2）地（2）输入（3）输出（3）输出输出电压+15V、+9V、+5V-15V、-9V、-5V输出最大电流1.5A1.5A管脚及功能LM317简介LM337简介功能如表(2):LM317LM337管脚及功能（1）地(1)地（2）输出（2）输入（3）输入（3）输出输出电压1.2V~20V-20V~-1.2V输出最大电流1.5A~3A1.5A~3A管脚及功能器件选择电容的选择C3、C4、C5、C6、C9、C10、C13、C14为瓷片电容用于消除78××、79××系列三端稳压器的自激。C1、C2、C7、C8、C11、C12、C15、C16为极性电容，并且后面的应尽量小于前面的，避免在掉电是电容向芯片充电。电阻的选择五、实验结果器件预测值实际值LM7805+5V+5.05VLM7809+9V+8.99VLM7815+15V14.94VLM7905-5V-4.99LM7909-9V-8.97LM7915-15V-14.84LM3171.2V~20V3.7V~16.8VLM337-20V~-1.2V-17.2~-4.1V实验分析：1、布线过程本次设计我们采用的是万用电路板，需要焊接搭线的地方较多，为了避免由于线路过乱给焊接以及后来的线路检查和测试修整带来麻烦和困扰，我们根据原理图及线路简约原则，先在电路板上布置好各个器件的大体位置，地线以及其他线的位置，尽量不要交叉。尽量不用跳线去连接板子各个管脚，那样看着比较乱并且当电路出现错误时难以找到。2、考虑到设计的简约性及输入输出的压差不能太大等方面的问题，在整流滤波输出级采用串联的方式，既节省了元件，又避免了压差过大对电路造成的损坏。3、焊接过程团队合作，分工明显，负责焊接的同学就承担了主要焊接任务。首先把设计原理图分析透彻，根据原理图将实验器件合理放置在实验电路板上，按照器件由小到大，由低到高的顺序一次焊接。由于器件较多，焊接点比较紧密，焊接过程中，必须时刻集中注意力，注意焊接方法，对焊点形状、大小的控制。布线应注意整体布局的美观性，导线的走向要尽量一致，为后序检查电路提供方便。4、测试过程在测试前应多人检查电路，看看焊接的板子是否有短路情况。测试的时候注意电源的接法，防止出现短路的情况。如果在测试过程中出现芯片发热或者有烧焦的闻道应立即拔下变压器的电源。防止发生爆炸的危险情况。这次的测试，还好有保险丝的保护。在第一次测试时直接烧掉了3个芯片。这是在以后的测试过程中必须重视的一点！实物图片前置放大器实验报告一、实验目的1、掌握前置放大器的基本设计方法、设计步骤，培养综合设计和调试能力；2、学会前置放大器的设计方法和性能指标的测试；3、掌握NE5532的使用方法。二、实验要求前置放大器的设计（第一级放大5倍，第二级放大20倍）三、实验原理12348A德州553248567B德州553250R2200R310KR5190KR6GNDGNDVO2VO1Vi40R1GND9500R4GND+15-15+15-15第一级放大倍数为A1=1+R3/R2=5倍第二级放大倍数为A2=1+R6/R5=20倍总体放大倍数为A=A1×A2=100倍其中R1、R4为平衡电阻Vi为输入信号接口，VO1为第一级放大输出，VO2为第二级放大输出。放大倍数的计算R3/R2=4按照老师给的器件R3选取200欧和R2选取50欧的电阻，由此可得平衡电阻为40欧。即二者并联。R6/R5=19按照老师给的器件R6选取190千欧和R5选取10千欧的电阻，由此可得平衡电阻为9500欧。即二者并联。四、元件清单元件名称元件大小元件数量NE5532及插座德州NE55321个电阻100K6个10K10个2002个502个NE5532简介五、实验结果信号发生器输入图片第一级放大示波器输出图片第二级放大示波器输出图片第一级放大频率ViVO1A1=VO1/Vi362HZ20mV119mV5.95.68KHZ111mV5.5579KHZ118mV5.5862KHZ96mV4.8第二级放大频率ViVO1A1=VO1/Vi360HZ20mV2.28V11456.16KHZV2.14V107133.9KHZ2.18109413KHZ1.98V99六、实验分析：1、布线过程本次设计我们采用的是万用电路板，需要焊接搭线的地方较多，为了避免由于线路过乱给焊接以及后来的线路检查和测试修整带来麻烦和困扰，我们根据原理图及线路简约原则，先在电路板上布置好各个器件的大体位置，地线以及其他线的位置，尽量不要交叉。尽量不用跳线去连接板子各个管脚，那样看着比较乱并且当电路出现错误时难以找到。2、测试过程注意芯片的电源接法，以及芯片接口与插槽的一一对应。由于电阻存在误差，以及焊接质量的影响，导致放大倍数存在一定范围的误差！实物图片七、总结心得：经过第一阶段为期六天的电子设计培训，我们小组成员各个都受益匪浅。本阶段的主容主要是应用模拟电路中经典知识。之前学习过的基础知识没能很好的在实践中应用，借助这次难得的机会，我们都带着浓厚的兴趣，求知的迫切心情，积极向上的乐观态度，正确面对这次培训，提高了自身把知识转变为实践的能力。同以往的课程设计有所不同，本次电子设计培训整体主要靠我们自己，无论是前期工作，原理图的设计，实验器件的选取，还是电路板的布局及焊接，调试与检测，老师主要起到辅导作用，并没有太多的参与，这在更深层次上体现了同学们自己动手的能力。由于这是我们第一次自主设计实验电路，在仿真过程中遇到不少问题，及时向老师咨询，或者上网查找相关资料成了我们解决问题的主要方法。每次向老师咨询问题，老师都会很耐心地讲解，在此期间，我们也学到了很多分析问题以及正确处理问题的方法。都说实践出真知，只有把做学知识应用到实际当中，才能把知识掌握的更加牢固，把知识转变成力量。当然经验在这其中也显现出了举足轻重的作用。比如器件的放置，连线的整体布局都影响设计的整体效果，同样是两个大科目，我们小组用了更多的电子器件、电路板，另观学长们简单而又清晰的设计，我们自愧不如，但我们有很大收获。在第一次调试过程中，我们没有仔细的检查线路的连接，以至于刚接通电源就烧坏了四个芯片，我们重新测量，仔细盘查，在我们的共同努力下，最终找到问题所在，然而这看似不大的错误，却是导致这次测试失败的最根本原因。我们吸取了经验教训，是团队的力量让我们勇敢面对自己犯的致命错误。这次设计渗透了我们这个团队每一个成员的心血，无论是前期的准备工作，还是后期的实施及调试，每个环节我们都竭尽所能，通过多种渠道，利用多路资源，让整个计划更加完善，更富创意，更具特色。只有相互协作，才能共同进步。合理分工，团结一心是提高效率，顺利完成共同目标的关键。由于这是我们团队第一次合作，在分工上多多少少会出现这样那样的问题，但我们有耐心将设计继续进行下去，也正是因为我们把自己看做整个团队的一部分，我们之间的配合才由陌生走向熟悉，在我们的共同努力下，尽量分工协作，既有合作又有分工。总体来说经过六天的磨合，我们团队在分工协作方面取得的很大进步，这也让我们更加团结，更加期待下一阶段的学习，更加期待更多更大的挑战。2011年7月26日