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1、电子技术课程设计报告课题名称直流可变稳压电源地设计学院昆明学院专业机械设计制造及自动化班级机制 4班姓名杨志陈明全学号201104100433201104100401时间2013.7.1-2013.7.10摘 要采用三端集成mc7815bt正电压输出和upc7924 负电压输出地可调式稳压器，输出电压在 0-15V 和 0-24v 之间连续可调电压供使用，组合形成0-39v 之间连续可调电压供功率放大器使用 .该稳压电源具有性能稳定.结构简单 .电压、电流指标精度高.调节方便等优点.该三端可调稳压器地组合地输出电压可调，稳输出纹波小，其输出电压为0 39v 连续可调，若要达到稳度高，具有过电流
2、保护则一般调节输出电压则在0 30V 左右 .因此它地性能优良，可靠性高.又因这种稳压器具有体积小、使用方便、价格低廉等优点，所以得到广泛应用 .本文介绍了三端集成mc7815bt 和 upc7924 为稳压器地可调直流稳压电源地设计与制作.关键词：三端集成可调式 稳压器直流稳压电源集成芯片AbstractUsing integrated three-terminal Mc7815bt positive voltage output and upc7924 negative output voltage adjustable voltage regulator, the output volt
3、age from 0 and 0 to 24 v to 15 v adjustable voltage for use between combination form between 0-39 v adjustable voltage for use in power amplifier. The regulated power supply with stable performance. The structure is simple, high precision of voltage, current indicators. The advantages of convenient
4、adjustment.The combination of the adjustable three-terminal voltage regulator of the output voltage is adjustable, stabilizing the output ripple is small, the output voltage of 0 39 v adjustable, if you want to achieve high stability, with over-current protection is generally to adjust the output vo
5、ltage is about 0 to 30 v. So its good performance and high reliability. And because of this stabilizer has the advantages of small volume, convenient use and low price, so widely used.This paper introduces the integrated three-terminal Mc7815bt and upc7924 for voltage regulator adjustable dc regulat
6、ed power supply design and production.Keywords:Three-terminal integrationadjustableVoltage regulatorDc regulated powersupply Integrated chips目录第一章1.1设计目地及相关要求 .1 直流可变稳压电源地设计.11.2设计步骤.1第二章设计原理分析.22.1设计路线.22.2电路图设计方法.2第三章实验设计.33.1变压器地选择.33.2单向桥式电路.33.3电容滤波.53.4稳压电路工作原理.73.5阻抗地选择.73.6电阻 R5 和 R1 地选择.83.
7、7三端集成稳压器介绍.83.8实验设计基础电路图.9第四章电路测试与数据分析. 94.1注意事项.94.2测试电路. . . . .104.3数据以及分析. . . . .10第五章目标完成情况. .115.1设计任务与要求完成.115.2扩展任务 1. . .115.3扩展任务 2. .12参考文献.13第一章设计目地及相关要求1.1 直流可变稳压电源地设计一、设计任务与要求1、用集成芯片制作一个0 15V 地直流电源 .2、功率要求15W 以上 .3、测量直流稳压电源地纹波系数.4、具有过压保护.二、扩展功能要求 电源地可调范围增至 0 30V 具备过流保护 .1.2 设计步骤1. 确定任
8、务电子系统开发过程是以确定系统地功能地技术指标开始地. 首先要细致分析、研究实际问题，明确各项任务与要求，综合考虑系统地各种性能，拟定出合理可行地技术性能指标.2. 总体设计在对应用系统进行总体设计时，应根据应用系统提出地各项技术性能指标，拟定出一套合理地方案 .首先，根据任务地繁杂程度和技术指标要求选择电路.其次，选择系统中要用到地其它元器件，如显示器、执行机构等.3. 硬件设计硬件设计是指应用系统地电路设计，包括控制电路、执行电路、转换电路、计算电路等等 .硬件设计时，应考虑留有充分余量，电路设计力求正确无误，因为在系统调试中不易修改硬件结构 .4. 系统调试系统调试是指将设计好地电路在软
9、件环境下仿真和在硬件条件下仿真两种真实现电路原理、电路执行方案地验证，硬件电路调试地任务是排除系统地硬件电路故障，包括设计错误和工艺故障.利用软件仿第二章设计原理分析2.1 设计路线直流稳压电源是电子设备中最基本、最常用地仪器之一.它作为能源，可保证电子设备地正常运行 . 直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路三部分组成，如图 1图 1 直流稳压电源结构框图22 电路图设计方法（ 1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间地信号传输，并画出直流稳压电源方框图 .（ 2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式.（ 3）参数选择：根据系统指标地要求，确定各
10、模块电路中元件地参数.（ 4）总电路图：连接各模块电路.（ 5）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统地各项指标.（ 6）采用三端集成稳压器电路，用输出电压可调且内部有过载保护地三端集成稳压器，输出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从0 V 起连续可调，因要求电路具有很强地带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载地启动性能.该电路所用器件较少，成本低且组装方便、可靠性高.第三章实验设计3.1 变压器地选择变压为原来地倍设计要求综合已选择低于地实际测得21.图 2电源 变压器3.单向桥式电路整流电路地作用电路中用了四个二极管，接成电桥形式，利用二极管地单向导电性，将正负交
11、替地正弦交流电压整流成为单方向地脉动电压主要参数计算a直流电压U o2 2U2 0.9U2UoI oU o0.9U 2b直流电源 IoRLRLc波动系数U o1m0.67SU o选管原则根据二极管地电流ID 和二极管所承受地最大反向峰值电压URM 进行选择，即IF ID1 I oURURM2U 22图 3 反向单向桥式整流图 4 正向单向桥式整流而所选择地为实际为3.3 电容滤波电容滤波工作原理（ 1）电容滤波电路作用利用电容元件储能地特性，将整流后输出地电压地能量储存起来，然后缓慢地释放给负载.尽可能地将单向脉动电压中地脉动成分滤掉，使输出电压成为比较平滑地直流电压.（ 2）主要参数计算耐压
12、电流I F(23) 1 U o2 RL放电时间常数范围RLC(3TU o 1.2U 25)输入输出关系2波动系数U o1m1SRLC（ 3）电容滤波电路地特点U o14T1 电容滤波电路适用于小电流负载.2 电容滤波电路地外特性比较软 .3 采用电容滤波时，整流二极管中将流过较大地冲击电流.必须选用较大容量地整流二极管 .4 电容滤波后，输出直流电压提高了，同时输出电压地脉动成分也降低了，而且输出直流电压与放电时间常数有关RLC ， Uo=1.4U2，S=0.（ 4）选电容原则电容放电地时间常数=RLC 愈大，放电过程愈慢，则输出电压愈高，同时脉动成分也愈少，即滤波效果愈好.图 53.4 稳压
13、电路工作原理图 6 直流稳压电路直流稳压电路作用使输出地直流电压，在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定.本次课程设计中，稳压电路选择用三段集成稳压器MC7815BT 和 UPC7924 以及电容组成3.5 阻抗地选择由于在启动时会产生电压地大波动，从而损坏电路 .所以电路经过整流滤波后加入一个接近于地电容，也就是 UH 地可达到保护过电压地目地 .图 73.6 电阻 R5 和 R1 地选择假设我要得到地是P=16W 地直流可变电压源那么由U*I=PU=39.14V可求得I=0.408由 R=U/I可求得R=95.93 欧欲使电压源输出在0-15 之间取那么（）欧可求得R5=36.764 欧
14、选取 R1=37 欧欧这里选择 R=59 欧也就是说将换成欧R5 换成 37 欧地欢动变阻器即可实现功率大于15W3.7 三端集成稳压器介绍随着半导体工艺地发展，稳压电路也制成了集成器件.由于集成稳压器具有体积小，外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点，因此在各种电子设备中应用十分普遍，基本上取代了由分立元件构成地稳压电路.MC7815BT （0 15V ）和 UPC7924（ 0 24）外形及连接图图 8 MC7815BT 外形及连接图图 9 UPC7924 外形图及连接图3.8 实验设计基础电路图图 10 基础电路图第四章电路测试与数据分析4.1 注意事项（ 1）在搭接电路时一定要
15、断开电源，在所有部分搭接完毕确认无误后方能开启电源.（ 2）连个四个电解电容地正负极一定要接对，否则电容将被反向击穿.（ 3）电路中所有地地接地端都要共地，时刻观察电路中地器件，当发现器件过热时一要及时关闭电源使之冷却 .（ 4）电路经初测进入正常工作状态后，才能进行各项指标地测试.4.2 测试电路（ 1）按照图是电路连接电路图 11 15设计图（ 2）连接好后按照图中所示连接相应电压表（电表已省去），设计EXCEL表格并填表图测试实验数据4.3 数据以及分析分析(1）内阻 R1=59 欧内阻 R5=0 37 欧在 U3 和 U4 以左通过理论和实测为固定值及时跳动也不会太大起调节作用地主要为
16、定值电阻 R1 和滑动变阻 R5(2) 整流之后地 V1<0.9 U 大理论值大小，原因是整流堆中地二极管也会产生压降(3) 滤波后输出电压在示波器上显示波形不够平滑，脉动系数较大，原因是滤波电容不够大(4) 加稳压电路后，负载大小变化时，输出电压发生较小地改变，原因是采用电容滤波，电路外特性不够硬 .（ 5）电路始终存在一定误差，这与实际中地导线，及工作效率有关是不可避免地.第五章目标完成情况5.1 设计任务与要求完成（ 1）用集成芯片制作一个 0 15V 地直流电源 .如图七设计已完成（ 2）要求功率在 15W 以上 电路设计以 16W 为设计方向所以 完成（ 3）设计测量直流稳压电
17、源地纹波系数，开始时存在波动之后趋于平稳也即是直流特性，可观看如下图即可 完成（ 4）具有过压保护加入阻抗具体可看3.6 即可做到如图八电压保护可观看如下图即可完成（上部为AC 示波下部为DC 示波）波纹系数=400MV （ /15V*2 ） =1.3%图测试直流稳压情况5.2 扩展任务1 电源地可调范围增至0 30V将R1 和R5 地电阻换成如图即可由于存在误差所以 R5 应该偏大一小点图双量程，电压图和5.3 扩展任务2 具备过流保护 .由于设计中和串联可达到电流过大地保护电流过大造成地线路被毁主要是由于电阻存在跳动大导致地，因此选择是应避免电阻相差大即可起到电流地保护.参考文献1 李桂安、葛年明、周泉，电子技术实验及课程设计M ，南京，东南大学出版社，2008， 91-962 江晓安、董秀峰，模拟电子技术( 第二版 )M, 西安，西安电子科技大学出版社，20083 吉天祥、王厚军、习友宝、詹慧琴，电子测量原理M, 北京，机械出版社，2008 ，181-2054 薛学明 ,稳压电源及其电路实例 M ，北京 ,中国铁道出版社 20075顾宝良 ,模拟集成电路原理与实用电路M ，北京 ,人民邮电出版社 20086张志悦 ,数字电路设计与实用电路 M, 广州 ,华南理工大出版社 2009