电子技术课程设计完整版

电子技术课程设计报告

设计题目：稳压电源设计制作与调试

学院：机电学院

系别：机械系

专业：机械设计制造及其自动化

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起迄日期:

指导教师:

目录

一、设计目的 (3)

二、设计任务 (3)

三、设计要求 (3)

四、总体方案的设计与选择 (4)

五、单元电路的设计 (4)

（一）交流降压电路 (4)

（二）整流电路 (5)

（三）滤波电路 (6)

（四）稳压电路 (7)

六、总体电路图 (9)

七、元器件数及参数 (10)

八、电路组装\调试过程中遇到的问题及解决办法 (11)

九、分析与心得 (11)

十、参考文献 (12)

一、设计目的

（一）进一步掌握模拟电路和数字电路课程所学的理论知识。（二）了解并掌握电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。

（三）熟悉常用集成数字芯片，掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。

（四）了解集成块LM317的结构功能。

（五）掌握一种由上述集成块组成的直流稳压电源电路的制作方法。

二、设计任务

利用LM317设计一个输出电压可在1.25 -- 30V之间连续可调的直流稳压电源电路。

三、设计要求

（一）输出电压连续可以调节。

（二）选择合适的电阻、电容、发光二极管等器件。

（三）完成全电路理论设计、制作、调试，并画出电路原理图。（四）撰写设计报告（包括调试总结报告）。

（五）上交制作产品一件。

四、总体方案的设计与选择

我们此次设计的电路主要由四部分组成，分别是交流降压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路。

4-1电路工作电路流程图 五、单元电路的设计

（一）交流降压电路

选用合适的电源变压器将电网电压降低到所需要的交流电源电压。

5-1变压器的原理简体图

当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁芯穿过初级线圈和次级线圈形整流电路 滤波电路 交

流

降

压电路 稳压电路

成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。

如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁芯中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持铁芯里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。

（二）整流电路

5-2整流电路图

降压后的交流电压，通过整流电路整流变成单向脉动直流电压。直流脉动电压经过滤波电路变成平滑的、脉动小的直流电压滤除交流成分，保留直流成分，滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压。（三）滤波电路

5-3电容滤波电路图

滤波原理是：利用这些电抗元件在整流二极管导通期间储存能量、在截止期间释放能量的作用，使输出电压变得比较平滑；或从另一角度来看，电容对交、直流成分反映出来的阻抗不同，把它们合理地安排在电路中，即可达到降低交流成分而保留直流成分的目的，体

现出滤波作用。

（四）稳压电路

LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块，是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块，具有输出电压可变、内藏保护功能、体积小、性价比高、工作稳定可靠等特点。采用的电路模式如图所示，调节可变电阻R2的阻值，便可从LM317的输出端获得可变的输出电压0U 。

5-4 LM317原理图

从图中的电路中可以看出，LM317的输出电压（也就是稳压电源的输出电压）0U 为两个电压之和。即A 、B 两点之间的电压也就是加

在R2上的电压222R R U I R =⨯，而2R I 实际上是两路电流之和，一路是经

R1流向R2的电流1R I ，其大小为1/1R U R 。因1R U 为恒定电压1．25V ，

Rl 是一个固定电阻，所以1R I 是一个恒定的电流。另一路是LM317调

整端流出的电流D I ，由于型号不同（例如LM317T 、LM317HVH 、LM317LD

等)，生产厂家不同，其D I 的值各不相同。即使同一厂家，同一批次

的LM317，其调整端流出的电流D I 也各不相同。尽管这祥．但总的来

说D I 的电流但是有一定规律的，即D I 的平均值是50A μ左右，最大值一般不超过100A μ。而且在LM317稳定工作时，D I 的值基本上是一

个恒定的值。当由于某种原因引起D I 变化相对较大时，LM317就不能

稳定地工作。总而言之，2R I 是1R I 、D I 两路恒定电流之和．2R U 是由两

路恒定电流1R I 、D I 流经R2产生的，调节R2的阻值即可调节LM317

的输出电压0U (0U 是恒定电压1R U 与2R U 之和)。稳压电源的输出电压

可用下式计算，0V ＝1.25（1＋ R2/R1）。仅仅从公式本身看，R1、R2

的电阻值可以随意设定。然而作为稳压电源的输出电压计算公式，R1和R2的阻值是不能随意设定的。首先LM317稳压块的输出电压变化范围是0V ＝1.25——37V （高输出电压的 LM317稳压块如LM317HVA 、

LM317HVK 等，其输出电压变化范围是Vo ＝1.25——45V ），所以R2/R1的比值范围只能是0——28.6V 。其次是LM317稳压块都有一个最小稳定工作电流，有的资料称为最小输出电流，也有的资料称为最小泄放电流。最小稳定工作电流的值一般为1.5mA 。由于 LM317稳压块的生产厂家不同、型号不同，其最小稳定工作电流也不相同，但一般不大于5mA 。当LM317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时，LM317稳压块就不能正常工作。当LM317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时，LM317稳压块就可以输出稳定的直流电压。要解决LM317稳压块最小稳定工作电流的问题，可以通过设定R1和R2阻