可调电压源于可调电流源电子线路课程设计报告

电子线路课程设计报告设计题目__可调电压源于可调电流源

目录

一．题目 (3)

二．任务 (3)

三．要求 (3)

四．设计摘要及整体方框图 (3)

五．单元单路设计及原理分析 (6)

六．整体电路原理图 (16)

七．原件表 (18)

八．PCB板制作 (18)

九．焊接与调试 (18)

十．体会 (20)

一、题目

可调电压源于可调电流源

二、任务

实践部分：1.画电路图

2.查阅主要器件（LM317，发光二极管，三级管，7805的技术资料。

3.辨认套件中所有电子器件以及印刷电路板。

4.焊接。其中四根导线的一端分别接在符号R的两端和符号C的两端，

另一端悬空。

5.测试：在M1，N1端没有外界电阻时，可调电压源的输出电压是最

高的，理论值为12V。在M2,N2端没有外界电阻时，可调电流源的

输出电流时最小的，理论值是1mA。四根导线的一端分别接在

M1,N1,M2,N2端。测试电压源时，将M1,N1的导线的另一端分别

连接到电阻模块的不同插口，用以调节电压源输出电压。测试电流

源时，将M2,N2的导线的另一端分别连接到电阻模块的不同插口，

用以调节电流源输出电流。分别测试各状态下的电压源的输出电压

和电流源的输出电流，将测量数据用表格形式记录下来。

6.分析故障和排除故障，并将分析和排除过程记录下来。

理论部分：1.要求可调电压源的输出电压为3.8V—10.2V，重新设计

可调电压源电路，并画出电路原理图。

2.要求可调电流源的输出电流为2mA—64mA，重新设计可调电流源

电路。并画出电路原理图。

报告部分：1.课程设计题目，时间，地点，指导老师。

2.课程设计目的。

3.电路工作原理。

4.参数确定与计算过程。

5.测试数据表格。

6.数据处理与说明。

7.故障处理过程与体会。

8.器件清单与电路原理图。

三、要求

1.作品整齐与美观。

2.测试数据方法与结果正确。

3.会辨认元器件及对元器件特性掌握。

4.掌握理论计算方法与原理。

5.报告内容真实，全面，认真。

四、设计摘要及整体方框图

电源是电路中必不可少的电路器件，是给电路提供电能的单元电路。在电子电路中，所需要的电源主要是直流电源：直流稳压源（主要反映稳压源器件的参数有：额定输出电压值，额定输出功率，电源效率，纹波抑制系数，输出电压稳定系数等等），若输出电压可调称谓可调直流稳压源，稳压电路主要有变压，整流，滤波，稳压以及输出电压调节电路五部分组成，常用的直流稳压电源主要优点是电路结构简单，调节方便，缺点是效率低，开关直流稳压电源优点是电源效率高，缺点是电路结构复杂成本较高。直流电流源（主要参数有输出电流，额定输出功率，等等），输出电流可调的称谓可调电流源，电流源电路主要由电压转化成电流的电路构成。

设计思想：固定输出端（2）到调整端（1）的电阻Ra=R1//R2,则LM317从输出端（2）流到调整端（1）Ra 的电流不变，而调整端（1）到地GND 的等效电阻Rb （R3//端子M1和N1之间外接电阻）可调（通过改变端子M1和N1之间外接电阻阻值的大小），由于通过调整端（1）到地GND 的等效电阻的电流也不变，所以调整端（1）到地GND 的电压随着调整端（1）到地GND 的电阻的变化而变化，使得输出端电压变化。

Rb Ra

U 25.125.10+= ① 其中Ra 是输出端（2）到调整端（1）的电阻R1//R2。Rb 是调整端（1）到地GND 的等效电阻。

下面确定电阻Rb 的最小值Rbmin 和最大值Rbmax 与电阻Ra 的关系。

当电阻Rb 取最小值Rbmin 时，输出电压最低为3.8V ，因此，关系式

m i n 25.125.10Rb Ra

U += 成立， 得 Rbmin=1K ②

当电阻Rb 取最大值Rbmax 时，输出电压最高为10.20V ，因此，关系式

max 25.125.120.10Rb Ra

+= 成立， 得 Ra Ra Ra

Rb 16.795.8max == ③ 当取Rbmax=3.3K 时，Ra=460Ω（可用470Ω并20K 得到）。当然也可以用其他组合，只要注意到Ra 的电阻值不要取的过大（一般不要大于500Ω），过大时，工作电流过小，调整端的电流就不能忽略不计了，前面的计算方法也就不再正确，当然也不要取得太小（一般不要小于100Ω）太小时工作电流太大，造成不必要的功率浪费。

电流源供电电压+VCC 的确定：因最高的集电极电压为12V ，为保证电路正常工作，不能让三极管计入饱和工作状态，需要b —c 间电压高于1V ，再考虑到发光二极管的导通电压约为2V ，因此+VCC >+15V,取+16V 。

发射极负载电阻Re 的计算：

发射极负载电阻Re 的等效电阻由电阻R4和M2端，N2端外并电阻决定。 当发射极电流（即输出电流，后相同，不再提示）等于电阻R4的电流，此时电流最小，R4的电流应为1mA 。此时外并电阻为无穷大。

)(24

1.147.08.140mA R R R Veb VD I ==-=-= 得 R4=550Ω,取R=560Ω。

当R4外并电阻R 是，发射极负载等效电阻减少，发射极电流增大，当外并电阻最小时，发射极电流最大。最大电流为64mA 。流过外并电阻R 的电流为63mA 。

即 63=R

1.1 得R=17.46Ω，取R=18Ω及外接电阻最小为18Ω. 发光二极管限流电阻R5的确定，为了保证可调电流源能正常工作，发光二极管必须正常的导通，让二极管导通电流在5mA —10mA ，当电流源具有最大输出电流时，三极管基极电流最大，按最小β值计算，三极管基极电流最大有可能达到100/64=1.57mA ，因此二级管电流最小为6.57mA ，因此发光二极管限流电阻最大值

R5=（16-2）/6.57=2.13K ，可取R5=2K 。

五、单元单路设计及原理分析

（一）以LM317为核心器件构成的输出电压可调的直流稳压电源的设计与电路参数的计算：

◆三端稳压器LM317简介

集成三端稳压器LM317是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。

1. LM317的输出电压范围是1.2V 至37V,负载电流最大为1.5A.它的使用非常简 单,仅需两个外接电阻来设置输出电压.此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。

2. LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常LM317 不需要外接电容，除非输入滤波电容到LM317输入端的连线超过6英寸(约15厘米)。使用输出电容能改变瞬态响应。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。

3. LM317能够有许多特殊的用法。比如 把调整端悬浮到一个较高

的电压上，可以用来调节高达数百伏的电压，只要输入输出压差

不超过LM317的极限就行。当然还要避免输出端短路。还可以把

调整端接到一个可编程电压上，实现可编程的电源输出。

4. 特性简介：可调整输出电压低到1.2V 。保证1.5A 输出电流。典

型线性调整率0.01%。典型负载调整率0.1%。80dB 纹波抑制比。

输出短路保护。过流、过热保护。调整管安全工作区保护。标准

三端晶体管封装。

5. LM317工作原理：LM317的输入最高电压为30多伏，输出电压

1.5----32V ... 电流1.5A... 不过在用的时候要注意功耗问题...注

意散热问题。LM317有三个引脚.一个输入一个输出一个电压调