电力电子实习报告

电力电子实习报告

学院：哈尔滨理工大学荣成学院专业：电气工程及其自动化

班级：电气17 - 班

姓名：

学号：

年月日

题目0-12V直流可调稳压电源

一、实验目的：

（1）绘制“0-12V直流可调稳压电源”的电路原理图和PCB电路图；

（2）利用Multisim仿真实验电路，采集输入输出波形；

（3）焊接“0-12V直流可调稳压电源”电路板并调试。

课程设计基本功能框图要求如下：

~220

V市电整流滤波

0-12V

稳压

可调

输出

二、实验内容：

本课程设计内容为“0-12V直流可调稳压电源”设计与制作

1、直流稳压电源设计

（1）电网供电电压交流220V（有效值）50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。

（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向脉动直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。

（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。

（4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给电压表。

2、直流稳压电源原理

直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。

①电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。

②整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。

③滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。

④稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。

（2）整流电路

直流电路常采用二极管单相全波整流电路

工作原理

设变压器副边电压u2。U2sinωt，U2为有效值。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。

（2）滤波电路

采用滤波电路可滤除整流电路输出电压中的交流成分，使电压波形变得平滑。常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等。

在整流电路的输出端两端并联一个电容量较大的电解电容C1，则构成了电容滤波电路，如图所示电路，由于滤波电容与负载并联，也称为并联滤波电路。

仿真图和的部分

（2）稳压电路

LM317

LM317是应用最为广泛的电源集成电路之一，它不仅具有固定式三端稳压电路的最简单形式，又具备输出电压可调的特点。此外，还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制比高等优点。lm317是可调节3端正电压稳压器，在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5安的电流，此稳压器非常易于使用。

稳压电源的输出电压可用下式计算，Vo=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317稳压块的输出电压变化范围是Vo=1.25V—37V（高输出电压的317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等，其输出电压变化范围是

Vo=1.25V—45V），所以R2/R1的比值范围只能是0—28.6

在应用中，为了电路的稳定工作，在一般情况下，还需要接二极管作为保护电路，防止电路中的电容放电时的高压把317烧坏。

反相器部分

cd4069是6反相器电路，由六个COS/MOS反相器电路组成。此器件主要用作通用反相器、即用于不需要中功率TTL驱动和逻辑电平转换的电路中，（非门，1输入、1输出）主要用于数字电路中反相的作用。CD4069引脚功能图。

原理

当输入为高，中间就是低电平，输出为高电平，通过C6与R3形成正反馈，维持输入高；然后中间的低电平通过R5电阻向C充电（上正下负），使得C下端电压逐渐下降，一旦低于1/2Vcc，输入电压为低，通过2级反馈，电路翻转，中间高电平，输出低电平；接着R5电阻反向对C充电，到达一定程度再次翻转

三、实验用设备仪器及材料：

Multisim10.0、Altium Designer 2017、220-12V变压器、电路板、LIM317稳压器、

整流二极管、开关二极管、滑动变阻器、接线端子、反相器、

发光二极管、蜂鸣器、三极管、电容电阻、电烙铁、万用表、钳子等四、实验原理图：

本课程设计电路原理图参考示例如下：

五、实验方法及步骤：

1仿真测试

根据报告所给的原理图在仿真软件multisim中进行仿真测试。

当滑动变阻器的电阻值调到最大时，电压表显示11.996V约等于12V,

如图所示

当滑动变阻器的电阻值调到最大时，电压表显示1.253V约等于1.25V,

如图所示主电路图

输出方波的电路图及波形

PCB图的2D视角PCB图的3D图视角