电子工艺实习课程设计报告

青岛农业大学

理学与信息科学学院

设计题目可调的直流稳压电源电路设计

学生专业班级通信工程10级1班

学生姓名（学号）

指导教师

完成时间２０１２

实习（设计）地点信息楼511

2011 年 4 月 19 日

目录

一、课程设计的内容及要求 (1)

二、提出方案 (1)

1．设计电路框图 (1)

2、电路各部分的作用 (2)

2、具体的电路图 (2)

三、原理说明 (2)

1、变压电路设计 (3)

2、整流电路设计 (3)

3、滤波电路设计 (4)

4、稳压电路设计 (5)

5、检测电路设计 (5)

四、所需器件 (5)

五、拓展方案 (6)

1．方案一 (6)

2．方案二 (6)

3．三种方案的比较 (6)

六、设计测试结果 (6)

七、课程设计报告总结 (7)

可调的直流稳压电源电路设计

正文

I．课程设计的内容及要求：

1.随着科技的不断发展，电子技术这一领域也突飞猛进，而电源又是电子器件

中不可或缺的一部分，直流电源是应用极为广泛的一种电源。本次课程设计就是通过我们自己手工制作一个简单的直流稳压电源，运用交流220V转换为直流5V的电压源。这就需要我们自己查找电路原理，独自设计电路来实现这个功能，并且手工焊接在电路板上，这不仅锻炼我们的学以致用的本领，还有摸索实习焊接的经验和方法。我们要会对直流稳压电源原理的讲解，整流，全桥整流，半波整流原理，三段稳压器的原理的分析；练习电烙铁的焊接工艺，万用板要做到排放美观实用，最后要对直流稳压电源电路焊接与调试。

总的来说这次的课程设计是对我们的理论和实践上的双重考验。

2.要求：

1）掌握元器件的基础知识；

2）理解串联稳压电路的工作原理；

3）掌握电路绘制与仿真分析相关知识；

4）培养学生自学能力，能利用信息媒体获取新知识、新技术；

5）培养学生电路安装与焊接能力；

6）培养学生电路分析能力和故障排除的基本技能

II．提出方案：

1．设计电路框图

输入220V，50Hz的交流电，分别通过电源变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路，依次进行降压，整流，滤波，稳压，最终以稳定的直流形式输出。其图形模式见图1、图2：

图1 直流稳压电源框图

图2各阶段输出波形

2．电路各部件的作用

（1）变压部分。一般的电子设备所需的直流电压较之交流电网提供的220V 电压相差较大，为了得到输出电压的额定范围，就需要将电网电压转换到合适的数值。所以，电压变换部分的主要任务是将电网电压变为所需的交流电压，同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用。

（2）整流部分。整流是稳压电源的一个重要组成部分，它的主要作用是进行波形变换即将交流信号变成直流信号。是将变换后的交流电压转换为单方向的脉动电压。由于这种电压存在着很大的脉动成份（称为纹波），因此一般还不能直接用来给负载供电，否则，纹波的变化会严重影响负载电路的性能指标。

（3）滤波部分。滤波部分的作用是对整流部分输出的脉动直流电进行平滑，使之成为含交变成份很小的直流电压。也就是说，滤波部分实际上是一个性能较好的低通滤波器，且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率。

（4）稳压电路。尽管经过整流滤波后的电压接近于直流电压，但是其电压值的稳定性很差，受温度、负载、电网电压波动等因素的影响很大，因此，还必须有稳压电路，以维持输出直流电压的基本稳定。

3．具体的电路图

III．原理说明：

1．变压电路设计

变压电路相对简单，仅有一个单相变压器，变压器将220V市电转化为电路能承担的电压。理想变压器满足I1/I2=U2/U1=N2/N1=1/n,因此P1=P2=U1I2=U2I1.

变压器副边与原边的功率比为P2/P1=η,式中η是变压器的效率。根据电路需要选择适当的单相变压器。

220V

u

50Hz

2

2.整流电路设计

（1）直流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图3所示。

图3 单相桥式整流电路

（2）工作原理

设变压器副边电压u2=√2U2sinωt，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。如图4

图4单相桥式整流电路简易画法及波形图

在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即电路中的每只二极管承受的最大反向电压为 (U2是变压器副边电压有效值)。

3. 滤波电路设计

电容滤波的基本工作原理就是利用电容的充放电作用，使负载电压趋于平滑。大电容滤掉低频信号，小电容滤掉高频信号。

4.稳压电路设计

因为我们要输出5V的直流电源，因此我们采用L7805cv稳压管来实现。7805 是我们最常用到的稳压芯片了，他的使用方便，用很简单的电路即可以输入一个直流稳压电源,他的输出电压恰好为 5v。其中 1 接整流器输出的+电压，2 为公

共地(也就是负极)，3 就是我们需要的正 5V 输出电压了，

5.检测电路设计

利用一块470Ω的电阻串在发光二极管的两端来检测电路是不是有断路，方便我们对故障的调试，电阻是为了保护二极管的正常工作。

IV．所需器件：

表1 器件清单

名称及标号型号及大小数量

整流二极管IN4007 4只

电容电解电容

1000uF/16V1只

470uF/25V1只陶瓷电容0.1uF2只

电阻470欧姆1只

LED3mm1只

三端稳压器78051只

接线柱4只

万用板2个

共用器件

单输出变压器10W，9V4个

焊锡8卷

V．扩展方案：

方案一：用晶体管和集成运放组成的最基本的直流稳压电源,该方案简单易行，是最基本的直流稳压电源。电路图如图3所示：

图4 最基本的直流稳压电源

方案二：用晶体管和集成运放组成的实用型直流稳压电源，该方案功能

强大，具有保护电路和比较放大电路。电路图如图4所示：

图5 实用型直流稳压电源

三种方案的对比分析：

方案一结构简单功能最少，没有保护电路和比较放大电路，因而不够实用，故抛弃方案一。方案二功能强大且最实用,但电路比较复杂，使用元器件较多，由于实验室条件和成本的限制，故抛弃方案二。

VI．设计测试结果：

1、测试方法：

（1）目光检测法：根据设计的要求和指标，需对成品进行参数的测试。在进行参数的测量前必须保证元器件的安装没有发生错误。所以可以用目眼检测的方法进行。

（2）仪器测量法：设计要求测试电源的稳压系数，内阻，和纹波电压。这些数据的测试必须用到实验仪器设备。

2、基本检查：

在通电前认真检查安装电路，必须对电路进行以下事项的检查：

（1）电源变压器的一次和二次绕组是否搞错，否则将会造成变压器损坏.。（2）三端稳压器的输入、输出和公共一定要识别清楚，不能搞错。特别是公共端不能开路，如果开路，很可能导致负载损坏。

（3）或整流桥的引脚和滤波电容器的极性不能接反，否则将会损坏元器件。（4）检查负载端是否有短路现象。

3、测试结果：

对已检查好的电路进行调试，二极管正常发光，用万用表测得输出电压为

4.9994V，电路焊接正确。

VII．心得体会

为期三天的课程设计已经结束，但它给我带来的影响却远远没有结束。通过这次课程设计我学到了很多平时课本上学不到的知识，像如何使用电烙铁以及遇到了问题该怎么处理（整流电路与后面的滤波电路正负极接反会导致整个电路发热）等。通过这次课程设计我们不仅从理论上了解了电子电路的制作流程还从实践中加强了我们的动手能力，并且希望以后会有更多的这样的实习机会。

这次实习是巩固和运用《模拟电子技术基础》中所学的理论知识和实验技能，基本掌握常用模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和动手能力，并在实践中求得理论知识的巩固。

在设计过程中，虽然对于理论知识有所了解，但是对于元器件的连接，以及焊接往往不能得心应手，尤其在焊接过程中，常出现虚焊，焊焦问题，自己的焊接技术也有待提高。通过这次实习我在组装电路以及焊接过程中认识到以下几点：

1．了解电路工作原理的情况下，要熟知各元器件功能，按照电路图组装电路，注意正负极，以及元器件的安装顺序；

2. 焊接时不能忽视浸润这一方面，先浸润再焊接，避免虚焊；

3. 测试电路时，必须要保证焊接正确，才能打开电源，以防元器件烧坏。

4. 注意7805管脚和桥式整流电路中二极管的极性，不应反接。

5. 按照原理图焊接时必须注意安全。

参考文献

[1] 华成英童诗白主编, <<模拟电子技术基础>>，第四版，清华大学电子学

教研组。

[2] 康华光主编,<<电子技术基础>>,高等教育出版社。

[3] 谢自美主编,<<电子线路设计>> ,第二版,华中科技大学出版社。

[4] 张万奎主编,<<模拟电子技术>>,湖南大学出版社。

[5] 李万臣主编，《模拟电子技术基础实验与课程设计》

[6] 康华光主编,<<电子技术基础（模拟部分）>>,高等教育出版社。

[7] 唐竞新主编,<<数字电子电路>>,清华大学出版社。

课程设计成绩评定表