课程设计任务书
题目: 多路输出直流稳压电源设计
一、设计目的
①根据设计要求，完成对多路输出稳压电源的设计。
②.进一步技术强化对模拟电子技术基础的理解和运用。
二、设计内容和要求
①要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50Hz交流电转换为多路直
流稳压电源。输出：±12V/1A，±5V/1A，一组可调正电压+3~+18V/1A。
②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并
画出总体电路原理图，阐述基本原理。（选做：用PSPICE或EWB软件完成仿真）
③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
三、初始条件
可选元件：变压器/15W/±12V；整流二极管或整流桥若干，电容、电阻、电位器若干；根据需要选择若干三端集成稳压器；交流电源220V，或自备元器件。
可用仪器：示波器，万用表，毫伏表
四、时间安排
1、2010年1月18日集中，作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。
2、2010年1月19日，查阅相关资料，学习电路的工作原理。
3、2010年1月20日至2010年1月21日，电路调试和设计说明书撰写。
4、2010年1月22日上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。
课设答疑地点：鉴主13楼电子科学与技术实验室。
指导教师签名：年月日
系主任（或责任教师）签名：年月日
目录
摘要 ................................................................................................................................................ I II Abstract ........................................................................................................... 错误！未定义书签。
1 绪论 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。
2 设计内容及要求 ........................................................................................ 错误！未定义书签。
2.1设计的目的及主要任务................................................................................................... I V
2.2设计思想............................................................................................................................ V
3 设计原理及单元模块设计......................................................................... 错误！未定义书签。
3.1 电源变压器...................................................................................................................... V I
3.2 整流电路........................................................................................................................ VII
3.3滤波电路........................................................................................................................ V III
3.4稳压电路........................................................................................................................... I X 4电路的仿真及分析.................................................................................................................... XII
4.1变压电路的仿真波形.................................................................................................... XII
4.2 滤波电路的仿真波形.................................................................................................... XII
4.3 稳压电的仿真波形....................................................................................................... X III
5 元件清单 ................................................................................................................................. X IV
6 硬件调试 .................................................................................................................................. XV 7心得体会 .................................................................................................................................. X VI 参考文献 ................................................................................................................................... XVII
摘要
In electronic circuits, electronic systems require with stable dc power, household electrical appliances are usually need voltage stability of dc voltage power supply, and people are used in our daily life, therefore, one 220V ac power to ac to dc transformation. Ac voltage transform for dc voltage stability and the equipment is the direct current voltage-stabilized source, it mainly consists of power transformer, rectifier voltage circuit filter circuits and three parts.
在本学期开设的《电子技术基础（模拟部分）》第十章中，我们学习了直流稳压电源，通过学习我们了解到，在电子线路中，通常都需要稳定的电源供电。小功率稳压电源是由（图1-1）电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等四部分组成。
图1.1
其中，交流电网220V的电压通过电源变压器将变为我们需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的电压。由于此脉动的电压还偶有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压，但这样的电压随电网的
波动、负载和温度等的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路，保证输出稳定的直流电压。
此次集成直流电源的课程设计，要求正负5V、正负12V、以及+3~+18V 连续可调的电压，全过程都将有我们自行完成，这就需要我们不仅要熟悉了解课本上的知识，还要学会将理论知识应哟哦那个到我们的实践中，并学会利用书籍资料来帮助自己。
因此，动手参与设计直流稳压电源能巩固、深化和拓展我们的理论知识与初步专业技能，通过课程设计，使我们在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。培养我们综合运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。
其中，交流电网220V的电压通过电源变压器将变为我们需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的电压。由于此脉动的电压还偶有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压，但这样的电压随电网的波动、负载和温度等的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路，保证输出稳定的直流电压。
此次集成直流电源的课程设计，要求正负5V、正负12V、以及+3~+18V 连续可调的电压，全过程都将有我们自行完成，这就需要我们不仅要熟悉了解课本上的知识，还要学会将理论知识应哟哦那个到我们的实践中，并学会利用书籍资料来帮助自己。
因此，动手参与设计直流稳压电源能巩固、深化和拓展我们的理论知识与初步专业技能，通过课程设计，使我们在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。培养我们综合运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。
2.1设计的目的及主要任务
①要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50Hz交流电转换为多
路直流稳压电源
输出：±12V/1A，±5V/1A，一组可调正电压+3~+18V/1A。
②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、
并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
2.2设计思想
1、直流稳压电源设计思路
（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，供给负载RL。
2、整体设计过程
本次设计首先，根据根据以上的设计思路估计初步的参数值，然后画出草图；其次，在Multisim软件中进行仿真，在仿真过程中不断地调节参数已达到最理想的效果，并根据出现的最好结果最终确定参数值；最后，根据仿真结果购买参数并在实验室进行硬件仿真，调试出结果后，就开始焊电路。
3.1 电源变压器
图 3.1
（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）选择电源变压器
1）确定副边电压U
2
:
根据性能指标要求：U
omin =3V U
omax
=18V
又∵ U
i -U
omax
≥(U
i
-U
o
)
min
U
i
-U
oin
≤(U
i
-U
o
)
max
其中：（U
i -U
oin
）
min
=3V，(U
i
-U
o
)
max
=40V
∴ 21V≤U
i
≤43V
此范围中可任选：U
i =22V=U
o1
根据 U
o1=(1.1～1.2)U
2
可得变压的副边电压：U
2
=U/1.15=19V
2）确定变压器副边电流I
2
∵ I
o1=I
o
又副边电流I
2=(1.5～2)I
O1
取I
O
=I
Omax
=1A
则I
2
=1.5＊1A=1.5 A 3）选择变压器的功率
变压器的输出功率：Po>I
2U
2
=19W
3.2 整流电路
（1）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.
(2)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
22U (U 2是变压器副边电压有效值)。
(3)选择整流电路中的二极管 ∵ 变压器的副边电压U 2=12V
∴ 桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为：V
U 1722≈
桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为：A I o
4.02
8
.02==
查手册选整流二极管IN4001，其参数为：反向击穿电压U BR =50V>17V 最大整流电流I F
=1A>0.4A
t
?0π
π2π
3π
42
2U t
?0π
π2π3π
4o
u 2
2U 图 3.2整流电
图 3.3输出波形图
12
1
o f I I =
3.3滤波电路
图 3.4
(1)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。
(2)在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联，以达到使输出波形基本平滑的目的。选择电容滤波电路后，直流输出电压：U o1=(1.1～1.2)U 2，
直流输出电流： （I 2是变压器副边电流的有效值。），稳压电路可选集成三端稳压器电路。
（3）滤波电路中滤波电容的选择
滤波电容的大小可用式 求得。
1）求ΔU i :
根据稳压电路的的稳压系数的定义： 设计要求ΔU o ≤15mV ，S V ≤0.003
U o =+3V ～+18V
U i =14V
代入上式，则可求得ΔU i 2）滤波电容C
设定I o =I omax =1A ，t=0.01S 则可求得C>4285uF 。
电路中滤波电容承受的最高电压为
V
U 1722≈，所以所选电容器的耐压应大
()
2~5.12
1I
I o =i
o U t
I C ?=i
i o
o
V U U U U S ??=
于17V。
注意：因为大容量电解电容有一定的绕制电感分布电感，易引起自激振荡，形成高频干扰，所以稳压器的输入、输出端常并入瓷介质小容量电容用来抵消电感效应，抑制高频干扰。
3.4稳压电路
图 3.5
(1)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)．设计方法简介
a.根据设计所要求的性能指标，选择集成三端稳压器。
因为要求输出电压可调，所以选择三端可调式集成稳压器。可调式集成稳压器，常见主要有CW317、CW337、LM317、LM337。317系列稳压器输出连续可调的正电压，337系列稳压器输出连可调的负电压，可调范围为1.2V~37V，
最大输出电流
I为1.5A。稳压内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，m ax
O
性能优良、不易损坏、使用方便等优点。其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。LM317系列和lM337系列的引脚功能相同，管脚图和典型电路如图3.6和图3.7。
图 3.6管脚图图 3.7典型电路
图3.8 LM78系列的典型电路
图3.9 LM79系列管脚及典型电路
图3.10 LM7805/7905完整的电路原理图
其中LM78系列输出正电压，LM79系列输出负电压。
图3.11 LM7812/7912完整的电路原理图
根据LM317的固定接法，选取R1=240?。又因为Uo=1.25*（1+Rp/R1）=3~18V所以Rp=336 ?~3216 ?。故Rp选择5K的电位器。
4电路的仿真及分析
4.1变压电路的仿真波形
图4.1 4.2 滤波电路的仿真波形
图4.2
4.3 稳压电的仿真波形
图 4.3
5 元件清单
元件名称型号（参数）元件个数变压器双12V/20W 1
LM317 1
LM7805 1
LM7905 1
LM7812 1
LM7912 1
电解电容470uF/50V 5
电解电容220uF/50V 4
电解电容10uF/50V 1
瓷片电容0.01uF 1
电位器5K 1
电阻240 1
整流桥60V/2A 1
IN4007 5
6 硬件调试
根据以上原理，焊接好电路以后，用万用表测得输出电压分别为-4.9V、5.01V，-11.9V、+11.9V，3~ 19V基本符合设计要求。说明了硬件电路的正确性。从而说明此次模拟电路课程设计基本成功。也说明在实际情况中会出现与软仿真不完全符合的结果，这就要求我们在实际的焊接过程中适当的更改在软件仿真时所选择元件参数以达到更加理想的结果，当然误差是不能避免的，一定的误差也是工程所允许的。