直流稳压电源设计实验报告

电气工程系电子信息工程技术专业

题目：直流稳压电源设计

学生：现华班号：电信一班学号：100222101013

指导教师:

一、设计题目

题目：直流稳压电源设计

二、设计任务：

设计并制作用晶体管、电阻器、电容组成的直流稳压电源。

指标：1、输入电压：

2、输出电压：3- 6V、6-9V、9-12V三档直流电压；

3、输出电流：最大电流为1A；

4、保护电路：过流保护、短路保护。

三、理电路和程序设计：

一电路原理方框图：

图1.1

四、原理说明：

(1)选用集成稳压器构成的稳压电路，

选用可调三端稳压器LM317，其特性参数Vo=(1.2V~37V),Iomax=1.5A,最大输入、输出电压差（Vi-Vo）max=40V。符合本任务的基本要求。

(2)选电源变压器

集成稳压电源的输出电压Vo即是此电路的输出电压。稳压器的最大允许电流ICM〈Iomax，输入电压根据公式

Vomax+(Vi-Vo)min≤Vi≤Vomin+(Vi-Vo)max可求出其围为12V≤Vi≤43V。故副边电压取V2=12V，副边电流取I2=1A变压器的副边输出功率为P2≥V2 I2 =12W，由下表可得变压器的效率为0.7。则原边输入功率P1>P2/η=17W。为留有余地，选取功率为20W的变压器。

图1.2

(3)选整流二极管及波电容

整流二极管D选IN4001，其极限参数为VRM≥50V，IF=1A，满足要求。滤波电容C可由纹波电压△Vop-p和稳压系数来确定。由式Vi=△Vop-pVi /VoSv得△Vi =2.2V，由式C=Ict/△Vi=Iomaxt/△Vi得C=3636μF。电容C的耐压应大于17V，故取2只2200μF/25V的电容相并联。

(4)电阻RP1的取值

由式Vo=(1+Rp1/R1)1.25，取R1=240Ω，则RP1=336Ω时输出电压为3V，RP1=1.49Ω时输出电压为9V ，故取4.7KΩ精密线绕可调电位器。当RP1阻值调至最小端时输出电压为1.25V，当阻值大于1.5KΩ后输出电压不会继续增大，使用Multisim9仿真时为13V,但实际测试时为10V左右。

五、设备清单：

名称数量备注

二极管 4 IN4007

电解电容 2 220μF

电解电容 1 110μF

电容 1 1000PF

电阻 1 240Ω五色环精密电阻，功率0.5W

电位器 1 4.5 KΩ精密线绕可调电位器

集成稳压IC 1 LM117

图1.3

六、电路原理图

（1）

（参考图1.4）

（2）实际设计电路图

图1.5直流稳压总电路图

七：制板(protel下原理图和PCB图设计)

一、原理图设计

●(1)进入原理图设计系统，新建原理图文档schematic document

●(2)在设计管理其中添加相关的原理图元件库

常用的有protel Dos schematic libraries.ddb

●(3)选择相关器件到图纸（双击左键即可）

●(4)连接电线，注意连线时必须要用工具条上的place wire工具，而

不能用place line工具，器件之间的电路必须要连通。

●（5）修改元器件属性。注意：双击左键打开属性对话框，修改相

关属性和参数。左键+空格键可以修改元件方向。

●（6）保存文件，至此原理图以设计完毕

八：PCB图设计

●（1）准备电路图和网络表，利用原先画好的原理图生成网络表，

用设计菜单下的创建网络表命令。

●网络表创建好后要查看各元器件的封装类型，如有些元器件的封装

没有，则必须在原理图过修改元件属性，添加其封装。重新生成网络表。

●2）规划电路板

新建PCB文档，在机械（mech1 ）层确定电路板物理尺寸，用place/track命令。

用同样的方法在禁止布线层（keepout ）层规划电路板的电气边界。画好后点右键释放鼠标。

●（3）网络表与元件的装入

●装入pcb元件库，点击browse pcb 窗口中的下拉列表框中选择

libraries选项

●单击add/remove按钮，添加相关pcb元件库。添加：“ connectors ”、

“generic footprints”、“ipc footprints”。

●（3）利用网络表文件装入网络表和元件，用设计菜单下的家在网

络表命令。可以预览有没有错误，如果有错误，则必须，知道没有错误，按execute按钮即可。在此过程中有可能预先没有装入全部

的元件库，或者原理图中未给出封装类型，因而会造成网络表不全等。

●（4）元件的自动布局，用tools/auto placement/auto placer命令，选

择statisticl placer选项，选中group和rotate,在后面输入VCC和GND，点ok完成自动布局，更新pcb图。

●自动布局并不一定合理，可以根据需要进行手动调整。

●（5）自动布线

●设定自动布线参数，包括工作层面的设置，自动布线参数的设置，

信号层（signal Layer）对于单层板，信号层只需要底层即可，对于双层板，要有top和bottom两层，丝印层只需top层，其它层根据需要设置，一般选keep out layer 和multi-Layer层。

●设置布线规则，包括走线的宽度、线路拐角模式、线之间的安全距

离、过孔的类型等

●（6）完成自动布线，执行auto route/all命令

●（7）手工修整电路板

九：PCB设计图：

图1.6