模电课程设计——电冰箱保护器的设计
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模电实验教案实验(共40页) -本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-课程教案课程名称:模拟电子技术实验任课教师:何淑珍所属院部:电气与信息工程学院教学班级:自动化1301-02 教学时间:2014 —2015学年第二学期湖南工学院课程基本信息实验一单管共射放大电路的研究一、本次实验主要内容按要求连接实验电路,调试静态工作点,测量电压放大倍数、输入电阻、输出电阻,分析静态工作点对输出波形失真的影响。
二、教学目的与要求学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响;掌握放大器各性能指标及最大不失真输出电压的测试方法;熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
三、教学重点难点1、静态工作点调试;2、输入电阻、输出电阻的测量。
四、教学方法和手段课堂讲授、操作、讨论;五、作业与习题布置完成实验报告实验一单管共射放大电路的研究(验证性)1. 实验目的(1)学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响;(2)掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法;(3)熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
2. 实验设备与器材实验所用设备与器材见表。
3. 实验电路与说明实验电路如图所示,为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻R E,以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号u i后,在放大器的输出端便可得到一个与u i相位相反,幅值被放大了的输出信号u0,从而实现了电压放大。
安装电路时,要注意电解电容极性、直流电源正负极和信号源的极性。
图共射极单管放大器实验电路(以实验的实际电路参数为准)4. 实验内容与步骤(1)电路安装①安装之前先检查各元器件的参数是否正确,区分三极管的三个电极,并记录其β值。
②根据图连接电路。
电路连接完毕后,应认真检查连线是否正确、牢固。
电路与模拟电路课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握电路与模拟电路的基本概念、原理和应用,培养学生的实验技能和科学思维。
具体目标如下:1.知识目标:学生能够理解电路的基本元件、电路定律和分析方法,掌握模拟电路的组成、特点和应用。
2.技能目标:学生能够运用电路分析和模拟电路设计的方法,解决实际问题,具备实验操作和数据处理的能力。
3.情感态度价值观目标:学生通过本课程的学习,能够培养对科学的热爱和好奇心,增强团队合作意识,提高创新能力和实践能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电路的基本概念、定律和分析方法,模拟电路的组成、特点和应用。
具体安排如下:1.第一章:电路的基本概念,包括电流、电压、电阻等基本概念,以及电能和功率的计算。
2.第二章:电路定律,包括欧姆定律、基尔霍夫定律等,以及电路的简化方法。
3.第三章:电路分析方法,包括节点分析、支路分析、叠加原理和互阻原理等。
4.第四章:模拟电路的基本元件,包括电阻、电容、电感等,以及它们的特性曲线和应用。
5.第五章:模拟电路的组成和分析方法,包括放大电路、滤波电路、振荡电路等,以及它们的性能指标和设计方法。
三、教学方法本课程采用多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性。
具体方法如下:1.讲授法:教师通过讲解和演示,引导学生掌握电路与模拟电路的基本概念和原理。
2.讨论法:学生通过分组讨论,交流对电路与模拟电路的理解和感悟,提高团队合作能力。
3.案例分析法:教师通过分析实际案例,让学生学会将电路与模拟电路的知识应用于实际问题。
4.实验法:学生通过动手实验,验证电路与模拟电路的原理和分析方法,提高实验操作和数据处理能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
具体如下:1.教材:选用《电路与模拟电路》作为主教材,系统介绍电路与模拟电路的基本概念、原理和应用。
2.参考书:推荐《电路分析》、《模拟电路设计》等参考书,为学生提供更多的学习资料。
直流稳压电源设计1. 引言直流稳压电源是一种用于提供恒定直流电压输出的电子设备,广泛应用于各个领域的电子设备中。
本文将详细介绍直流稳压电源的设计过程,包括理论基础、电路设计、实验步骤和结果分析等。
2. 理论基础2.1 直流稳压原理直流稳压电源的基本原理是通过负反馈控制技术,使得输出端的电压保持在一个稳定值。
在负载变化或输入电源波动时,通过调节控制信号,使得输出端的电压不受影响。
2.2 稳压管稳压管是直流稳压电源中常用的元件,它能够根据输入端的变化自动调整其导通状态以保持输出端的恒定电压。
常见的稳压管有Zener二极管和三端稳压器。
2.3 变压器变压器是直流稳压电源中用于降低或升高交流输入电源的元件。
通过变换输入端的交流电压,可以得到所需的直流输出电压。
3. 电路设计3.1 输入端设计输入端设计包括交流输入电源的接入和滤波。
将交流输入电源通过变压器降压至所需的电压等级。
使用滤波电路对输入信号进行滤波,去除交流成分,得到纯净的直流信号。
3.2 稳压管设计稳压管是直流稳压电源中最关键的元件之一。
根据所需的输出电压和额定电流,选择合适的稳压管进行设计。
在稳压管前后分别加上适当的限流电阻和维护电阻,以保证稳定工作。
3.3 输出端设计输出端设计主要包括负载调节和过载保护。
通过连接合适的负载电阻,并在输出端加上过载保护元件,可以实现对输出端电流和功率的控制和保护。
4. 实验步骤4.1 确定需求和参数首先需要明确直流稳压电源的需求和参数,包括输出电压、额定电流、负载范围等。
4.2 选取元件和计算参数根据需求确定所需的元件,并进行参数计算。
包括变压器的变比计算、稳压管的选择和限流电阻的计算等。
4.3 绘制电路图根据元件选取和参数计算结果,绘制直流稳压电源的电路图。
4.4 搭建实验电路按照电路图,搭建实验所需的电路,连接各个元件。
4.5 调试和测试对搭建好的实验电路进行调试和测试,包括输入端、稳压管和输出端的工作状态检查。
模拟电路课程设计报告题目 多功能有源滤波器一、设计任务与要求① 设计一个可以同时获得高通、低通和带通三种滤波特性的滤波器,通带A V =1。
② 用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源(±12V )。
二、方案设计与论证题目要求分析:一,题目要求设计一个可以同时获得高通、低通和带通三种滤波特性的滤波器,这是一种状态变量型有源滤波器。
将比例、积分、求和等基本运算电路组合在一起,并能够对所构成的运算电路自由设置传递函数,实现各种滤波功能,我们将之称为状态变量型有源滤波电路。
其传递函数可统一表示为2()012()2i ()012o s u s s U a a s a s A U b b s b s++==++改变求和运算电路的输入,就可以改变()u s A ,从而得到不同类型的滤波电路。
再在不同滤波电路的输出端加上反相比例运放,既可得到符合放大倍数的滤波电路。
二,题目要求用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源(±12V )。
由集成电路的四个基本组成电路:电源变压器,整流电路,滤波电路和稳压电路可知,只要含有这四个基本组成部分,再加上一些保护电路,过滤电路和指示电路。
合理的参数计算与选择,利用中间置地法,我们就能做出一个符合要求的直流电压源。
注:其整流电路要求用桥式整流电路。
方案一1、设计一个可以同时获得高通、低通和带通三种滤波特性的滤波电路;使用AF100集成块,外接几个电阻即可实现。
原理图如下:U1U2U3U4R1 100kΩC11nFIC=0VC21nFIC=0VR2100kΩR310kΩUo1Ui2Uo2Ui3UO3Ui41Ui42Uo4Ui11Ui12图(a)AF100内部电路U1U2U3R1100kΩC11nFIC=0V C21nFIC=0VR2100kΩR310kΩUO3R41kΩUiR51kΩR61kΩR71kΩIO2IO1¸ßͨµÍͨ´øÍ¨图(b) 使用AF100集成块接成变量型滤波电路2、设计一个正负直流电源(±12V );通过计算,得出各元件参数下限,在其基础上提高10%的扩充范围,以确保元件安全与实验准确达到实验要求。
课程设计报告课程设计名称模电课程设计 ______________________院系电子通信工程学院____________________专业班级_______________________________________姓名___________________________________学号___________________________________日期2013年12月______________________目录第一章绪论 (3)1.1目的 (3)1.2内容 (3)第二章单相半波整流电路 (4)2.1设计目的 (4)2.2设计电路图 (4)2.3设计原理 (4)2.4 Miltisim 模拟以及结果 (5)2.5设计的器件 (5)2.6设计物品的实物图片 (6)第三章晶体管共射极单管放大器 (6)3.1设计目的 (6)3.2设计电路图 (6)3.3设计原理 (7)3.4 MUltisim 模拟以及结果 (7)3.5设计的器件 (9)3.6设计物品的实物图片 (9)第四章Multisim 模拟差分及运算放大电路 (10)第五章调试与测试数据 (14)第六章结论及设计心得 (17)第一章绪论经过一个学期的对模拟电路这门课程的学习,我们学习了二极管、三极管、场效应管等知识。
学习的最终目的是学以致用。
模电课程设计便是一门理论与实践相结合的课程。
模拟电路主要说的是放大电路,在这次模电课程设计中我们主要设计了晶体管共射极单管放大器和单相半波整流电路。
通过对电路的设计和Multisim 模拟,我们进一步了解和熟悉了模电课上的知识。
对二极管和三极管的应用有了更深层次的学习。
1.1 目的本课程是通信工程专业的专业基础课——《模拟电子技术》的一个实践教学环节。
课程设计教学是知识的综合运用过程,是理论与实践相结合的过程。
以理论为基础设计,在实践中检验、修正。
首先设计一个电路,通过Multisim 模拟,再制作电路板实物。
模电课程设计做什么一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握模拟电子技术的基本概念,如放大器、滤波器、振荡器等;2. 使学生了解并掌握常用电子元器件的原理、特性及其在电路中的应用;3. 帮助学生理解并掌握模拟电路的分析与设计方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析实际电路的能力,能对简单模拟电路进行设计与调试;2. 提高学生运用Multisim等软件进行电路仿真实验的操作技能;3. 培养学生查阅相关资料、自主学习的能力,提高团队协作和沟通表达能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对模拟电子技术的兴趣,培养其探索精神;2. 培养学生严谨、务实的学习态度,使其认识到模拟电子技术在现实生活中的重要性;3. 增强学生的环保意识,使其关注电子技术的可持续发展。
本课程针对高年级学生,结合学科特点,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的专业知识水平、动手能力和综合素质。
课程目标具体、可衡量,便于教学设计和评估,有助于学生和教师明确课程预期成果。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,使学生在掌握知识、技能的同时,培养良好的情感态度价值观。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. 模拟电子技术基本概念:放大器、滤波器、振荡器等;- 教材章节:第一章2. 常用电子元器件原理及特性:电阻、电容、二极管、晶体管等;- 教材章节:第二章3. 模拟电路分析与设计方法:基于放大器、滤波器、振荡器的电路分析与设计;- 教材章节:第三章4. 电路仿真实验:运用Multisim软件进行电路仿真实验;- 教材章节:第四章5. 案例分析与讨论:针对实际应用案例,进行电路分析与设计;- 教材章节:第五章6. 团队合作与展示:分组进行电路设计与调试,展示并分享成果;- 教材章节:第六章教学内容安排与进度:1. 基本概念及元器件原理:2课时2. 模拟电路分析与设计:4课时3. 电路仿真实验:2课时4. 案例分析与讨论:2课时5. 团队合作与展示:2课时教学内容科学、系统,与课程目标紧密结合,确保学生在掌握知识的同时,提高实践操作能力。
课程教案课程名称:模拟电子技术实验任课教师:何淑珍所属院部:电气与信息工程学院教学班级:自动化1301—02 教学时间:2014 —2015学年第二学期湖南工学院课程基本信息1 实验一单管共射放大电路的研究一、本次实验主要内容按要求连接实验电路,调试静态工作点,测量电压放大倍数、输入电阻、输出电阻,分析静态工作点对输出波形失真的影响。
二、教学目的与要求学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响;掌握放大器各性能指标及最大不失真输出电压的测试方法;熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
三、教学重点难点1、静态工作点调试;2、输入电阻、输出电阻的测量。
四、教学方法和手段课堂讲授、操作、讨论;五、作业与习题布置完成实验报告2 实验一单管共射放大电路的研究(验证性)1. 实验目的(1)学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响;(2)掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法;(3)熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
2。
实验设备与器材实验所用设备与器材见表1。
1.表1.1 实验1的设备与器材3. 实验电路与说明实验电路如图1。
1所示,为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻R E,以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号u i后,在放大器的输出端便可得到一个与u i相位相反,幅值被放大了的输出信号u0,从而实现了电压放大.安装电路时,要注意电解电容极性、直流电源正负极和信号源的极性。
3图1.1 共射极单管放大器实验电路(以实验的实际电路参数为准)4。
实验内容与步骤(1)电路安装①安装之前先检查各元器件的参数是否正确,区分三极管的三个电极,并记录其β值。
②根据图1.1连接电路.电路连接完毕后,应认真检查连线是否正确、牢固。
(2)测试静态工作点①电路安装完毕经检查无误后,首先将直流稳压电源调到12V,接通直流电源前,先将R P调至最大,函数信号发生器输出旋钮旋至零,再接通直流电源, 调节R P,使I C=2。
模拟电子技术课程设计功效院(系):_电子信息工程学院_ 班级:自普本2020-01设计地址(单位)____ I404_ ____________设计题目:_______________________________________完成日期: 2020 年 7 月 9 日指导教师评语: _______________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________ __________ _成绩(五级记分制):______ __________教师签名:_________________________一、设计任务和指标要求...............................................3二、设计框图及整机概述..................................................3三、各单元电路的设计方案及原理说明......................................4四、仿真调试进程及结果分析..............................................7五、设计、安装及调试中的体会............................................8六、对本次课程设计的意见及建议..........................................9七、参考资料...........................................................10八、附录...............................................................11附件1 整机逻辑电路图................................................11附件2 元器件清单....................................................12一 设计任务设计时刻:2020-7-5到2020-7-9设计地址:I404设计任务:设计一个由集成运放组成的测量放大器。
模拟电路课程设计参考文件一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握模拟电路的基本概念、原理及组成部分。
2. 学生能掌握常用模拟电路元件的功能、符号及使用方法。
3. 学生能了解模拟电路在不同领域中的应用,如放大器、滤波器等。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的模拟电路。
2. 学生能够分析模拟电路的性能,并进行相应的参数计算。
3. 学生能够熟练使用实验仪器,进行模拟电路的搭建、调试和测量。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术的兴趣,提高学习积极性。
2. 学生树立正确的价值观,认识到模拟电路在科技发展中的重要作用。
3. 学生培养合作意识,学会与他人共同探讨、解决问题。
课程性质:本课程为电子技术专业课程,旨在让学生掌握模拟电路的基本理论、设计方法和实际应用。
学生特点:学生为高中电子技术课程学习者,具备一定的物理基础和电路知识,对电子技术有一定兴趣。
教学要求:注重理论与实践相结合,鼓励学生动手实践,培养实际操作能力。
通过小组讨论、实验演示等多种教学手段,提高学生的综合素养。
在教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,使学生在课程学习中获得最佳的学习效果。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. 模拟电路基本概念:介绍模拟电路的定义、特点及分类,使学生了解模拟电路在电子技术中的地位和作用。
2. 常用模拟电路元件:讲解电阻、电容、电感等基本元件的特性及符号,以及运算放大器、晶体管等模拟电路核心元件的工作原理及应用。
3. 模拟电路分析方法:教授节点电压法、回路电流法等基本分析方法,帮助学生掌握分析模拟电路性能的技巧。
4. 典型模拟电路设计:以放大器、滤波器、振荡器等为例,讲解其设计原理、电路组成和性能分析。
5. 模拟电路实验:安排学生进行实验,包括搭建、调试和测量模拟电路,培养学生动手实践能力。
教学内容安排和进度:1. 第1周:模拟电路基本概念、常用元件特性及符号。
目录第1章绪论 (1)1.1 稳压电源的应用前景与介绍 (1)1.2 未来电子技术发展方向 (1)1.3 本人的主要工作 (2)第2章半导体直流稳压电源电路的设计 (3)2.1总体框图设计方案如下 (3)2.1.1 电路工作原理 (3)2.2 电源变压器单元电路的设计 (4)2.3 整流单元电路的设计 (4)2.4 滤波单元电路的设计 (6)2.5 稳压单元电路的设计 (7)2.6 整体电路参数的确定与元件的选择 (7)第3章仿真与制作 (10)3.1 multisim仿真软件的简介 (10)3.2 仿真电路 (11)3. 3 仿真结果 (11)3.4 PCB电路板的设计 (12)第4章结束语 (13)参考文献 (14)附录A 电路原理图................................. 错误!未定义书签。
附录B 元件清单.. (16)第1章绪论1.1 稳压电源的应用前景与介绍电源可分为交流电源和直流电源,它是任何电子设备都不可缺少的组成部分,交流电源一般为220、50HZ电源,但许多家用电器设备的内部电路都要采用直流电源作为供电能源,如收音机﹑电视机、带微处理器控制的家电设备等都离不开这种电源,直流电源又分为两类:一类是能直接供给直流电流或直流电压的,如电池、蓄电池、太阳能电池、硅光电池、生物电池等。
另一类是将交流电变换成所需的稳定的直流电流或电压的,这类变换电路统称为直流稳压电源。
现在所使用的大多数电子设备中,几乎都必须用到直流稳压电源来使其正常工作,而最常用的是能将交流电网电压转换为稳定直流电压的直流电源,可见直流稳压电源在电子设备中起着主要作用,为设备能够稳定工作提供保证。
随着农业科学技术的不断发展进步,农业科学研究和农业工程应用实践对高压静电电源的需求逐年增多,对其精度、性能、规格、品种、类型、体积、智能化操作等方面都提出了许多新的要求,现有的高压直流电源已经不能满足农业领域中的许多需要,研究和开发适合农业领域要求的多种新型高压直流稳压电源已经成为一种客观需求,而且其社会效益和经济效益都比较显著,市场前景比较光明。
前言Multisim软件环境介绍Multisim是加拿大IIT公司(Interrative Image Technologies Ltd)推出的基于Windows的电路仿真软件,由于采用交互式的界面,比较直观、操作方便,具有丰富的元器件库和品种繁多的虚拟仪器,以及强大的分析功能等特点,因而得到了广泛的引用。
针对不同的用户,提供了多种版本,例如学生版、教育版、个人版、专业版和超级专业版。
其中教育版适合高校的教学用。
Multisim 7主界面。
启动Multisim,就会看到其主界面,主要是由菜单栏、系统工具栏、设计工具栏、元件工具栏、仪器工具栏使用中元件列表、仿真开关、状态栏以及电路图编辑窗口等组成。
如下图A所示。
Multisim 7提供了丰富的元器件。
这些元器件按照不同的类型和种类分别存放在若干个分类库中。
这些元件包括现实元件和虚拟元件。
所谓的现实元件给出了具体的型号,它们的模型数据根据该型号元件参数的典型值确定。
而所谓的虚拟元件没有型号,它的模型参数是根据这种元件各种元件各种型号参数的典型值,而不是某一种特定型号的参数典型值确定。
另外,Multisim 7元件库中还提供一种3D虚拟元件,这种元件以三维的方式显示,比较形象、直观.。
Multisim 7容许用户根据自己的需要创建新的元器件,存放在用户元器件库中。
路B图所示。
A图Multisim 7提供了品种繁多、方便实用的虚拟仪器。
比如数字万用表、信号发生器、示波器等17种虚拟仪器。
点击主界面中仪表栏的相应的按钮即可方便地取用所需的虚拟仪器如C图所示。
B图C图Multisim 7提供了各种不同功能的分析工具。
点击分析按钮,即可拉出分析菜单,其中列出了Multisim 7的各种分析工具,例如直流工作点分析、交流分析、瞬态分析等。
课程设计任务书学院专业学生姓名学号设计题目数字电子设计题目:1、三位二进制加法计数器——无效项000 0102、串行序列信号检测器——检测序列0010模拟电子设计题目:1、电流串联负反馈电路仿真2、多级放大电路内容及要求:1.数字电子部分1)对题目要求进行分析,计算,设计;2)选择适当触发器,在数字电子实验平台上进行连接和测试结果。
目录第一章课题介绍1.1 课程设计目的1.2 课程设计要求第二章Multisim软件应用2.1 Multisim软件介绍2.2 Multisim软件安装2.3 课题设计仿真2.4 Multisim软件使用心得第三章课题设计实现思路3.1 课题设计电路图3.2 课题设计电路图元器件清单3.3 重要元器件介绍3.4 部分电路图设计原理第四章课程设计总结第五章课程设计体会第六章致谢参考文献第一章课题介绍1.1 课程设计目的本次模拟电子技术课程设计是一个集中实践环节,通过完成双音频电话振铃电路的设计与实物电路连接,培养和锻炼学生的实践动手能力,让学生对模拟电子技术知识有更进一步的了解。
本次模拟电子技术课程设计要达到的目的有:1、训练学生了解常用的集成电路,了解电子仪器的使用,提高学生的实践动手能力,更好的将理论与实践结合起来,培养电子专业的学习兴趣;2、让学生更好的运用所学的知识,加深对电子电路的掌握,达到创新的目的;3、通过实践设计制作一个双音频电话振铃电路设计,学会合理的利用集成电子器件制作电路,进一步加强对模拟电子技术知识的理解和实践操作能力;4、让同学了解简易电话机的振铃的原理,自己动手设计制作一个实用的双音频电话振铃电路图;5、了解电路板和电子线路的装配,掌握电路板的连接原理和连接方法,以达到锻炼自我理论了联系实际,将理论知识应用到实际操作上的能力;6、培养学生严肃认真的工作作风和严谨踏实的科学态度,以及独立分析和动手解决实际问题的能力,进一步熟悉电子元器件的类型和特性,并掌握合理选用的原则与电子电路的安装和调试技能。
1.2 课程设计要求本次模拟电子技术课程设计的课题是双音频电话振铃电路设计。
所谓双音频就是两个音频信号,在振铃时交替出现,产生悦耳的电话铃声。
本课题的设计要求如下:1、设计和制作一个模拟电话双音频振铃的电路;2、振铃电路能够交替产生约600Hz和800Hz的交变信号,信号的交替速率约为10Hz;3、输出的铃声响亮悦耳。
模电课程设计直流稳压电源绪论在各种电子电路中,总离不开电源电路,而曲于电路结构和元件特性,就需要用到直流电源供电,就像我们下个学期即将学到的单片机,其需要5V的直流电源。
如若釆用干电池为其供电,则有供电功率低,持续供电能力差,成本高等缺点。
而交流电在产生、电能输送等方面具有独特的优点,发电站、各市电网中的电能传输都是以交流电的形式进行输送,如果我们对市电提供的电压进行降压整流等,把交流电转换成直流电,以获得我们所需要的电压。
电力系统供电电压的波动,或者负载阻抗和功率的变化,都会引起整流器输出电压随之改变。
在电子电路和自动控制装置中,通常都需要电压稳定的直流电源供电,使整流器输出电压尽可能少受流电进行滤波,稳压,以获得我们所需要的供电电源。
电源波动或负载变化影响而保持稳定,这就需要我们对整流后的电源进行稳压设讣。
1第一章设计要求与指标1.1设计要求:(1)设计一个能输出正负12V的直流稳压电源;(2)拟定测试方案和设计步骤;(3)根据设讣要求和技术指标设计好电路,选好元件及参数;(4)绘出原理图和印制板图;(5)在万能板上连接电路。
(6)测量直流稳压电源的内阻;(7)测量直流稳压电源的稳压系数、纹波电压;交流电源(8) 撰写设计性报告。
1. 2技木指标:(1) 电源输出电压为正负12V;(2) 输入电压220V⑶最大输出电流为Iom=500mA;(4) 纹波电压小于等于5mA;(5) 稳压系数Sr 小于等于5,.2第二章理论分析2. 1整体理论分析设讣电路框图如图1所示:图2-1电路框图在电子电路中,通常都需要电压稳定的直流电源供电。
图2-1是直流稳压电源 设讣的基本思路和整体流程。
因为我们要得到的直流电源的是12V 等的稳定直流电 压,而我们平常的生活用电220V 的交流电,所以我们必须变压,变压后交流变成 直流。
但此时的直流电压波动很大,脉动的直流电压还含有较大的波纹,所以我们 要对其进行滤波,得到波动较小的直流电。
第四章电冰箱的机械控制系统电冰箱以电为能源,靠电动机来驱动压缩机,一般还要配上启动继电器才能工作。
为了避免由于种种原因引起的超负荷现象造成电机烧毁,都装有过载保护器。
此外,为了控制箱内温度,还要用机械式温度控制器,有时它还兼有控制化霜功能。
电冰箱的控制系统依据系统中所采用温控器的不同分为“机械温控系统”和“电子温控系统”。
本章主要介绍机械温控原理及机械式温度控制器。
第一节常见机械温控系统一.机械温控系统组成常见机械式冰箱温控系统:图4-1 冰箱电气原理图表4-1 机械式电冰箱温控系统部件二.机械式温控器1.温控器的类型与作用温度控制器(简称温控器),是一种能自动控制器具的温度,使其保持在两个特定值之间,并且可以由使用者设定的装置。
广泛应用于各种家用电器中,以下为列表:表4-2 常用温控器类型本教材中温控器均为冰箱用温控器的技术参数、要求等,主要介绍温感压力式温度控制器,以下简称“温控器”。
温控器属于温度控制系统中的一个主要的部件,其主要作用是控制压缩机压缩机开、停时间,以保持电冰箱内的温度在确定的范围内。
常见的温度控制器有温感压力式、热敏电阻式和风门温度调节器等。
2.温感压力式温度控制器由感温组件、温度设定主体组件、执行开闭的微动开关或自动风门等三部分组成。
是通过密闭的内充感温工质的温包和毛细管,把被控温度的变化转变为密闭空间压力或容积的变化,以达到温度设定值时,通过弹性元件和快速瞬动机构,自动开闭触点或风门,以达到自动控制温度。
表4-3 温感压力式温度控制器分类及用途常用术语:接通点(ON)温控器触点闭路时的温度;断开点(OFF)温控器触点开路时的温度;调节范围温控器的调节机构给定的最大和最小接通点或断开点之间的温差;差动值(DIFF)调节机构整定于某一温度位置时的接通点和断开点之间的温度差;感温部件把控制对象的温度变换为充入工质(气体或液体)压力的部分;毛细管把感温部分的压力变化传递到波纹管或膜盒的细管。
1 目 录 一、设计任务和指标要求.....................................................2 二、设计框图及整机概述....................................................3 三、各单元电路的设计方案及原理说明.........................................3 四、仿真调试过程及结果分析.................................................6 五、设计、安装及调试中的体会...............................................9 六、对本次课程设计的意见及建议.............................................10 七、参考资料...............................................................10 八、附录...................................................................11 附件1 整机逻辑电路图...................................................11 附件2 元器件清单.......................................................12 2
一、设计任务书 1、设计时间:2010.7.5~2010.7.9 2、地点:I404 3、课程设计题目:电冰箱保护器的设计 4、设计内容及要求: 1)设计内容: 1、设计电冰箱保护器,使其具有过压,欠压,上电延迟功能. 2、电压在180V~250V范围内正常供电,绿灯指示,正常范围可根据需要进行调节. 3、过压,欠压保护:当电压低于设计允许最低电压或高于设定允许最高电压时,自动切断电源,且红灯指示. 2)设计参数 1、上电,过压,欠压保护或瞬时断电时,延迟3~5min才允许接通电源. 2、负载功率>200W. 3)设计要求: 1、选取单元电路及元件; 2、设计总体电路原理图; 3、整体电路的联调(完成全电路理论设计、仿真、调试 );4、撰写设计报告。 3
二、设计框图及整机概述 本电路的电源由220V交流电经过变压器变压、整流电桥整流,并经过7812稳压后提供。其中,U1从整流电桥的输出端取样,当市电电压在正常范围(180V~250V)内时,电路各部分正常工作;当市电电压超出正常范围时,控制电路控制继电器停止工作。555时基电路起控制延时作用。电路组成框图如下:
图 1 电路设计框图 三、各单元电路的设计方案及原理说明 1.电路设计方案 1)变压、整流、稳压 本电路先经过变压器变压T1,变压系数为16:1,再经过整流电桥D1整流,最后经过LM7812稳 2)比较器设计 电路中LM339的两个比较器和RP2,RP3等组成过电压,欠电压检测电路。 3)控制电路 控制电路主要由BJTQ1、Q2和555时基电路组成。其中LED1为电压指示灯,D2防止电容反相放电,D3对继电器稳压
比 较 器
控制电路
(555)定时器
继 电 器
负
载
V上限
V下限 U1 4 图2 电冰箱保护器原理图 5
2.电路工作原理 接通电源后,220V交流电经变压器的降压,整流桥的整流,稳压器7812的稳压后,在RP2和RP3两端可获得约12V直流工作电压.根据变压器的变压系数,调整电位器RP2和RP3,使市电电压在正常范围内,上,下比较器都输出高电平,此时VT1导通,电压指示灯LED保持发亮.因为C1两端初始电压为0,555时基电路的阈值端6脚为高电平,555时基电路复位,三极管VT2截止,继电器K1的常闭触点保持吸合,电冰箱电源被切断.然后电源向C1充电,使2,6两脚电位不断下降,约经过5min,可使电位降至12V电压的1/3,555时基电路才置位,3脚输出高电平,VT2导通,继电器K1通电吸合,其常闭合触点K-1断开,电冰箱通电工作.当交流电网意外断电时,C1储存电荷通过R2,D5迅速泄放,当电网恢复供电时,电路又要延迟5min左右才向电冰箱供电,从而确保电冰箱压缩机不受损坏.当市电电压升高到280V以上,上比较器输出低电平;市电电压下降到180V以下,下比较器输出低电平.只要两者之一输出低电平,VT1截止,LED熄灭.此时6脚为高电平,555时基电路复位,输出端3脚为低电平,电冰箱电源被切断,从而使电冰箱在电压过高或过低的情况下自动停止工作,保证了电冰箱能安全工作于规定的电源范围内.当电压恢复正常时,电路要延迟5min左右才向电冰箱供电.电路原理图如图2所示。 3.参数计算 设变压器的变压系数是16:1,整流后的输出电压u3≈1.2×u2, 当u1分别为220V,180V,250V时,u2,u3,Va的计算如下: u1 =220 V u2 =220÷16 =13.75 V u3 =1.2×13.75 =16.5 V Va =8.25 V u1’ =250 V u2 =250÷16 =15.6V u3’ =1.2×17.50 =18.75 V Va’ =9.85V u1 ”=180 V u2 =180÷16 =11.25 V u3” =1.2×11.25 =13.5 V Va” =6.75 V 6
所以,比较器的上限电压为10.5V,下限电压为6.75V.调节电位器RP2和RP3,使LM339的5脚电压为10.5V,8脚电压为6.75V,从而设置好比较器的上限和下限电压值,使电路在280V≤u1≤180V能正常工作. 电网由断电到恢复供电后,电冰箱要延迟一段时间才能正常工作,此段延时时间Tp由NE555的外围电路C1和 R3决定: Tp≈1.1×R3×C1 因为电路要求延时5分钟(300秒),设C1=220μF,则R3的阻值计算如下: R3 = 300 ÷ ( 1.1×220×10-6 ) ≈1.2×106 Ω
四、仿真调试过程及结果分析 1.仿真的预期结果 ①当输入电压由0跳到正常电压的范围内,此时,D1(绿色)发光,D2(绿色,负载)仍不工作,大约经过5min的时间才开始工作(发光),D3(红色)则与D2相反; ②当输入电压在范围外恢复到正常电压范围内时,工作情况与①相同; ③当输入电压在正常范围内跳到电压范围外,D1,D2立即熄灭,D3发光,说明负载停止工作; ④当输入电压在正常范围内突然停电,所有的发光二极管都熄灭. 2.由于该方案在Multisim软件中无法正常仿真,因此在Protel 99SE软件中对其放真,仿真图如下:
图3 Protel 99SE仿真图 7
1)设置电源电压U1为50V,输出OUT1、OUT2值加的电压差几乎为0V; 2)设置电源电压U1为100V,输出OUT1、OUT2值加的电压差几乎为0V; 3)设置电源电压U1为170V,输出OUT1、OUT2值加的电压差几乎为0V; 4)设置电源电压U1为200V,输出OUT1、OUT2值加的电压差约为10V; 5)设置电源电压U1为220V,输出OUT1、OUT2值加的电压差约为10V; 6)设置电源电压U1为240V,输出OUT1、OUT2值加的电压差约为10V; 7)设置电源电压U1为280V,输出OUT1、OUT2值加的电压差几乎为0V; 8)设置电源电压U1为300V,输出OUT1、OUT2值加的电压差几乎为0V; 8)设置电源电压U1为350V,输出OUT1、OUT2值加的电压差几乎为0V; 3.用Multisim软件对令乙方按进行仿真,结果如下
通220v电压,上电延迟中
图4 8
如下图所示输入220v电压正常工作中 图5 如下图输入250v过压电压断电保护中
图5 9
④如下图输入180v低压断电保护中 图6 从上图的仿真结果中看出该电冰箱保护器保护器作性能良好,在过压、欠压的情况下能很好的保护电冰箱,从而使之在无人监控情况下正常工作。与此同时实现了上电的延迟从而更好的保护了电冰箱。
五、设计、安装及调试中的体会 作为一名自动化专业的学生,我觉得能做这样的课程设计是十分有意义。在已度过的两年大学生活里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面,如何去面对现实中的各种电子设计?如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢?我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中,我感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书,以及大量的网络资料。为了让自己的设计更加完善,更加符合设计标准,一次次翻阅指导书是十分必要的,同时也是必不可少的。 通过这次课程设计,我了解和学会了如何使用Multisim软件,并复习了对Protel 99SE软件的使用。尤其是Multisim这个软件,在以前根本没听过,通过学习,逐渐学会了Multisim软件基本的使用方法,也认识到其在电路仿真方面