电子工程实习研究报告.docVIP

桂林理工大学理学院 实 习 报 告 实习名称 ?电子电路工程实践 设计题目 半导体直流稳压电源的设计和测试 ， 半波整流电路中二极管截止时所承受的最大反向电压 应为变压器次级电压的最大值，即： 整流电路中输出的电压的交流谐波分量（称为：纹波）叠加于直流分量之上，造成输出电压的脉冲。则纹波系数为： 方案二：用单相全波整流电路来实现对于电路的整流，如图二所示： 输出电压的平均值为： 流过负载的平均电流为： 二极管所承受的最大反向电压为： 单向全波整流电路的纹波系数为： 方案三：用桥式全波整流电路来实现对于电路的整流，如图三、图四所示： 由以上两图知：无论输入的信号是正半周还是负半周，在负载电阻上的电压方向始终是一致的，即：是单方向全波脉动电压。其傅里叶级数展开为 桥式整流电路输出的电压平均值为 流经负载电阻的电流的平均值为 在桥式整流电路中，每两个二极管串联导电半个周期，两两轮流导通，流经每个二极管的平均电流为 二极管截止时管子承受的最大方向电压为输入电压幅值的最大值，即： 桥式整流电路的纹波系数为 对以上的三种方案分析可知：桥式全波整流电路输出电压脉动最小，正负半周均有电流流过，电源利用率高，输出的直流电压比就高。所以，桥式全波整流电路中变压器的效率较高，再同样功率容量条件下，体积可以小一些，其总体性能优于单相半波和单相全波整流电路。因此，在此次的直流稳压电源制作中我们选择方案三。 系统硬件电路的设计 1、直流稳压电源的基本原理： 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的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压、再次滤波五个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下： 其中， (1)电源变压器：是降压变压器，它的作用是将220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压。变压器的变比由变压器的副边确定，变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n，式中n是变压器的效率。 (2)整流电路：利用单向导电元件，将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滤除。滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。 (4)稳压电路:稳压管稳压电路其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。 （5）二次滤波:可以再一次除掉第一次没有完全滤去的波，最后达到输出端为完全是直流电的目的。由于输入电压发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压会随着变化。因此，为了维持输出电压UI稳定不变，还需加一级稳压电路。稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成。 2、直流稳压电源制作的全过程： （1）了解制作直流稳压电源的基本原理：（在上文已经进行了详细的介绍）。 （2）绘制原理图：首先，在Altium designer中新建一个PCB工程，添加原理图绘制窗口，以及PCB绘制窗口；其次，在Altium designer软件中寻找到各个元件所对应的器件，将各个器件在原理图绘制窗口中将器件有序地排列起来，再用导线将各个器件连接起来；最后，将PCB工程保存起来。制作的直流稳压电源的原理图如下图五所示： （3）检查原理图是否有问题：在Altium designer软件中使用检查错误的选项对原理图进行检查，并且运用以往所学的知识以及查阅资料对原理图进行检查。经检查图五所示的原理图没有问题。 （4）根据原理图购买器材： 1)选择电源变压器：首先，确定副边电压。根据性能指标要求：；，并且电路中的器件也会消耗电压。则：经过整流桥之后的电压必须要大于，于是，。则：变压器的输出电压必须大于或等于5V,又由于，所以选择的变压器输出为9V/3W的。 2）选择整流电路中的二极管：因为变压器的伏变电压 ，所以桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为：，桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为： 。 查手册选整流二极管IN5408,其参数为：反向击穿电，允许通过的最大电流为：，故选择二极管IN5408作为整流二极管。 3）选择集成三端稳压芯片：LM78XX / LM79XX内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路，用LM78XX / LM79XX系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，内部还有过流、过热及集成管的保护电路，使用起来可靠、方便，且价格便宜。 LM7805其特性参数： LM7905其特性参数： 输出电压为5