項目三

連續可調直流穩壓電源的設計與制作

1、任務確定2、整體設計3、電路設計4、電路調試5、整理與總結計劃課時---4課時1任務確定

知識與能力目標1、能制定項目開發實施方案2、根據任務進行人員分工，及協作開發3、能夠進行產品成本估算1、了解機電產品開發過程2、掌握電子元器件的檢測方法任務描述直流穩壓電源是各種電子產品中不可缺少的一部分，它的質量直接關系到產品的質量，因此掌握穩壓電源的設計與制作，對以后的實際工作是很有意義的。直流穩壓電源，顧名思義，即電源的輸出為穩定的直流電壓。因此直流穩壓電源是一種將交流電轉換為平滑穩定的直流電的能量變換器。1.1任務要求

設計并制作一個連續可調直流穩壓電源主要技術指標要求：①輸出電壓可調：Uo=+3V～+9V②最大輸出電流：Iomax=800mA③輸出電壓變化量：ΔUo≤15mV④穩壓系數：SV≤0.003⑤具過載電流保護

本項目的安排流程：任務一、確定任務 0.5課時任務二、整體設計 0.5課時+課外時間任務三、電路設計 2課時+課外時間任務四、電路調試 0.5課時任務五、創新與整理 0.5課時小組分工:3人一個小組,選出一名組長統籌安排工作任務，3人分工完成查找資料、方案論證、電路設計、電路焊接、調試與測試、答辯驗收等任務。評價標準1.2可行性分析為獲得直流電源可通過直流發電機或蓄電池,目前絕大多數電子設備中都是將電網220V/50HZ交流電轉換為直流電,并采取穩壓的措施.一般包括四個環節：電源變壓器整流電路濾波電路穩壓電路

2整體設計

知識與能力目標1、能制定整體設計方案2、能夠完成電路各模塊具體形式的設計1、掌握常用整流電路2、掌握常用濾波電路3、掌握常用穩壓電路直流穩壓電源的組成框圖

其中：（1）電源變壓器：它將電網220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。（2）整流電路：利用單向導電元件，把50Hz的正弦交流電變換成脈動的直流電（3）濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。（4）穩壓電路：穩壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩定，不隨交流電網電壓和負載的變化而變化。2.1方案制定1、根據指標要求電源變壓器采用降壓變壓器。2、整流電路。單向半波整流橋式整流電路輸出波形圖

在橋式整流電路中，每個二極管都只在半個周期內導電，所以流過每個二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半在橋式整流電路中，每個二極管都只在半個周期內導電，電路中的每只二極管承受的最大反向電壓為(U2是變壓器副邊電壓有效值).3、濾波電路。常用的濾波電路有電容濾波、電感濾波和復式濾波。在負載電流較小的小功率電路中常采用電容濾波，電容濾波電路簡單，效果好。

穩壓管并聯穩壓電路最簡單，但帶負載能力差，一般只提供基準電壓，不作電源用；開關型穩壓電源指標雖優，但設計、制作復雜，成本高；線性穩壓電路分為串聯型與集成穩壓電路。分立元件串聯型穩壓電路，調整管功耗大，電源效率低（20%-40%），調整管往往需要解接散熱器，增加電源體積與重量；現在，隨著集成電路的發展，集成穩壓器的種類越來越多，應用也越來越廣泛，在許多場合我們都偏愛于用集成穩壓器為核心加上一些外圍元件來構成穩壓單元。用集成穩壓器作穩壓單元的電源叫做集成穩壓電源，它具有一般集成電路簡單、體積小、重量輕、安裝和調試方便、可靠性高等優點，因此具有良好的發展前景。4、穩壓電路集成穩壓器有固定電壓輸出的，有可調式電壓輸出的，有輸出正電壓的，有輸出負電壓的。固定輸出集三端成穩壓器，正電壓輸出的有CW78XX系列,輸出電壓有+5V,+6V,+9V,+12V,+15V,+18V,+24V。負電壓輸出的有CW79XX系列。常用可調式三端集成穩壓器有CW317,CW337,LM317，LM337。LM317特點包括以下幾方面:輸出最大電流：1.5A輸出電壓在1.2至37V之間可調整輸入輸出電壓差VI-VO：3~40v工作溫度0~+125℃內部熱過載保護內部短路電流限制輸出晶體管安全工作區保護LM317實用電路3電路設計

知識與能力目標1、能夠生成元件報表單2、學會讀元件的數據手冊1、掌握常用儀器儀表的實用2、掌握元件的檢測方法3、電路設計學會直流穩壓電源的設計方法和性能指標測試方法。將學習的基本理論綜合運用于實踐中，掌握模擬電路設計的基本方法、設計步驟，培養綜合設計與調試能力培養實踐技能，提高分析和解決實際問題的能力。3.1電路設計步驟1）設計實用的電路原理圖。2）根據技術性能指標計算電路元件參數。3）根據元件參數進行選擇元件。4）元件的檢測。3.2電路原理圖3.3元件參數的計算及元件的選擇電源變壓器參數計算1）確定副邊電壓U2:根據性能指標要求：Uomin=3VUomax=9V又∵Ui-Uomax≥(Ui-Uo)min

Ui-Umin≤(Ui-Uo)max其中：（Ui-Uo）min=3V，(Ui-Uo)max=40V∴12V≤Ui≤43V此范圍中可任選：Ui=14V=Uo1根據Uo1=(1.1～1.2)U2可得變壓的副邊電壓：U2=Uo1/1.15=12v2）確定變壓器副邊電流I2∵Io1=Io又副邊電流I2=(1.5～2)IO1取IO=IOmax=800mA則I2=1.5＊0.8A=1.2A3）選擇變壓器的功率變壓器的輸出功率：Po>I2U2=14.4W20VA,220-18V(15元）（3）選擇整流電路中的二極管∵變壓器的副邊電壓U2=12V

橋式整流電路中的二極管承受的最高反向電壓為：17v橋式整流電路中二極管承受的最高平均電流為：I0/2=0.4A查手冊選整流二極管IN4001（0.1元/片），其參數為：反向擊穿電壓UBR=50V>17V,最大整流電流IF=1A>0.4A（4）濾波電路中濾波電容的選擇

選取2200uf/25V電解電容（1元）3.4元件的檢測二極管極性的判斷二極管質量的判別電容元件的檢測4組裝與調試

知識與能力目標1