《模擬電子電路》課程設(shè)計說明書直流穩(wěn)定電源

22武漢理工大學(xué)模擬電子電路課程設(shè)計說明書課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名： * 專業(yè)班級： 通信0804 指導(dǎo)教師： * 工作單位： 信息工程學(xué)院 題 目: 直流穩(wěn)定電源 初始條件：Protel99se 、mulitisim、LM317、變壓器、二極管、電容、電阻等要求完成的主要任務(wù): 1. 繪制具有一定規(guī)模、一定復(fù)雜程度的電路原理圖*.sch（自選）。可以涉及模擬、數(shù)字、高頻、單片機(jī)、或者一個具有完備功能的電路系統(tǒng)。2. 繪制相應(yīng)電路原理圖的雙面印刷版圖*.pcb3. 對電路原理圖進(jìn)行仿真，給出仿真結(jié)果（如波形*.sdf、數(shù)據(jù)）并說明是否達(dá)到設(shè)計意圖。時間安排：序號階段內(nèi)容時間1安排任務(wù)第18周2電路選擇與繪制第18周3撰寫報告第19周4答辯第19周合 計2周指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日摘 要 隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，各種各樣的電氣、電子設(shè)備已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于日常工作、科研、學(xué)習(xí)等各個方面。電源作為電氣、電子設(shè)備必不可少的能源供應(yīng)部件，需求日益增加，而且對電源的功能、穩(wěn)定性等各項指標(biāo)也提出了更高的要求。對電源的研究和開發(fā)已經(jīng)成為新技術(shù)、新設(shè)備開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，在推動科技發(fā)展中起著重要作用。本設(shè)計分別用LM317三端穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓電路，LM317三端穩(wěn)壓芯片穩(wěn)流電路和反饋式逆變電路設(shè)計直流穩(wěn)壓電源，直流穩(wěn)流電源和DC-DC變換器。通過相關(guān)知識計算出各電路中各個器件的參數(shù)，使電路性能達(dá)到設(shè)計要求中的電壓調(diào)整率，電流調(diào)整率，負(fù)載調(diào)整率，紋波電壓等各項指標(biāo)。關(guān)鍵詞：電源；LM317三端穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓電路；LM317三端穩(wěn)壓芯片穩(wěn)流電路；反饋式逆變電路Abstract With the continuous development of modern science and technology, a variety of electrical, electronic equipment has been widely used in daily work, research, and learning aspects. Power, as electric and electronic equipment components essential for energy supply, increasing demand, but also for the power function, stability, and other indicators have also put forward higher requirements. The power of research and development has become the new technology, new equipment, development of an important part in promoting scientific and technological development plays an important role. This design were used to LM317 three-terminal regulator chip voltage regulator circuit, LM317 three-terminal regulator chip steady flow circuit and the feedback inverter circuit design DC power supply, DC-stabilized power supply and DC-DC converter. Through the relevant knowledge to calculate the circuit parameters of each device, so that the circuit performance to meet the design requirements for voltage regulation, current regulation, load regulation, ripple voltage indicators. 目 錄摘 要21電路原理的設(shè)計41.1 直流穩(wěn)壓電路設(shè)計41.1.1可行的直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計方案41.1.2最終決定的直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計方案71.2直流穩(wěn)流電路設(shè)計71.2.1可行的直流穩(wěn)流電源電路設(shè)計方案71.2.2最終決定的直流穩(wěn)流電源電路設(shè)計方案81.3 DC-DC轉(zhuǎn)換電路設(shè)計81.3.1可行的DC-DC轉(zhuǎn)換電路設(shè)計方案91.3.2最終決定的DC-DC轉(zhuǎn)換電路設(shè)計方案111.4電路圖與主要工作原理121.4.1穩(wěn)壓模塊工作原理121.4.2穩(wěn)流模塊工作原理121.4.3DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊工作原理131.5主要參數(shù)的選擇與計算132安裝、調(diào)試、仿真過程142.1電路實(shí)物的安裝與調(diào)試142.2DC-DC轉(zhuǎn)換器的仿真與參數(shù)分析152.3針對問題的調(diào)試153數(shù)據(jù)整理及最終分析163.1穩(wěn)壓模塊的數(shù)據(jù)結(jié)果163.2穩(wěn)流模塊的數(shù)據(jù)結(jié)果173.3 DC-DC變換器的數(shù)據(jù)結(jié)果：173.4 數(shù)據(jù)分析：174心得體會18附錄-元器件清單19參考文獻(xiàn)20 1電路原理的設(shè)計1.1 直流穩(wěn)壓電路設(shè)計 圖表 1 原理框圖1.1.1可行的直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計方案經(jīng)過多方查找資料，我認(rèn)為直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計可以采用兩種大思路：采用分立元件設(shè)計或采用集成穩(wěn)壓芯片設(shè)計。分立元件的設(shè)計方案我查找到以下幾種：1.1.1.1由運(yùn)算放大器和晶體管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路：圖表 2 運(yùn)算放大器和晶體管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路如圖a、b是由運(yùn)算放大器和晶體管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路。如圖(a)是采用運(yùn)算放大器的高穩(wěn)定性基準(zhǔn)電壓電路，A1輸出采用VDZ1進(jìn)行電平移動，目的是使其工作穩(wěn)定。VDZ2是溫度補(bǔ)償型穩(wěn)壓二極管，溫度特性非常好。由于該二極管的電流恒定，因此電壓變動非常小。VT1的發(fā)射極電壓約為16V,因此,VDZ2的電流也恒定,輸出電壓非常穩(wěn)定。如圖(b)(d)是誤差放大器采用TA7502的穩(wěn)壓電路。其中，如圖(b)是輸出電壓高于穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電壓的電路，如圖(c)是輸出電壓低于穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電壓的電路。 為了增大輸出電流，采用VT1作為射隨電路，輸出電流為10mA左右時;只用TA7502已足夠。VT2為限流晶體管，R1為電流檢測電阻，當(dāng)電路輸出電流超過設(shè)定值時，R1上電壓降增大使VT2導(dǎo)通，從而限制輸出電流。如圖(d)是負(fù)輸出電壓電路，其工作原理與如圖(b)電路基本相同。1.1.1.2分立元件制作的帶限流保護(hù)可調(diào)穩(wěn)壓電源:圖表 2 分立元件制作的帶限流保護(hù)可調(diào)穩(wěn)壓電源P1 是用來設(shè)置限制最大輸出電流，調(diào)整它可以在相應(yīng)的輸出電壓時，給出50mA-2A的電流限制。 P2 用做輸出電壓調(diào)節(jié)。這里必須注意的是要求用對數(shù)型的電位器。這樣輸出電壓的可調(diào)性和線性會更好些。 電源變壓器的輸出電壓和容量應(yīng)根據(jù)你所需要的輸出電壓和電流來選區(qū)。最佳的方案是：變壓器次級電壓為36、40、48V或帶中間抽頭的50、75、80V。容量為100VA。 電容C1可以從2200-6800uF/35-50V之間選擇。BC182 為50V/100mA/NPN三極管；BD139為80V/1.5A/NPN三極管；BC212為50V/100mA/PNP三極管；2N3055為60V/15A/NPN三極管。 Q4必需使用散熱器，另外它可以由TIP3055替代。 1.1.1.3 LM317集成穩(wěn)壓芯片構(gòu)成的可調(diào)式穩(wěn)壓電源圖表 3 LM317集成穩(wěn)壓芯片構(gòu)成的可調(diào)式穩(wěn)壓電源這里介紹的可調(diào)穩(wěn)壓電源可以實(shí)現(xiàn)從9v12v連續(xù)可調(diào)，輸出電流可到1.5A左右。采用最常見的可調(diào)穩(wěn)壓集成電路LM317組成電路的核心，關(guān)于LM317的詳細(xì)指標(biāo)參數(shù)可參閱用LM317制作簡易電源電路。下面簡單介紹一下該電路的特點(diǎn)。本電路中，由T2、D5、VW1、R5、R6、C10及繼電器K構(gòu)成自適應(yīng)切換動作電路。當(dāng)輸出電路低于14V時，VW1因擊穿電壓不夠而截止，無電流通過，T2截止，K不吸合，其觸點(diǎn)K在常態(tài)位置，電路輸入電流14V交流電。反之當(dāng)輸出電壓高于14V時，VW1擊穿導(dǎo)通，T2亦導(dǎo)通，繼電器K吸合，28V交流電接入電路。這樣可以保證輸入電壓與輸出電壓差不會大于15V，此時，LM317輸出電流典型值為2.2A。圖中采用了兩塊LM317供電，整個電路輸出電流可在4A以上。由于兩塊LM317參數(shù)不可能一樣，電路中在LM317輸出端串接了小阻值電阻R3、R4，用以均分電流。輸出電壓調(diào)整由RP1、RP2完成。附加晶體管T1的目的在于避免電位器RP1滑動端接觸不良，使W317調(diào)整公共端對地開路，造成輸出電壓突然變化，損壞電源及負(fù)載。雙色發(fā)光二極管作為保險絲熔斷指示器（紅光）兼電源只是器（橙色光）。當(dāng)電源正常時，兩只發(fā)光二極管均加有正向電壓，紅、綠發(fā)光二極管均發(fā)光，形成橙色光。當(dāng)保險絲FU2斷開時，僅紅色發(fā)光管加有正向電壓，故此時只發(fā)紅光。為保證穩(wěn)壓準(zhǔn)確，設(shè)計電路板時主電流回路應(yīng)足夠?qū)?，并焊?mm以上的銅導(dǎo)線或涂錫，以減少紋波電壓。C6、C8盡量靠近LM317的輸入、輸出端，并優(yōu)先采用無感電容。C5如無合適容量，可用幾只電容并聯(lián)。R3、R4可用錳絲自制。調(diào)試時，調(diào)整RP1、RP2應(yīng)使繼電器在電源輸出14V左右時吸合，否則可調(diào)換穩(wěn)壓二極管再試。1.1.2最終決定的直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計方案最終，我們決定采用第三種LM317三端集成穩(wěn)壓芯片設(shè)計直流穩(wěn)壓源，主要因?yàn)樗氖褂梅浅：唵?，僅需兩個外接電阻來設(shè)置輸出電壓。此外它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。LM117內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。通常 LM117 不需要外接電容，除非輸入濾波電容到 LM117/LM317 輸入端的連線超過 6 英寸（約 15 厘米）。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應(yīng)。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。1.2直流穩(wěn)流電路設(shè)計1.2.1可行的直流穩(wěn)流電源電路設(shè)計方案1.2.1.1高精度恒壓恒流直流穩(wěn)壓電源電路該電路可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)流輸出，但毫無疑問的是過于復(fù)雜，精度極高，超出題目要求及制作條件，故不予考慮。1.2.1.2開關(guān)電源式高壓恒流源電路圖研制儀器需要一個能在0到3兆歐姆電阻上產(chǎn)生1MA電流的恒流源,用UC3845結(jié)合12V蓄電池設(shè)計了一個,變壓器采用彩色電視機(jī)高壓包,其中L1用漆包線在原高壓包磁心上繞24匝,L3借助原來高壓包的一個線圈,L2借助高壓包的高壓部分.L3和LM393構(gòu)成限壓電路,限制輸出電壓過高,調(diào)節(jié)R10可以調(diào)節(jié)開路輸出電壓1.2.1.3三端固定輸出集成穩(wěn)壓器組成的輸出電流可調(diào)的恒流源電路此種電路結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)流效果比較好，但由于7805的2、3端之間電壓比較大，導(dǎo)致R1、R2上分得電壓和消耗功率較多，影響電路效率。1.2.1.4改進(jìn)方案同樣是采用的LM317集成三端穩(wěn)壓器，用12V供電，依靠317的2、3兩端帶隙電壓恒定的特點(diǎn)，用R3與RS2的阻值控制輸出電流的大小，達(dá)到輸出穩(wěn)定可調(diào)電流的目的。 圖表 4 LM317組成穩(wěn)流電源電路1.2.2最終決定的直流穩(wěn)流電源電路設(shè)計方案 最終我們決定采用第四種設(shè)計方案，原因基本與穩(wěn)壓源的選擇想通。而且用LM317制作這一電路簡單易行，在性能上又能達(dá)到設(shè)計要求指標(biāo)，是最合理和最理想的方案之一。1.3 DC-DC轉(zhuǎn)換電路設(shè)計1.3.1可行的DC-DC轉(zhuǎn)換電路設(shè)計方案1.3.1.1PWM DC/DC變換器圖表 5 UC3843組成的PWM DC/DC變換器 1MHz 電流型 PWM DC/DC變換器的原理框圖。電流型控制電路以 UC3843 為核心，開關(guān)頻率為1MHz；變換器采用推挽式3主電路 ；同步整流采用功率 MOSFET 可控整流電路；輔助電流由電阻和12V穩(wěn)壓管組成(也可采用自舉電路)，為 UC3843 提供+12V 電源；電流采樣是取變壓器初級串聯(lián)電阻上的電壓(見圖2中電阻R)。 UC3843 的限流和占空比控制 變壓器初級電流流過取樣電阻R后，在R兩端產(chǎn)生正比于初級電流的電壓，該電壓經(jīng) RC 濾波加到 UC3843 的9腳，從而實(shí)現(xiàn)逐周限流。正常工作狀態(tài)下，UC3825的9腳輸入電壓必須低于1V 門限電壓。9腳輸入電壓超過1V時，脈寬將隨之變窄。當(dāng)9腳輸入電壓超過1.4V時，輸出電流中斷，并且 UC3843 開始軟啟動程序。 利用斜坡 RAMP 腳(7腳)輸入信號， UC3843 可以實(shí)現(xiàn)電流型控制或常規(guī)的占空比控制。當(dāng)該腳接定時電容器時，UC3843 可以實(shí)現(xiàn)占空比控制。當(dāng) RAMP 腳接電流取樣電阻時，UC3843 可以實(shí)現(xiàn)電流型控制。在這種應(yīng)用電路中，初級電流波形經(jīng)過很小的RC濾波網(wǎng)絡(luò)后，產(chǎn)生斜坡波形。RC網(wǎng)絡(luò)的作用是斜率補(bǔ)償。該輸入信號的動態(tài)范圍為1.3V，通常用來產(chǎn)生 PWM 斜率補(bǔ)償。 同步整流電路 過去低電壓輸出的 DC/DC 開關(guān)變換器采用肖特基二級管作為同步整流管，其正向壓降約為0.4 0.65V，低電壓、大電流時通態(tài)功耗很大。因功率MOSFET管的正向壓降很小，所以用功率MOSFET管作為輸出的整流管。與肖特基二極管相比，用功率 MOSFET 管的優(yōu)點(diǎn)除了正向壓降很小外，還有阻斷電壓高，反向電流小等優(yōu)點(diǎn)。圖2所示為輸出全波同步整流電路。功率MOSFET管VT1、VT2為兩個整流管(VD1、VD2分別為VT1、VT2內(nèi)部反并聯(lián)二極管)。當(dāng)變壓器次級繞組同名端為正時，VT2、VD2同時導(dǎo)通，VT1、VD1阻斷 ，在L1續(xù)流期間，VT1、VT2截止，VD1、VD2同時導(dǎo)通續(xù)流；反之，當(dāng)變壓器次級繞組同名端為負(fù)時，VT1、VD1同時導(dǎo)通，VT2、VD2阻斷，在 L1續(xù)流期間，VT1、VT2截止，VD1、VD2同時導(dǎo)通續(xù)流。 采取此功率 MOSFET 管整流電路，可以大大提高整流效率。輸出+5V/20A，采取導(dǎo)通電阻10m的功率 MOSFET 管，則導(dǎo)通損耗為：PON=10m(20A)2=4103mW=4w如果采取肖特基二極管整流電路，肖特基二極管的導(dǎo)通壓降取0.6V，則導(dǎo)通損耗為： PON=0.6V20A=12w 可見僅整流管損耗就減小8W，效率約能提高6%。 變壓器的制造 初級繞組 N2與次級繞組 N4之間具有較緊密的耦合；而初級繞組 N1到初級繞組 N2之間的耦合不很嚴(yán)格。 高頻設(shè)計 需要特別注意外部導(dǎo)體和元件的布置，減小不必要的電感和電容影響。所有的導(dǎo)線長度必須盡可能地短。印制電路板應(yīng)仔細(xì)地布置元件及其連接。功率 MOSFET 管柵極的電阻應(yīng)選碳成分的電阻，以降低串聯(lián)電感1.3.1.2 NE555芯片的升壓電路圖表 6 NE555芯片的升壓電路E555、RW2、R7、R8、C6組成多諧振蕩電路，由NE555的引腳3輸出振蕩波形；R9、C8組成加速電路，Q5為推動管；Q6 組成電流開關(guān)電路，L1是儲能元件，R14、C9是阻尼元件；D9、C10、C11組成輸出整流濾波電路；D11、R15為輸出電壓指示電路。 上電時，VCC通過RW2、R7、R8給C6充電，NE555輸出高電平，當(dāng)C6的電壓>2/3VCC 時，NE555輸出翻轉(zhuǎn)，開始輸出低電平，引腳 7對地短路，此時C6通過R8對地放電，當(dāng)C6上電壓<1/3VCC 時，NE555輸出翻轉(zhuǎn)，再次輸出高電平，引腳7對地呈現(xiàn)斷路，VCC再次向 C6充電，如此周而復(fù)始，在NE555的輸出端輸出周期矩形波。 當(dāng)NE555輸出低電平時，Q5截至，Q6導(dǎo)通，電源VCC經(jīng)L1、Q6形成回路，電能轉(zhuǎn)換為磁能；當(dāng)NE555輸出高電平時，Q5導(dǎo)通，Q6截至，由于電感，里面電流不能突變，此時L1上儲存的磁能轉(zhuǎn)換為電能，在L1兩端產(chǎn)生一自感應(yīng)電壓，此自感電壓與電源電壓串聯(lián)起來一起經(jīng)D9向C10充電，同時向負(fù)載提供電流。此電路輸出的電壓大于電源電壓，為一升壓式開關(guān)電源。通過調(diào)節(jié)RW2，可以改變NE555的振蕩周期，同時也改變了輸出波形的占空比，從而改變L1的儲能大小，最終改變了輸出電壓值。1.3.1.3 集成運(yùn)算放大器的升壓電路不過此電路只能由5V升至30V，達(dá)不到設(shè)計要求。1.3.1.4 DC-AC-DC轉(zhuǎn)換升壓電路如圖表12所示，這一電路依靠Q1、Q2、Q3組成的自激震蕩電路，將直流電源輸入的電能轉(zhuǎn)化為交流電壓，經(jīng)變壓器升壓后再恢復(fù)為直流。此種電路結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，且升壓范圍比較大，能夠達(dá)到設(shè)計要求。缺點(diǎn)在于輸出的電壓不穩(wěn)定，有較大波動，而且交流紋波電壓比較大。1.3.2最終決定的DC-DC轉(zhuǎn)換電路設(shè)計方案鑒于制作難度、電路性能、工作效率、元器件取得的難易程度等多方面考慮，我們最后選擇了第四種設(shè)計方案，至于是否能制作成功，還要看電路的仿真結(jié)果。1.4電路圖與主要工作原理經(jīng)過仔細(xì)研究，我決定采用如下電路制作穩(wěn)定電源實(shí)物。1.4.1穩(wěn)壓模塊工作原理本電路的穩(wěn)壓電源模塊采用了LM317集成穩(wěn)壓電源構(gòu)成的可調(diào)式穩(wěn)壓電路，將22V-15V變壓器變出的15V交流電壓，經(jīng)過全波橋式整流后得到直流脈動電壓，在經(jīng)過濾波電容的調(diào)整成為一近似恒壓的直流電壓，最終經(jīng)過LM317穩(wěn)壓后得到穩(wěn)定的1.25V帶隙電壓。再依靠R1電阻固定電流，經(jīng)R2與RS1調(diào)整輸出端的電壓。達(dá)到輸出穩(wěn)定可調(diào)電壓的要求。1.4.2穩(wěn)流模塊工作原理本電路的穩(wěn)流電源模塊采用了LM317集成穩(wěn)壓電源構(gòu)成的可調(diào)式穩(wěn)流電路，將上一級產(chǎn)生的12V穩(wěn)定電壓轉(zhuǎn)換為輸出端的4-20mA的穩(wěn)定電流。由穩(wěn)壓源供電，仍然是依靠LM317的帶隙電壓，通過R3與RS2電阻的調(diào)節(jié)控制輸出端電流，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出可調(diào)電流的題目要求。圖表 8 完整電路圖1.4.3DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊工作原理同樣是依靠第一級的穩(wěn)定電壓輸出供電，依靠Q1、Q2、Q3和R7、R8、C5構(gòu)成的自激振蕩電路，由上一級的直流供電產(chǎn)生一個交流電信號，在經(jīng)過變壓器升壓，再度轉(zhuǎn)換為直流信號輸出，同時達(dá)到升壓的目的。1.5主要參數(shù)的選擇與計算（公式1）（公式2）（公式3）（公式4）選二極管 （公式5）電流平均值： （公式6）承受最高反壓： （公式7）選二極管應(yīng)滿足：IF (2 3) ID （公式8）可選：2CZ55C(IF = 1 A，URM = 100 V)或 1 A、100 V 整流橋，此電路中選擇2A、100V整流橋，滿足要求。2. 選濾波電容（公式9）（公式10）可選： 1 000 mF，耐壓 50 V 的電解電容根據(jù)輸出直流電壓UO = 15（V）的要求，由式(7-8)穩(wěn)定電壓（公式11）由輸出電壓VO = 15（v）及最小負(fù)載電阻RL = 3K的要求,負(fù)載電流最大值（公式12） 由式(7-8)計算 mA查半導(dǎo)體器件手冊，選擇穩(wěn)壓管2CW20，其穩(wěn)定電壓UZ = (13.517) (V)，穩(wěn)定電流mA， mA。2安裝、調(diào)試、仿真過程本設(shè)計方案采用實(shí)物與仿真共同采用的方式：穩(wěn)壓、穩(wěn)流模塊制作簡單，易于調(diào)試，且元器件容易購買，故此二模塊制作實(shí)物電路板；DC-DC轉(zhuǎn)換器部分由于制作難度較大，輸出電壓較高，有一定的危險性，而且元器件不宜購買和制作，考慮到時間有限，故這一模塊應(yīng)用MULTISIM進(jìn)行仿真。2.1電路實(shí)物的安裝與調(diào)試焊接過程省略。完成電路板后，將電源與變壓器接至電路的輸入端口，閉合開關(guān)s1，用萬用表在電壓輸出端測量，得到輸出電壓為11.73V,調(diào)節(jié)電位器RS1，輸出電壓可以實(shí)現(xiàn)9-12V的穩(wěn)定輸出變化，證明原理正確，電路圖繪制正確，且電路板此模塊制作無誤。閉合開關(guān)s2，用萬用表測量電流輸出端，得到電流12.3mA。調(diào)節(jié)電位器RS2，電流輸出端可以實(shí)現(xiàn)4-20 mA的穩(wěn)定輸出變化，證明恒流部分原理正確，電路圖繪制正確，且電路板此模塊制作無誤。2.2DC-DC轉(zhuǎn)換器的仿真與參數(shù)分析在仿真軟件MULTISIM里按設(shè)計原理圖繪制好電路圖，并設(shè)置好參數(shù)（由于沒有合適的變壓器，故采用TS_PQ4_10代替），安裝萬用表。打開仿真開關(guān)后，觀察到如下圖表 14所示結(jié)果。升壓之后的值達(dá)到了400V左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過題目要求的100V的直流電壓，從這個角度看似乎是超額完成了任務(wù)，但仔細(xì)分析之后發(fā)現(xiàn)，電壓升至400V左右后并不能穩(wěn)定的停留在某一定值上，而是不停地小幅變動。并且由于電容的選擇導(dǎo)致時間常數(shù)過大，需要較長時間才能達(dá)到較穩(wěn)定的值，證明這一設(shè)計不夠穩(wěn)定，容易收到干擾，并沒有達(dá)到題目的要求。應(yīng)想辦法改變這一模塊的設(shè)計。2.3針對問題的調(diào)試針對2DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊存在的問題，我對電路作了如下調(diào)整：在輸出端的兩邊串聯(lián)兩個電阻，阻值分別為1M歐和3M歐，再將一10nF的瓷片電容與1M歐電阻并聯(lián)，并以瓷片電容的兩端作為電壓的最終輸出端。再次仿真測試后得到如下圖表15所示結(jié)果。圖表 9 轉(zhuǎn)換器的仿真結(jié)果1圖表 10 轉(zhuǎn)換器的仿真結(jié)果23數(shù)據(jù)整理及最終分析為了便于圖片和數(shù)據(jù)的整理，我特將穩(wěn)壓與穩(wěn)流模塊也進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果如下圖：圖表 1 穩(wěn)壓模塊的仿真結(jié)果3.1穩(wěn)壓模塊的數(shù)據(jù)結(jié)果如圖所示，穩(wěn)壓電源 在輸入電壓220V、50Hz、電壓變化范圍15%20%條件下：a輸出電壓可調(diào)范圍為+9.019V+13.663Vb最大輸出電流為1.537Ac電壓調(diào)整率為0.172%（輸入電壓220V變化范圍15%20%下，空載到滿載）d負(fù)載調(diào)整率0.79%（最低輸入電壓下，滿載）e紋波電壓（峰-峰值）2.37mV（最低輸入電壓下，滿載）f效率43.36%（輸出電壓9V、輸入電壓220V下，滿載）圖表 2 穩(wěn)流模塊的仿真結(jié)果3.2穩(wěn)流模塊的數(shù)據(jù)結(jié)果如圖所示，穩(wěn)流電源 在輸入電壓固定為12V的條件下：a輸出電流：3.11220.26mA可調(diào)b負(fù)載調(diào)整率為8.32%（輸入電壓12V、負(fù)載電阻由200300變化時，輸出電流為20mA時的相對變化率）3.3 DC-DC變換器的數(shù)據(jù)結(jié)果：DC-DC變換器 在輸入電壓為+9V+12V條件下：a輸出電壓為+101.104V，輸出電流為44.796uAb電壓調(diào)整率3.7%（輸入電壓變化范圍+9V+12V）c負(fù)載調(diào)整率6.1%（輸入電壓+12V下，空載到滿載）d紋波電壓（峰-峰值）0mV （輸入電壓+9V下，滿載）3.4 數(shù)據(jù)分析：由以上數(shù)據(jù)可見，穩(wěn)壓模塊、穩(wěn)流模塊以基本完成題目要求，達(dá)到了各項要求指標(biāo)，說明設(shè)計合理，制作正確。而DC-DC變換器變換器模塊的各項數(shù)值沒有明顯達(dá)到題目要求，我分析原因有以下幾點(diǎn)：1） 電路圖本身的問題：電路圖本身的穩(wěn)定性不夠好，沒有穩(wěn)定電壓的電路模塊，所以輸出的電壓極其不穩(wěn)定，波動比較大。2） 仿真過程中的問題：由于電路原圖上選用的變壓器是專門制作的變壓器，在仿真軟件里沒有對應(yīng)的電子實(shí)體，所以沒有辦法選擇合適的輸出電壓值，造成輸出電流比要求差很多，而且電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率比較大，且達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需要的時間比較長。 4心得體會這次課程設(shè)計使我的能力有很大的提高。從電路原理圖的探究，方案的分析選擇，到電路仿真分析，再到最后買元件焊接電路，每一個過程都會有很多不懂的地方。通過小組成員的討論以及自己查閱課本、相關(guān)書籍和網(wǎng)上搜索，這些問題最后都被一一解決。比如DC-DC模塊（在通信系統(tǒng)中也稱二次電源，它是由一次電源或直流電池組提供一個直流輸入電壓，經(jīng)DC/DC變換以后在輸出端獲一個或幾個直流電壓），在做仿真的時候，最后一個變壓器在mulitisim元件庫里找不到，通過網(wǎng)上查到可以在用戶元件庫自定義元件，然后我就仿照按照上面說的去操作，最后終于把這個變壓器放在了電路圖中。這樣就可以把DC-DC部分仿真出來。就這樣在發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程中，我不但理解了書本上的相關(guān)內(nèi)容，還學(xué)到了mulitisim和protel99se等軟件的應(yīng)用。在購買元件的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多元件雖然在軟件里面能夠找到，但在電子市場里卻買不到，這使我認(rèn)識到實(shí)際制作的時候還要考慮到元件可行性問題。在最后的實(shí)物制作過程中，我和同學(xué)按照電路圖一步步地把元件焊接在電路板上，但是后來卻發(fā)現(xiàn)有些連線會交叉，必須要用電線連接，結(jié)果影響了電路板的美觀和性能。所以在焊接電路之前，一定要先想好布局，最好能用protel 99se軟件做一個自動布線圖，這樣焊接的時候就會容易很多。在做這個課程設(shè)計的時候，正好趕上我們幾門課即將考試，所以大家都很盡力，抓緊時間希望早點(diǎn)把它做好。于是大家就做一些分工，一些同學(xué)去買元件，另一些制作實(shí)物，大家相互協(xié)作，積極配合，有時候也利用群互相交流自己的想法和發(fā)現(xiàn)?！皼]有偉大的個人，只有偉大的團(tuán)體！”一個小組也是一個小的團(tuán)體，每個人的不遺余力毫無保留會凝聚成一股很大的力量。所以這次難得機(jī)會也讓我感受到了團(tuán)隊的智慧和力量，讓我受到了很大的啟發(fā)。希望以后會多一點(diǎn)這樣的機(jī)會去鍛煉和提高自己！附錄-元器件清單 本電路使用的元器件較少，主要原因在于LM317的應(yīng)用，減少了大量的分離元件的使用，節(jié)省了成本，同時降低了電路制作的復(fù)雜度。 如果DC-DC轉(zhuǎn)換器部分采用集成芯片的話，同樣可以提高電路的精度和效率，但由于成本過高，且芯片不易采購，故采用分立元件設(shè)計。參考文獻(xiàn)1 謝自美主編.電子線路設(shè)計實(shí)驗(yàn)測試 第三版.華中科技大學(xué)出版社,20062 梁宗善主編.新型集成電路的應(yīng)用-電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計.華中科技大學(xué)出版 社，2009 3 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分（第四版）. 華中科技大學(xué)出版社，19984 周政新.電子設(shè)計自動化實(shí)踐與訓(xùn)練（第三版）.北京：中國民航出版社，20025 童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）.高等教育出版社，1988 22