正负稳压电源的设计.doc

衡阳师范学院物理与电子信息科学系课程设计——正负稳压电源的设计

报告评分

批改老师

物理与电子信息科学系
《模拟电子技术》
课程设计报告

正负稳压电源的设计

专 业 电子信息科学与技术
班 级
学生姓名
学 号
指导教师
提交日期

目 录
第一部分 设计任务与要求 3
1.1 设计任务 3
1.2 设计要求 3
第二部分 设计方案 3
2.1 方案说明 3
2.2 电路图 3
第三部分 电路设计与器件选择 4
3.1 整流电路 4
3.2 滤波电路 5
3.3 稳压电路 5
第四部分 工具与元件 6
4.1 工具清单 6
4.2 元件清单 6
第五部分 焊接与测量 7
5.1 电路焊接 7
5.2 电路调试 7
5.2.1 调试步骤 7
5.2.2 故障分析及处理 7
5.3 参数测量 8
课程设计总结 15
参考文献 15
第一部分 设计任务与要求
1.1.设计任务
设计一个输出为正负5V的直流稳压电源。
1.2.设计要求
（1）总体要求
将220V的交流电压变成正负5V的直流稳压电源。
（2）焊接要求
1.排版要合理，中间的连线不能有交叉现象。
2.焊锡丝要涂抹均匀，防止相邻两点短路。
3.在焊接电容时要注意其正负极。
4.在扯线过程中遇到拐弯时要先用镊子按住拐点，在用焊锡丝将拐点后的那个点焊下。
（3）测试要求
1.用万用表测，不能有短路断路的现象。
2.加直流稳压电源输出必须有5V，稳压源不能有限流的现象出现，另外二极管必须会亮。
3.加变压器，经过整流桥，最后的输出必须在正负5V左右。
第二部分　　设计方案
2.1 方案说明
采用三端集成稳压电路。利用整流器将从变压器过来的电压的幅度减小，然后用滤波电路再一次增大正弦波的平均值，减小其幅度，将减小的波再经过稳压二极管使波形变平稳，从而就会输出幅度为正负5V的直流稳压电源。
2.2 电路图
该电路是由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和二极管指示灯等五部分组成，如下：

图2.1.电路原理图

图2.2 实物元件面 图2.3 实物焊接面
第三部分　　电路设计与器件选择
3.1 整流电路
该整流器内部有四个二极管，四个二极管两两轮流导通，从而能把变压器输出的正弦波的平均值就大，将其波的幅度减小。

图3.1 整流电路
3.2 稳压电路
通过整流、滤波后的电压不稳定，易随电网电压波动，负载和温度的变化而变化，在整流、滤波电路之后需加稳压电路。7805、7905是三端集成稳压器，由启动电路、基准电压电路、取样比较放大电路、调整电路和保护电路组成，可到达很好的稳压效果。
引脚判定方法：有字的一面朝自己，从左到右分别为引脚1、2、3，7805为1-输入，2-接地，3-输出，7905为1-接地，2-输入，3-输出。如下图所示；

图3.2 7805及7905引脚图
3.3 滤波电路
滤波电路用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成。本实验采用电容滤波，电路如下图所示。

图3.3 滤波电路
第四部分　　工具与元件
4.1 工具清单
表4.1工具清单
工具名称
备注
直流稳压稳流电源
SG1732SB5A
万用表
DT9205A
电烙铁
NO.091A 220-240V
焊锡丝
NO:B-2
虎口钳

镊 子

锡取器
NO.LL-135A
螺丝刀

老虎钳

松香

4.2 元件清单
表4.2元件清单
元件名称
型号
数量
备注
整流桥
KBP307
1个
内涵四个二极管
发光二极管

2个
工作0.3-1.1V
三端稳压器
L7805/L7905
各1个
引脚接法不同
电解电容（大）

2个
1000uF/50V
去耦电容
104
2个
无正负级之分
电解电容（小）
CD110
2个
47uF/25V
电阻
10KΩ
2个
限流的作用
插针

若干

变压器

1个
耐压值为12V
万能板

一块

第五部分　　焊接与测量
5.1 电路焊接
（1）按照电路图对元件整体排版。
（2）将元件一个个焊接在电路板上，再用细线将元件连接。
5.2 电路调试
5.2.1 调试步骤
（1）电源的直流档具有限流的作用，调试之前，先将电压调至最低。
（2）用万用表测量焊接面和元件面，用万用表的蜂鸣档判断电路是否短路或是短路，线路各通路是否相通。若是有明亮的蜂鸣声则表明线路是连通的。
（3）断开D点，电源正极焊接二极管正极，负极焊接GND，将万用表的红笔接插针的+5V点，黑笔接GND，调节电源的输出电压，调节范围为0—5V，记录万用表上的电压读数。
（4）焊接D点，断开C点，电源的连接不变，与上一步的测试方法相同，测试电容的输出电压。
（5）焊接C点，断开B点，电源的正极接7805的“1”脚，负极不变，调节电源的输出电压，调节范围为0—12V，记录万用表上的电压读数。
（6）断开A点，焊接B点，与上一步的测试方法相同，观察万用表上的电压读数是否与上一步的读数相同，相同则这一步调试合格。
（7）将第3步至第6步的的方法用于测电路的对称元件，依次为二极管、47uF的电容，7905、1000uF的电容。
（8）确保A点与A’点断开、整流桥上方为正极，用万用表测试A与A’之间的电压，再将“+“与”-“互换，观察万用表上的电压读数。
5.2.2 故障分析及处理
由于电流限制在0.5mA以下，在调试中注意电流是否有瞬间变化，若出现瞬间变化则说明电路中有短路现象，可能使元件已击穿。解决方案为重复调试步骤中的第一步，再更换元件。
本次实验很顺利，没有出现故障。
5．2.3 参数测量
按照调试步骤依次调试可得各元件的输出电压如下:
(1) 测试发光二极管LED1的正向直流电压:
表5.1发光二极管LED1
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
0.5
0.54
0
3.0
3.07
0
1.0
1.07
0
3.5
3.54
0
1.5
1.51
0
4.0
4.13
0
2.0
2.04
0
4.5
4.61
0
2.5
2.51
0
5.0
5.11
0

图5.1 发光二极管LED1
由图可看出，输出电压与输入电压基本成线性关系。当输入电压为1.7V时，发光二极管微亮，而当输入电压为3.1V时正常亮。
(2) 测试47uF电容1的正向直流电压:
表5.2 47uF电容1
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
0.5
0.508
0
3.0
3.08
0
1.0
1.08
0
3.5
3.58
0
1.5
1.57
0
4.0
4.10
0
2.0
2.08
0
4.5
4.55
0
2.5
2.53
0
5.0
5.12
0

图5.2 47uF电容1
由图可看出，47uF电容之间的电压与输入电压基本成线性关系。
(3) 测试7805的正向直流电压:
表5.3 7805
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
1
0
0
7
5.02
0
2
0.008
0
8
5.02
0
3
2.32
0
9
5.02
0
4
3.18
0
10
5.02
0
5
4.14
0
11
5.02
0
6
5.01
0
12
5.02
0

图5.3 7805
(4) 测试1000uF电容1的直流输出电压:
表5.4 1000uF电容1
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
1
0
0
7
5.02
0
2
0
0
8
5.02
0
3
0
0
9
5.02
0
4
2.23
0
10
5.02
0
5
3.12
0
11
5.02
0
6
4.2
0
12
5.02
0

图5.4 1000uF电容1
由上图可以看出，输出电压的大小与表5.3中的输出电压大小基本一致，可见电容起到了很好滤波的作用。
(5) 测试发光二极管LED2的直流输出电压:
表5.5发光二极管LED2
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
-0.5
-0.50
0
-3.0
-3.11
0
-1.0
-1.06
0
-3.5
-3.52
0
-1.5
-1.50
0
-4.0
-4.04
0
-2.0
-2.04
0
-4.5
-4.62
0
-2.5
-2.51
0
-5.0
-5.11
0

图5.5发光二极管LED2
由图可看出，输出电压与输入电压基本成线性关系。当输入电压为-1.7V时，发光二极管微亮，而当输入电压为-3.1V时正常亮。
(6) 测试47uF电容2的直流输出电压：
表5.6 47uF电容2
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
-0.5
-0.56
0
-3.0
-3.04
0
-1.0
-1.06
0
-3.5
-3.52
0
-1.5
-1.58
0
-4.0
-4.12
0
-2.0
-2.08
0
-4.5
-4.61
0
-2.5
-2.58
0
-5.0
-5.08
0

图5.6 47uF电容2
由图看出，47µF电容之间的电压与输入电压基本成线性关系。
(7) 测试7905的正向直流电压：
表5.7 7905
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
-1
0
0
-7
-4.93
0
-2
-0.07
0
-8
-4.93
0
-3
-1.36
0
-9
-4.93
0
-4
-3.25
0
-10
-4.93
0
-5
-4.47
0
-11
-4.93
0
-6
-4.93
0
-12
-4.93
0

（8）测试1000uF电容2的直流输出电压
表5.8 1000uF电容2
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
-1
0
0
-7
-4.93
0
-2
-0.08
0
-8
-4.93
0
-3
-1.36
0
-9
-4.93
0
-4
-3.25
0
-10
-4.93
0
-5
-4.47
0
-11
-4.93
0
-6
-4.93
0
-12
-4.93
0

图5.8 1000uF电容2
由上图可以看出，输出电压的大小与表5.8中的输出电压大小基本一致，可见电容起到了很好滤波的作用。
(9) 测试经过整流桥的正向直流输出电压:
表5.9整流桥(正)
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
1
0.57
0
7
6.57
0
2
1.5
0
8
7.54
0
3
2.44
0
9
8.55
0
4
3.63
0
10
9.45
0
5
4.62
0
11
10.57
0
6
5.48
0
12
11.49
0

图5.9整流桥(正)
由上图可知，经过整流桥的正向直流输出电压与电源的输入电压基本成线性关系。
(10) 测试经过整流桥的负向直流输出电压：
表5.10整流桥（负）
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
输入电压（V）
输出电压
（V）
输出电流（mA）
-1
0.7
0
-7
6.7
0
-2
1.62
0
-8
7.68
0
-3
2.71
0
-9
8.73
0
-4
3.65
0
-10
9.57
0
-5
4.82
0
-11
10.79
0
-6
5.61
0
-12
11.76
0

图5.10整流桥（负）
由上图可知，经过整流桥的负向直流输出电压与电源的输入电压也基本成线性关系。

课程设计总结
这是我第一次做电路设计，设计的是一个小功率稳压电源，它是由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等四部分组成的。
在制作该电路之前要注意很多问题，例如如何合理的布线和布局，如何焊接使它变得更加的美观整洁。连接电路时一定要仔细，要确保每条线路接触性良好，最好不要用焊锡拖，而是将元件一个个焊接在电路板上，再用细线将元件连接。为保证制作尽量不出现错误，在制作电路图的时候先要将原理图按要求画在覆盖万能板的白纸上，再得到老师的认可后，方可进行下一步。接线时不能只看着电路原理图去接，应该先把电路图中的每个元件的用途搞清楚，每个元件的各个管脚与它哪里相对应，最主要的是搞清楚元件与元件之间的联系，他们接在一起可以实现怎样的功能，他们之间又有什么样的相互影响。在接电路的过程中要仔细并且要很有耐心，在检查时更要有耐心，当出现错误时首先检查线接对了没有，遇见错误要一步一步的来，可以借助万用表辅助检查。
由此，通过对电路的原理分析、排版、焊接和测量等步骤，我深深地体会到我们专业动手操作的重要性。先布好局，再焊接，再调试，最终得到了一个直流稳压电源，其中，为防止电路中存在的问题造成对变压器的损伤，要先加直流电源，看其输出是否为正负5V，然后在有变压器做输入时，再看其输出是否仍为正负5V，从而达到了设计要求。
虽然这次设计制作的电路板并不是很美观，但是制作出来的电路并没有故障，一调试就成功。第一次看见自己制作成功的实物很有一种成就感。课程设计让我明白了实践的重要性，设计课程激发了我的动手能力，也让我的能力从中得到完善和提高。
【参考文献】
　　《电子技术基础模拟部分（第五版）》　康华光主编　高等教育出版社
15