桂林电子科技大学信息科技学院

《模拟电子技术》实训报告

学 号 ***

姓 名

指导教师：

20XX 年 1 月 6 日

实训题目：直流稳压电源

1.整机设计

1.1设计任务及要求

1.1.1设计任务

结合所学的模拟电子技术知识，设计并制作完成一直流稳压电源。

1.1.2设计要求

①输出电压U。（Ⅰ档U。=+5V；Ⅱ档U。= -12V，Ⅲ档U。=（－15V～＋15V可调）；

②输出纹波电压≤5mV。

1.2 整机实现的基本原理及框图

1.2.1 基本原理

基本原理如图一所示，现将个电路功能介绍如下

电源变压器：将电网电压220V经过电源变压器变换成符合后面整流电路要求的交流电压（通常是低压），并满足一定的功率输出要求。

整流电路：是用二极管等具有单向导电特性的器件，将正负交替的正弦交流电压变成单向的脉动电压的电路。本次实训采用的是单向桥式整流电路。

滤波电路：利用储能元件尽可能滤除单向脉动电压中的交流成分，供给负载比较平滑的直流电压。

稳压电路：采取某些措施（本次实训采用稳压芯片）使输出的直流电压在电网电压或负载变化时保持稳定不变。

1.2.2 总体框图

2 硬件电路设计

2.1变压电路

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，它利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号。

变压器两组线圈圈数分别为N1和N2，N1为初级，N2为次级。在初级线圈上加一交流电压，在次级线圈两端就会产生感应电动势。当N2＞N1时，其感应电动势要比初级所加的电压还要高，这种变压器称为升压变压器；当N2＜N1时感应电动势要比初级所加的电压要低，这种变压器为降压变压器。

变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系，通常功率越大，损耗与输出功率比就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。

这次电路设计中选用30W双15V变压器如图二。

图二

2.2整流电路

单相桥式电路如下图三所示，图中Tr为电源变压器，它的作用是将交流电网电压vI变成整流电路要求的交流电压 ，RL是要求直流供电的负载电阻，四只整流二极管D1～D4接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。

为了分析电路二极管采用理想模型，正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。

在v2的正半周，电流从变压器副边线圈的上端流出，只能经过二极管D1流向RL，再由二极管D3流回变压器，所以D1、D3正向导通，D2、D4反偏截止。在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。其电流通路可用图三（b）中实线箭头表示。

在v2的负半周，其极性与图示相反，电流从变压器副边线圈的下端流出；只能经过二极管D2流向RL，再由二极管D4流回变压器，所以D1、D3反偏截止，D2、D4正向导通。电流流过RL时产生的电压极性仍是上正下负。其电流通路如图三（b）中虚线箭头所示。

根据上述分析，可得桥式整流电路的工作波形如右图四。由图可见，通过负载RL的电流iL以及电压vL的波形都是单方向的全波脉动波形。

图 三单项桥式整流电路

图四桥式整流电路的工作波形

2.3滤波电路

滤波电路就是利用电容和电感的储能作用滤除交流分量而保留直流成分能，并把部分能量存储起来，而当电源电压降时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑有平波作用。本次实训采用电容滤波，利用电容两端电压不能跃变的特性，使负载电压波形平滑，从而达到滤波作用。

（1）由于二极管仅在电容充电期间才导通，其导通角θ＜π,因此流过二极管的瞬时电流较大。故应选择  较大的整流二极管，一般选择

（2）放电的时间常数( )越大，电容的放电速度越慢，负载上获得的输出电压平均值U。越大，纹波成分越小。为了获得较好的滤波效果，一般是根据下式来选择滤波电容的容量： . 一般为几百到几千微法，主要选用电解电容器，且电容器的耐压值应大于 。另外注意电容极性不能接反。

（3）负载获得的直流电压随负载电流的增加而减小， 在 至之间变化。如下图所示：

当一定而时，当一定而为一定值时，且满足 的条件时， 。

以上分析表明：电容滤波电路简单，输出直流电压较高，纹波较小。但其输出特性较差即带负载能力差。 故适用于要求输出电压较高、负载电阻较大且变化较小的场合。

图五单相桥式整流、电容滤波电路

2.4稳压电路

稳压电路的作用是当外界因素如电网电压、负载、环境温度等发生变化时，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组成，采用集成稳压器设计的电源具有性能稳定、结构简单等优点。

2.4.1稳压芯片介绍

本次实训所用稳压芯片图如七所示。7805输出为+5V正电压，7912输出为-12V负电压，输出电流可达1A。 LM317为可调式三端稳压器芯片能够连续输出可调的直流正电压。LM337输出为负的可调直流电压。

图七集成稳压器

2.4.2稳压芯片的应用电路及分析

图九

C3和C4电容作用同图九电容作用相同。C5和C6起滤波作用，用来滤除滑动变阻器两端的纹波电压.D5和D6对C7，C8短路起保护稳压芯片的作用。R3和R4应小于或等于240欧,R5和R6使用可调电阻，且RW/R3应小于27.8，本次为22.7。输出电压U。=1.25*(1+Rp/R3)，计算的最大输出电压为≈29.65V。

为了减少输入和输出电压的纹波电压，常在输入端接一个滤波电容如图c9和C10其容量一般为0.33uF。输出端所接电容C13和C14也起滤波作用，抑制高频干扰，同时可以改善负载的瞬态响应使电路稳定工作，其值一般为0.1Uf。

3 制作与调试过程

首先。画原理图时要注意电位器的三个角的封装滑动端为3，所以画封装时管教应为132。画芯片封装时也要注意放在散热片上量距离，这样避免焊接时元器件距离不够，PCB图中变位器的封装要用3.8×3.8焊盘和1.5焊孔刚好。PCB图没错的情况下焊接也要特别注意那些要考虑正负极和管脚的地方，要认真仔细特别是电解电容和二极管极性一定要安装正确不然会发生爆电容的后果，特别注意变压器的安装与焊接，千万不要把变压器焊短路否则会发生爆炸。

其次接通电源后，应远离焊板四五分钟以防爆电容伤到自己，带没有什么情况发生后闻一闻电路有没有异味如果没有可进行电路测试，否则应断电检查电路。检查电路应一步步来从输入段开始一步步仔细检查。

最后待电路一切正常后即可进行相应参数的测量，要注意安全防止触电，测量时要防止发生短路现象。

4 电路测试

4.1 测试仪器与设备

（1）万用表（2）交流毫伏表

4.2 性能指标测试

①+5V 输出端：4.8V

②-12V 输出端：-11.7V

③正电压可调部分：最低1.40V,最高20.6V

④负电压可调部分：最低-1.20V,最高-20.2V

⑤纹波电压0.35mV

4.3 测试结果分析

输出误差为：

+5V输出端=|（4.8-5）|/5=4%

-12V输出端=|（-11.7-12）|/12=2.5%

产生误差因素有:

①元件本身存在误差；

②焊接时，焊接点存在微小电阻；

③万用表本身的准确度而造成的系统误差；

④测得输出电流时接触点之间的微小电阻造成的误差；

⑤读数误差；

减小误差的方法：

①PCB布线时要注意元器件可能产生的干扰和布线不规范产生的自激干扰；

②采用更高精度的仪器去测量；

③读数时采用正确的量程和读法。

5 实训心得体会

这次实训，收获蛮多的。这次实训可以分为几个部分，首先是查资料，收货蛮多的，在查资料的同时看到了很多专业书，突然发现蛮多专业书蛮好的，可以自己自学多一些知识。在查资料中也发现原来我们自己也可以自学很多东西。接着是画原理图，这个可是很关键，画原理图时要注意电位器的三个角的封装滑动端为3，所以画封装时管教应为132。画芯片封装时也要注意放在散热片上量距离，这样避免焊接时元器件距离不够，PCB图中变位器的封装要用3.8×3.8mm焊盘和1.5mm焊孔刚好。还有芯片的各个脚不要标错要不容易烧坏。

然后到PCB图的排布。这个要注意下，为了测量时方便几个插口都应该放在边缘位置，那个电位器也是放在边缘位置方便调节。然后那些大电容尽量不要太靠近芯片，然后尽可能把相同器件放一起，摆得整齐美观点，连线时也要注意尽量用直线，但是又要避免有直角，这次弄PCB图收获蛮多的，对PCB的应用也更加熟练。

接着到制版焊接过程，第一次制版感觉很新鲜。首先打印PCB图，上焊锡然后腐蚀，腐蚀后就钻孔，钻完孔把版洗干净然后涂上一层松香就好了。接着就到焊接了，焊接时注意二极管和电容正负极，否则电容装反了会发生爆炸的。

最后到了调试验收了。调试主要就自己测下电压输出是不是达到预期要求，纹波电压在要求范围不。验收前一定要把整个实训原理弄懂。在这里总结下这次老师验收时回答的问题。

（一）介绍下IN4007二极管。首先它是个塑封的整流二极管，不是稳压。它有几个特点，

正向导通电压降低，导通电流高，泄露电流低，过载电流高，成本低。这次实训中用的两个IN4007管D5和D6作用是在C7，C8短路时保护稳压芯片。（二）C1，C2，C3，C4这几个电容是怎么工作有什么作用。用电容储能作用滤除交流分量而保留直流成分能，并把部分能量存储起来利用。利用电容两端电压不能跃变的特性，使负载电压波形平滑，从而达到滤波作用。大电容还能抑制低频干扰，小电容抑制高频干扰。（三）至于整流过程。前面介绍硬件特性时介绍了。（四）J1插口的电压怎么算。U。=1.25×（1+Rp/R5）。答辩过程中也学到了很多东西，老师问了之后，才知道自己哪些方面理解得不透彻,哪些还需要再弄明白。同时对这次实训认识也更加深入。

总之第一次自己动手做板子，感觉很不错，很新鲜，很有成就感，同时动手能力也得到了加强。

6 参考文献

[1]童诗白，华成英. 模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社，1992

[2]李长俊.模拟电子技术.北京：科学出版社，2012

[3]陈俊。电子基础实训教程。北京：邮电大学出版社，2011.4

[4]孙余凯，吴鸣山，项琦明。电子技术基础与技能实训，北京：电子工业出版社，2012.4

附录

附录1：元件明细表

附录2:电路原理图

附录3：PCB图

 

第二篇：模拟电子技术实习报告

《模拟电子技术》

实习报告

姓    名：     

专业班级：     电气1331       

指导老师：    

地    点：     第一实训楼    

时    间： 20##.5.26—20##.5.30

模拟电子技术实习报告