第一篇:模電課程設計心得(推薦)
時間總是過得很快,經過一周的課程設計的學習,我已經自己能制作一個高保真音頻功率放大器,這其中的興奮是無法用言語表達的。
學習模電這段時間也是我們一學期最忙的日子,不僅面臨著期末考試,而且中間還有一些其他科目的實驗,更為緊急的是,之前剛做完protel99的課程設計,本周必須完成模電的課程設計。任務對我們來說,顯得很重。昨天剛考完復變,為了盡快完成模電的課程設計,我一天也沒歇息。相關知識缺乏給學習它帶來很大困難,為了盡快掌握它的用法,我照著原理圖學習視頻一步一步做,終于知道了如何操作。
剛開始我借來了一份高保真音頻功率放大器的電路原理圖,但離實際應用差距較大,有些器件很難找到,后來到網上搜索了一下相關內容,順便到學校圖書館借相關書籍,經過不斷比較與討論,最終敲定了高保真音頻功率放大器的電路原理圖,并且詢問了兄弟班關于元器件的參數情況。為下步實物連接打好基礎。
在做電路仿真時,我畫好了電路原理圖,修改好參數后,創建網絡列表時系統總是報錯,無論我怎樣修改都不行,后來請教同學,他們也遇到了同樣的困惑。任何事情都不可能是一帆風順的,開始是創建網絡表時出現問題,后來是沒有差錯但出來的仿真波形不是預計中的,這確實很難修改。輸出時仿真波形總是一條直線,我弄了一晚上也找不出原因,整個人也顯得焦躁不已。
接下來,開始了我們的實物焊接階段。之前的電工實習讓我簡單的接觸到了焊接實物,以為會比較輕松,但實際焊接起來才發現此次與電工實習中的焊接實物有很大的不同,要自己對焊板上元件進行布置和焊接電路元件連線,增加了很大的難度。由于采用了電路板,為了使步線美觀、簡潔,還真是費了我們不少精力,經過不斷的修改與討論,最終結果還比較另人滿意。
經過這段課程設計的日子,我發現從剛開始的matlab到現在的pspice,不管是學習哪種軟件,都給我留下了很深的印象。由于沒有接觸,開始學得很費力,但到后來就好了。在每次的課程設計中,遇到問題,最好的辦法就是問別人,因為每個人掌握情況不一樣,不可能做到處處都懂,發揮群眾的力量,復雜的事情就會變得很簡單。這一點我深有體會,在很多時候,我遇到的困難或許別人之前就已遇到,向他們請教遠比自己在那冥思苦想來得快。
雖然最終實物做出來了,但這并不是我一個人做出來的。通過這次課程設計,我明白了一個團隊精神的重要性,因為從頭到尾,都是大家集體出主意,來解決中間出現的各種問題。從原理圖的最終敲定,到波形的仿真,到元器件的選擇與購買,到最后實物的焊接與調試,這都是大家分工合作的結果,正是因為大家配合得默契,每項工作都完成得很棒,銜接得很好,才使我們很快的完成了任務。
盡管現在只是初步學會了高保真音頻功率放大器設計,離真正掌握還有一定距離,但學習的這段日子確實令我收益匪淺,不僅因為它發生在特別的時間,更重要的是我又多掌握了一門新的技術,收獲總是令人快樂,不是嗎?
模電課程設計心得(2):
作為一名金屬材料與熱處理專業的學生,我覺得能做這樣的課程設計是十分有意義。在已度過的兩年大學生活里我們大多數接觸的是專業基礎課。
我們在課堂上掌握的僅僅是專業基礎課的理論面,如何去面對現實中的各種熱處理工藝設計?如何把我們所學到的專業基礎理論知識用到實踐中去呢?
我想做類似的作業就為我們提供了良好的實踐平臺。在做本次課程設計的過程中,我感觸最深的當屬查閱了很多次設計書和指導書。
為了讓自己的設計更加完善,更加符合工藝標準,一次次翻閱熱處理方面的書籍是十分必要的,同時也是必不可少的。通過這次課程設計我也發現了自身存在的不足之處,雖然感覺理論上已經掌握,但在運用到實踐的過程中仍有意想不到的困惑,經過一番努力才得以解決。
通過這次設計,我懂得了學習的重要性,了解到理論知識與實踐相結合的重要意義,學會了堅持、耐心和努力,這將為自己今后的學習和工作鋪展了道路。另外,課堂上也有部分知識不太清楚,于是我又不得不邊學邊用,時刻鞏固所學知識,這也是我作本次課程設計的一大收獲。整個設計我基本上還滿意,由于水平有限,難免會有錯誤,還望老師批評指正。
第二篇:模電課程設計心得
在這次的模電課程設計中,我們對模電數電有了更清晰的認識。但是
在一開始看見題目的時候,還是比較頭疼的,不知道如何下手,但是隨著慢慢的摸索,思路慢慢的出現了。這之間變化還是蠻大的,從最開始的不愿意動手到后來的因為一個環節沒搞清楚而搞一晚上,這樣的大反差讓我們更進一步的了解了模擬電子技術這一門深奧而實用的課程。
課程設計本身要求將以前所學的理論知識運用到實際的電路設計當中去,在電路的設計過程中,無形中加深了我們對模擬電路和數字電路的了解及運用能力,對課本以及以前學過的知識有了一個更好的總結與理解;以前的模電實驗只是針對某一個小的功能設計,而此次課程設計對我們的總體電路的設計的要求更嚴格,這需要通過翻閱復習以前學過的知識確立了實驗總體設計方案,然后逐步細化進行各模塊的設計,進而一步步調試排除錯誤
老師提供了多種不同類型的題目,自動油煙控制報警器這個任務難度相對適中,難度系數也比較適合,因此我們選擇了這個題目。最初拿到題目之時,覺得無從下手,而且時間也的確非常緊迫。可能是由于模電數電這兩門,特別是數電這門課程學過很久了,內容有些生疏,不得不翻出以前的課本,大致的瀏覽一下,即使不成竹于胸,也能初步的了解。通過瀏覽,很多的知識因此回憶起來了。但是問題并沒有得到根本性的解決。首先,我只是知道此次的課程設計任務需要的一些集成芯片,例如電壓比較器、DA轉換器、數碼管等。但是并不知道如何把它們組合起來,組成一個系統的,模塊清晰,能夠很好完成功能的整體。于是我們上網搜,圖書館查閱資料,看書,問同學。終于能夠從整體上來把握。思路也逐漸的清晰了起來,整體的框架在我的腦海里慢慢的顯現。很快,便有了整體的方案。把這個任務分成幾個比較系統的模塊,分別是報警濃度設置和顯示模塊,比較控制模塊,煙霧傳感器輸入模塊,三極管開關,驅動模塊。接下來分別考慮了分塊電路的細節。最后如期的完成了初步的設計雛形。有了方案的指導,接下來的幾天就相對比較容易搞定,需要做的就是連接好電路,盡管這是一項依葫蘆畫瓢的步驟,但是要求的是絕對的用心和細致,稍有錯誤,就很難在錯綜復雜的線路中檢查出來,有時候就是一個小問題,卻會浪費了我們很多時間,這印證了一句話“細節決定成敗!”不管做的實驗有多么復雜或者多么簡單,我們都應該抱著一顆謹慎細致的心去完成它,遇到困難不毛躁,一個個排除,一定會得到我們想要的結果的。雖然只有短短一周的課程設計,但是我們有許多的感想,總結起來如下:我覺得在做任何事情之前都必須的有一個大的綱領,也就是一個方向和目標,好讓你不會走錯路和走彎路。當然,這個的前提是綱領是對的。就這里而言,也就是我們的設計方案了。不難看出,所有的東西都是圍繞著這個方案在進行的,那么我們就寧愿多花些時間在方案的完備性上,也就是常言道的“磨刀不誤砍柴工”。沒有準確的做好這一步,后面也無從談起。從事我們這一行的必須要有動手能力。有了方案,就必須能夠準確的實施,并且能夠在實施的過程中不斷的去糾正它,控制它,通過實驗結果的反饋來改進最初的方案,最終又能夠完善最初的方案,使之成熟。如果很好的保持了這樣一個良性的循環。做出來的方案又怎么會不夠完美呢?而且,動手的過程需要的是細致,耐心,準確。不要把這個過程當作是一個機械的操作,而是要帶著你的設計思想,在思考中行進。不怕做的慢,因為熟能生巧,多多練習即可加強熟悉程度。雖然此次并沒有在這個過程中遇到很大的困難,但是實際當中,動手能力是我們急需加強的一項技能。本次課程設計還讓我們認識到要有取有舍,考慮最適合而不是最優。現實中,只能是理論上的最優。而在實際的步驟中,就需要我們進行取舍,留下什么,去掉
什么,都是要求我們認真考慮的,我堅持的一個原則就是,從整體上考慮,在無法避免的情況之下,可以犧牲部分模塊的完備性來保證整體的實現和優化。當然,如果能夠找到一種替代的方案或者模塊,是最理想不過的了。
總的來說,這次的任務完成的不錯。學到了很多東西。使我對模擬數電這兩門課有了進一步了解。我過去沒有過自己設計實驗,所以鍛煉了我學習的主動性。把課堂上學到書本知識靈活的應用到了實際操作當中,同時,這讓我更深刻地認識到做事要細心、耐心,學會發現問題,敢于面對問題,思考如何解決問題。最主要的我想還是一個整體的思路而不是局限于一個部分。通過整體性能與部分模塊的博弈而選出最佳的方案。這才是最大的收獲。而從小的方面來說,通過此次的模電設計,能夠很好的理解到這個課程甚至是我們專業設計課程的大致思路與思想,為以后更多的課程設計奠定了基礎。
第三篇:模電課程設計
門鈴對講系統
課題名稱:門鈴對講設計
姓名: 何偉偉 專業: 電子信息科學與技術 班級: 2008-1 學號: 0801050107
指導教師:王桂海
信息科學與工程學院電子信息系
2010
年
07 月
05 日
門鈴對講系統
摘要:
本課題設計了一個以設計對講電路為核心的樓宇式門鈴對講系統。該門鈴對講系統主要短時間按鍵有效、用戶響鈴設計、電壓放大器設計、無輸出變壓器的功率放大器設計(OCL電路)、雙向對話模塊等組成。采用了LM386集成運放(由于仿真時Multisim軟件無法找到,故用分離元件代替)和OP07集成功放、JK鎖存器、繼電器、電阻、電容元件、直流電源及各種測量仿真器件等,實現了訪客用戶選擇、呼叫、雙向對講功能,同時還添加了按鍵亮燈指示、鍵盤熒光顯示及免打擾功能等,其靜態功耗可達0.5W, 真正實現了超低功耗,使該門鈴對講系統更加人性化和實用化。
與傳統的門鈴對講系統相比,該設計具有保真度高、可靠性高、可擴展性強、易操作性好等特點,可用于普通小區或樓宇使用。
關鍵詞:門鈴
樓宇
雙向對講
門鈴對講系統
前言
如今社會發展迅速,人民生活水平日益提高,早已超越滿足溫飽的需要,現在講究如何更好的生活,我國很大一部人分人居住小區,居民都希望有著良好的環境和安全感,過上更加安逸的生活。社區的發展需有這些基本條件才能吸引購買力,房地產發展商將面臨一些實際問題:對于如何保障社區的安全及在管理上的方便,即能保障發展商的利益又能保障居住社區人員的需求及安全感、歸屬感,這是一個新的課題,讓發展商去面對和解決好。小區門鈴對講系統方案設計,在保障資金投入合理的情況下讓社區形成一個安全、舒適的文明社區。另一方面,最近五年的時間內,隨著中國內地經濟的穩步發展,人民生活水平有了很大程度的提高,大量商品房推向市場。隨著商品房的大量推出,地產商直接的競爭也越來越激烈,要實現商品房的良好銷售業績,推向市場的樓盤開始需要有良好的概念才能在市場競爭中取得成功。于是智能小區的概念幾年前開始導入中國內地并迅速蔓延,以至于出現不是智能小區樓盤很難銷售的情況。
隨著城市的不斷發展,現代生活小區作為一種新穎的居家理念及物業管理模式越來越成為社會的需求及認同。智能樓宇管理和樓宇可視對講系統及產品的生產商應及時跟蹤市場需求,不斷創新,在各方面力求做到最好。智能建筑是未來建筑的發展方向,特別是隨著21世紀的到來,現代高科技和信息技術正在由智能大廈走向智能住宅小區,進而走進家庭。
技術方案比較:
(一)音頻運算放大器的選擇:
門鈴對講系統
方案一OP37為低噪聲高速精密運放,轉換速率很高,帶寬很大,適合做音頻放大,但它的價格高,成本大,故不采用。
方案二:OP07是一種高精度單片運算放大器,具有很低的輸入失調電壓和漂移。OP07的優良特性使它特別適合作前級放大器,放大微弱信號。使用OP07一般不用考慮調零和頻率問題就能滿足要求,價格低廉,故選此方案。
方案三:利用分立元件實現,即可以熟悉Multisim軟件,又可以對課本中有關三極管的知識加以鞏固,故優先選擇;
本課題設計重點、難點:
系統中如何正確分使用立元件完成特定功能關鍵;
分立元件中三極管、電阻、電容是構成所有電路的基礎,故能充分理解它的特性不是易事,這需要很扎實的基本功,否則實驗起來很浪費時間,就像筆者遇到的困難一樣,對于電壓放大倍數、飽和失真、截止失真、動態特性、靜態工作點的選取、互補功率放大器的設計、放大倍數計算、功率計算,由于失調電壓及失調電流的存在,運放輸入為零時輸出往往不為零。對于內部無自動穩零措施的運放需外加調零電路,使之在零輸入時輸出為零。對于單電源功電的運放,常需在輸入端加直流偏置電壓,設置合適的靜態輸出電壓,以便能放大正、負兩個方向的變化信號。電路自激震蕩的消除也是一個涉及的難點。
門鈴對講系統
目錄
第一章 總體設計思路
1.1總體描述與系統框架: 1.2設計框圖;第二章 有關樓宇和用戶的設計
2.1 確保短時間按鍵有效的設計 2.1用戶響鈴設計
第三章 對講電路的設計
3.1 電壓放大器設計 3.2 功率放大器設計
第四章 設計總結
4.1 實驗結論
4.2 參考文獻
4.2 實驗心得
第五章 附錄及說明
門鈴對講系統
第一章 總體設計
1.1總體描述與系統框架:
該門鈴對講系統的設計主要應用模擬電子技術和數字電子技術的知識,旨在實現樓宇門鈴對講功能。功能實現流程如下:
圖1-1 1.2設計框圖:用總實驗圖代替:
門鈴對講系統
第二章 有關樓宇和用戶的設計
2.1確保短時間按鍵有效的設計
課題選用JK鎖存器復位功能由異步JK觸發器的異步復位端控制。異步JK鎖存器的特性如下描述:
J=0,K=0,保持;J=0,K=1,置0;J=1,K=0,置1;J=1,K=1,翻轉;沒有時鐘觸發也是保持;
實驗圖如下:
原理:開關打向上為1,打向下為0,只要是按了(打向上),鎖存器就是所存起來,后來雖為0,但是它一直保持,故Q輸出一直為1,知道后來復位。
2.2 用戶響鈴設計
實驗圖如下:
門鈴對講系統
原理:按鈴前開關A處于斷開狀態,按鈴后開關接通,利用555定時器構成多諧振蕩器,其中利用了電容C3的充放電,電流的方向使得D1、D2輪流導通(二極管的單向導電性),充放電時構成回路的電阻不同其充放電時間也不一,電流大小不同,由喇叭發出聲音不同,有兩種叮、咚聲音,這就是用戶聽到的聲音。
結論:發出了咚聲音。
第三章 對講電路的設計
3.1電壓放大器: 實驗圖如下:
說明:本課題用0.3v電壓代替從話筒傳出的信號大小(經驗值),頻率用一千赫茲,聲音信號含有較多頻率成分,但是本放大器對一切頻率都有相同作用,說明了此放大器的實用性,門鈴對講系統
結論:電壓經放大之達到4.3v(由上圖示波器所示),使得信號傳到用戶時可以直接經功率放大器輸出。
3.2功率放大器:
實驗圖如下:
門鈴對講系統
結論:圖最右邊為Speker,阻值為8歐姆,圖中所示電壓值大小為4.3v,本課題采用互補式功率放大器,能克服交越失真,功率計算為:
p?u22R?4.322?8?1.1156w
由計算可得P=1.1156w,滿足了驅動聽筒的要求,故方案可行。
第四章 設計總結
4.1 實驗結論:
實驗每個部分均較理想,實現了相關功能,詳細請見每部分實驗圖
4.2 參考文獻:
童詩白 華成英 模擬電子技術基礎(第四版)高等教育出版社 1980年 4.3實驗心得
通過做本課題的內容,前前后后花費兩個星期,自知,內容較為簡單,但做起來并非如想象得那樣順利,每一個小小的錯誤(電容、電阻的大小)就會導致沒有結果,什么也沒有,故聯想到,要想學好本門課程知識,得從基礎抓起,先分立,后集成,只有這樣,才能為以后所學課程做好準備,同時,也堅定了自己要好
第五章 附錄及說明
(1)電壓放大器:純屬用三極管、電阻、旁路電容構成。
(2)低功率音頻放大:功率放大電路通常作為多級放大電路的輸出級。要求放大電路有足夠大的輸出功率,驅動揚聲器,使之發聲。
門鈴對講系統
(3)用戶選擇控制:方案可如下:
A/D轉換器、譯碼器、D/A轉換器構成,純屬數字電路課程內容,很容易即可實現,這里就不作為設計的內容,故略。
(4)電磁繼電器:
電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓,線圈中就會流過一定的電流,從而產生電磁效應,銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯,從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點(常開觸點)吸合。當線圈斷電后,電磁的吸力也隨之消失,銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置,使動觸點與原來的靜觸點(常閉觸點)釋放。這樣吸合、釋放,從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。
說明:繼電器在本課題中有用到,但是在軟件中無法找到適合本課題的電磁繼電器,原理很簡單(利用電流磁效應來工作),與模擬電路課程無直接關系,故可略去。
第四篇:模電課程設計
要求: 按照課程設計報告書的格式,要求有原理設計,元件選擇,原理仿真,電路設計,調試及測試,結果分析等。
作品在本學期考試結束后進行課程設計答辯之后交給老師。
模擬電子技術課程設計——小型模擬電子系統設計與制作,參考題目如下:
1.多路輸出直流穩壓電源的設計與制作
要求設計制作一個多路輸出直流穩壓電源,可將220V/50HZ交流電轉換為多路直流穩壓輸出:+12V/1A,-12V/1A,+5V/1A,-5V/1A,+5V/3A及一組可調正電壓。
2.高保真音頻功率放大器的設計與制作
要求設計制作一個高保真音頻功率放大器,輸出功率10W/8Ω,頻率響應20~20KHZ,效率>60﹪,失真小。
3.函數發生器的設計與制作
要求設計制作一個方波-三角波-正選波發生器,頻率范圍 10~100 Hz,100 Hz~1 KHz,1KHz~10 KHz;正弦波Upp≈3v,三角波Upp≈5v,方波Upp≈14v,幅度連續可調,線性失真小。
4.水溫控制系統的設計與制作
要求設計制作一個可以測量和控制溫度的溫度控制器,測量和控制溫度范圍:室溫~80 °C,控制精度 ± 1 °C,控制通道輸出為雙向晶閘管或繼電器,一組轉換接點為市電220v,10A。
5.雙工對講機的設計與制作
采用集成運放和集成功放及阻容元件等構成對講機電路,實現甲、乙雙方異地有線通話對講;用揚聲器兼作話筒和喇叭,雙向對講,互不影響;電源電壓+9v,功率≤0.5W,工作可靠,效果良好。
第五篇:模電課程設計
安陽師范學院
綜合設計性實驗報告
課程名稱 模擬電子技術課程設計 實驗名稱 串聯型直流穩壓電源 學生學院 物理與電氣工程學院 專業班級 11級自動化2班 學 號
111102063
學生姓名 劉晨陽
指導教師 馮麗娜
2012 年12 月13日
一、題目名稱:串聯型直流穩壓電源
要求:設計并制作用晶體管和集成運算放大器組成的串聯型直流穩壓電源。指標:
1、輸出電壓6V、9V兩檔,正負極性輸出;
2、輸出電流:額定電流為150mA,最大電流為500mA;
3、紋波電壓峰值▲Vop-p≤5mv;
二、方案設計及電路框圖
1、方案比較
方案一:如圖1,先對輸入電壓進行降壓,然后用單相橋式二極管對其進行整流,整流后利用電容的充放電效應,用電解電容對其進行濾波,將脈動的直流電壓變為更加平滑的直流電壓,穩壓部分的單元電路由穩壓管和三極管組成(如圖2),以穩壓管D1電壓作為三極管Q1的基準電壓,電路引入電壓負反饋,當電網電壓波動引起RL兩端電壓的變化增大(減小)時,晶體管發射極電位將隨著升高(降低),而穩壓管端的電壓基本不變,故基極電位不變,所以由可知將減小(升高)導致基極電流和發射極電流的減小(增大),使得R兩端的電壓降低(升高),從而達到穩壓的效果。負電源部分與正電源相對稱,原理一樣。
圖1 方案一的穩壓部分電路
方案二:經有中間抽頭的變壓器輸出后,整流部分同方案一一樣采用四個二極管組成的單相橋式整流電路,整流后的脈動直流接濾波電路,濾波電路由兩個電容組成,先用一個較大阻值的電解電容對其進行低頻濾波,再用一個較低阻值的陶瓷電容對其進行高頻濾波,從而使得濾波后的電壓更平滑,波動更小。濾波后的電路接接穩壓電路,穩壓部分的電路如圖3所示,方案二的穩壓部分由調整管,比較放大電路,基準電壓電路,采樣電路組成。當采樣電路的輸出端電壓升高(降低)時采樣電路將這一變化送到A的反相輸入端,然后與同相輸入端的電位進行比較放大,運放的輸出電壓,即調整管的基極電位降低(升高);由于電路采用射極輸出形式,所以輸出電壓必然降低(升高),從而使輸出電壓得到穩定。
圖2 方案二穩壓部分單元電路
對以上兩個方案進行比較,可以發現第一個方案為線性穩壓電源,具備基本的穩壓效果,但是只是基本的調整管電路,輸出電壓不可調,而且輸出電流不大,而第二個方案使用了運放和調整管作為穩壓電路,輸出電壓可調,功率也較高,可以輸出較大的電流。穩定效果也比第一個方案要好,所以選擇第二個方案作為本次課程設計的方案。
2、電路框圖
整體電路的框架如圖3,先有22V-15V的變壓器對其進行變壓,變壓后再對其進行整流,整流后是高低頻的濾波電路,最后是由采樣電路、比較放大電路和基準電路三個小的單元電路組成的穩壓電路,穩壓后為了進一步得到更加穩定的電壓,在穩壓電路后再對其進行小小的率波,最后得到正負輸出的穩壓電源。
圖3 串聯型直流穩壓電路方框圖
(1)變壓器的設計和選擇
本次課程設計的要求是輸出正負9伏和正負6伏的雙電壓電源,輸出電壓較低,而一般的調整管的飽和管壓降在2-3伏左右,而 12-3=9V為輸出最大電壓,6V 為最小的輸入電壓,以飽和管壓降 為3伏計算,為了使調整管工作在放大區,輸入電壓最小不能小于12V,故可以選擇220V-15V的變壓器
(2)整流電路的設計及整流二極管的選擇
由于輸出電流最大只要求500mA,電流比較低,所以整流電路的設計可以選擇常見的單相橋式整流電路,由4個串并聯的二極管組成,具體電路如圖4所示。
圖4 單相橋式整流電路
二極管的選擇:當忽略二極管的開啟電壓與導通壓降,且當負載為純阻性負載時,我們可以得到二極管的平均電壓為 0.9V 其中15V為變壓器次級交流電壓的有效值。我們可以求得 U0=15×0.9=13.5v。
對于全波整流來說,如果兩個次級線圈輸出電壓有效值為15V,則處于截止狀態的二極管承受的最大反向電壓將是15×錯誤!未找到引用源。,即為21.1V。考慮電網波動(通常波動為10%,為保險起見取30%的波動),最大反向電壓應
27.4V。在輸出電流最大為500mA的情況下我們可以選擇額定電流為1A,反向耐壓為1000V的二極管IN4007。
(3)濾波電容的選擇
當濾波電容偏小時,濾波器輸出電壓脈動系數大;而偏大時,整流二極管導通角θ偏小,整流管峰值電流增大。不僅對整流二極管參數要求高,另一方面,整流電流波形與正弦電壓波形偏離大,諧波失真嚴重,功率因數低。所以電容的取值應當有一個范圍,由前面的計算我們已經得出變壓器的次級線圈電壓為15V,當輸出電流為0.5A時,我們可以求得電路的負載為30 歐,我們可以根據濾波電容的計算公式:
來求濾波電容的取值范圍,其中在電路頻率為50HZ的情況下,T為20ms則容的取值范圍為1250-2083uF,保險起見我們可以取標準值為2200uF額定電壓為35V的鋁電解電容
(4)穩壓電路的設計
穩壓電路組要由四部分構成:調整管,基準穩壓電路,比較放大電路,采樣電路。當采樣電路的輸出端電壓升高(降低)時采樣電路將這一變化送到A的反相輸入端,然后與同相輸入端的電位進行比較放大,運放的輸出電壓,即調整管的基極電位降低(高);由于電路采用射極輸出形式,所以輸出電壓必然降低(升高),從而使輸出電壓得到穩定。由于輸出電流較大,達到500mA,為防止電流過大燒壞調整管,需要選擇功率中等或者較大的三極管,調整管的擊穿電流必須大于500mA,又由于三極管CE間的承受的最大管壓降應該大于12-6=3V,考慮到30%的電網波動,我們的調整管所能承受的最大管壓降應該大于10V,最小功率應該達到 10×0.5=5W。綜合以上參數,我們可以選用功率三極管TIP41,它的最大功率為60W,最大電流超過6A,所能承受的最大管壓降為100V,遠遠滿足調整管的條件。負極的調整管則選擇與之相對應的的中功率三極管TIP42。基準電路由1個4.3v IN4731A的穩壓管進行穩壓和4.7KΩ的保護電阻組成。由于輸出電壓要求為6伏和9伏,如果采樣電路取固定值則容易造成誤差,所以采樣電阻最好應該做成可調的,固采樣電路由兩個電阻和一個可調電阻組成,根據公式:
如上圖,把R2= 10Ω(相當于公式中的R1),R7=1kΩ(相當于公式中的R2),R3=620Ω,錯誤!未找到引用源。=4.3V代入以上公式可求的電路的輸出電壓為4.255-11.118V。可以輸出6V和9V的電壓,運放選用工作電壓在12V左右前對電壓穩定性要求不是很高的運放,由于LM358的工作電壓可達+15V~-15V,范圍較大,可以用其作為運放,因為整流后的電壓波動不是很大,所以運放的工作電源可以利用整流后的電壓來對其進行供電。為了使輸出電壓更穩定,輸出紋波更小,需再對輸出端進行再次濾波,可在輸出端接一個47uf的電解電容,這樣電源不容易受到負載的干擾。使得電源的性質更好,電壓更穩定
(5)保護電路
過流保護電路能夠在穩壓管輸出電流超過額定值時,限制調整管發射極電流在某一數值或使之迅速減少,從而保護調整管不會因電流過大而燒壞。在過流時使調整管發射極電流迅速減小到較小數值的電路,稱為截流型過流保護電路。如下圖(a)所示為截流型過流保護電路,T1為調整管,Ro為電流采樣電阻,它與T2,R1和R2構成保護電路,當Io增大,UBE2將隨之增大。未過流時,UBE2< Uon,使T
2截止。當Io增大到一定數值或輸出端短路時,T2導通,對調整管T1的基極分流,使Io減少,從而導致輸出電壓Uo減少;此時雖然UB隨Uo的下降而下降,但是Uo下降的幅值大于UB,使得T2的電流進一步增大,T1的電流進一步減少,最終減少到較小數值。輸出特性如下圖(b)所示。通常,在截流型過流保護電路啟動后,均有一個正反饋過程,使輸出電流迅速減少。
四、總體的電路圖
五、電路的調試及仿真數據
正負輸出的可調的最大值和最小值電壓數據如下圖:
理論值為4.215-11.117V,而實際的測量值存在很小的誤差,原因是由于可調電阻的實際調節范圍偏大,導致輸出電壓偏大。
調節可變電阻,可以得到課程設計所要求輸出的6V和9V的電壓,仿真數據如上。
電壓的直流電波形為標準的直線,達到設計的要求 而實際測量時也是這樣,輸出波形基本為一條直線
電路輸出紋波波形紋波電壓在1.8mV左右,比要求的5mV要低,而實際測量時,紋波的電壓只有0.9mV,遠遠低于所要求的5mV,所以符合要求。
六、總結
本課程設計運用了模擬電路的基本知識,通過變壓,整流,濾波、穩壓等步驟,總結如下:
優點:該電路設計簡單。輸出電壓穩定,紋波值小,而且使用的元件較少,經濟實惠,輸出功率大,調整管可承受的范圍也很大,也有保護電路,當電路由于偶然原因出現較大的電流時,有可能造成損害,所以使得電路故障率降低了。
缺點:對電阻的選擇,我們有的極端,只因沒有1.5歐電阻了,所以這個電路中的R4=R12=1.5歐的電阻用兩個4.7歐的電阻并聯得到,與實際有點不符。
改進:可以在穩壓電路那里接一個調整管的安全工作區保護電路。這樣可使調整管既不因過電流而燒壞,又不因為過壓而擊穿。保護電路將更好!
心得體會:通過這次課程設計,我對于模電知識有了更深的了解,尤其是對與線性直流穩壓電源方面的知識有了進一步的研究,希望以后有空還是再做做開關直流電源,讓自己更熟悉這方面的知識。理論與實踐得到了很好的結合,在做仿真實驗時很成功,但是仿真還是存在一定的錯誤,需要自己再耐心的思考和修改!而這個過程中跟組員合作也是一個合作能力的培訓,曾我們大家的意見不一致時大家不停地爭論,而最后還是能得到最完美的結論!同時在做課程設計過程中,遇到不懂的地方,又讓我們明白到請教的重要性!所以很感謝師兄的指導。