电子元器件调研与系统设计报告
指导教师评语 考勤（10）
守纪（10） 报告（30） 作品（30） 答辩（20） 总成绩（100） 专 业：电气工程及其自动化 班 级： 电气 1102 姓 名： 学 号： 指导教师：
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2013 年 7月 11日
题目：直流稳压电源的设计与制作
一、设计目的
1. 使同学对电子器件与电子系统设计有一定的基本了解，提高同学对电子技术相关知识学习的积极性，培养大家的动手能力。 2. 学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
3. 深化所学理论知识，培养综合运用能力，增强独立分析与解决问题的能力。
二、设计任务
1. 设计一个可调的直流稳压电源，其主要技术指标要求如下：
输入（AC）：Ui=220V，f=50Hz； 输出直流电压：Uo=3V，Uo=5V；
2. 设计电路结构，画出电路原理图，并对其进行分析 。
3. 选择电路元件，计算确定元件参数，用multisim软件对其进行仿真。
4. 完成直流稳压电源的实物制作，对其主要功能和性能参数进行调试和测试。
三、市场调研
表1 市场调研统计
序号
名称
规格 20W 24V
1
电源变压器
9W 24V 5W 9V LED发光
2
二极管
1N4001 单向高压 102
3
滑动变阻器
103 104 10uF 100uF
4
电解电容
1000uF 450uF 1800uF
单价/元 16 10 8 0.03 0.04 0.5 0.01 0.01 0.01 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2
选择 否 是 否 否 是 否 否 是 否 否 是 否 是 否
调研地点 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城
1
序号
5 6 7 8 9 10 11 12
名称 稳压器
译码器
反相器
数码管
IC插座
电位器
开关 电路板
规格 LM2596 LM317 LM2940 74LS48 74LS138 74LS148 74LS00 74LS20 0.36寸4位共阳 0.56寸1位共阴
16p 14p 8p 3296W103 3296W104 八角形复位按键 双排六脚 5*7cm 10*15cm 9*15cm
单价/元 1 0.5 1 1 1 1.5 1 1.5 1.5 0.5 0.1 0.1 0.2 0.5 0.5 1 0.1 0.2 3 1
选择 否 是 是 是 否 否 是 否 否 是 是 是 否 是 否 否 是 否 是 否
调研地点 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城 西北电子商贸城
四、主要功能
电源可分为交流电源和直流电源，它是任何电子设备都不可缺少的组成部
分。交流电源一般为220V、50Hz电源，但我们所使用的大多数电子设备中，如收音机、带微处理器的设备等，几乎都必须用到直流稳压电源来使其正常工作，而最常用到的，是能将交流电网电压转换为稳定直流电压的直流电源。所以直流稳压电源在电子设备中起着重要的作用，为设备能够稳定工作提供保证。
我们所制作的可调直流稳压电源，就是将220V、50Hz的电力网交流电压
变换成电子设备中所需要的低电压小功率的稳定的直流电源电压。输出电压有3V和5V可调，并由数码管显示。
五、方案
1. 电源变压器： 是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路。
2. 整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。 3. 滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而
2
得到比较平滑的直流电压。
4. 稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。
六、电路
直流稳压电源的总体电路原理图如下：
图1 总体电路原理图
电源变压器将电网电压220V、50Hz变换为所需的交流电压；我们用的是9W单24V的电源变压器，将220V交流电变为24V的交流电。整流是将变压器的次级交流转换为单向脉动直流；我们用的是四个1N4001的整流二极管，组成整流电路。滤波是将整流后的波纹滤除，我们通过加一个450uF的大电解电容，进行滤波。由于经过整流滤波后的直流电源仍不稳定，会随着电网电压或负载的大小而变化，故再加稳压器稳压，得到一个波纹小，不随电网电压或负载大小而变化的稳定直流电源；我们用的是可调式三端稳压器LM317进行稳压。最后通过数码管显示输出电压；我们采用直插74LS48译码器、直插74LS00与非门和七段数码管来完成。
1. 整流电路—单相桥式整流电路
对于整流电路，常用的有一下四种：半波整流、全波整流、桥式整流和倍压整流。
我们采用的是二极管单相桥式整流电路，电路图如下：
3
图2 单相桥式整流电路
利用二极管的单向导电性，在u2的正半周内，二极管D1、D3导通，D2、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周 内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。
2. 滤波电路—电容滤波电路
在整流电路的输出端，即负载电阻RL两端并联一个电容量较大的电解电容C，则构成了电容滤波电路（并联滤波电路）。
电路及输出波形如下所示：
图3 单相桥式整流电容滤波电路及波形
3. 稳压电路
1，2脚之间为1.25V的基准电压，为保证稳压器的输出性能，R1应小于240欧姆。改变R2的阻值即可调整稳压电压值。D1，D2用于保护稳压器LM317。输出电压U0=1.25*（1+R2/R1）。
4. 数码管显示
数码管显示是通过一个双刀双掷开关，一个74ls48芯片进行译码，和一个74ls00芯片实现。Lm2940给两个芯片供电，同时给开关提供‘1’和‘0’的信号。当开关打在5v档位时输出信号为0101，当开关打在3v档位时输出信号为0011。输出信号传送到74ls48芯片，74ls48芯片进行译码，在相应管脚输出高电平，点亮数码管。
数码管显示的电路原理图如下：
4
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