课程设计集成直流稳压电路设计、方针和测试.doc

电子线路课程设计总结题目：集成直流稳压电路设计、方针和测试学 院： 电子工程学院专 业： 电子信息工程学 号： 201012701147姓 名： 庞怀钊指导教师： 黄国现2010年 12 月20日<<电子线路课程设计>>总结专业： 电子信息工程 学号：201012701147 姓名：庞怀钊一、 设计电路原理图及工作原理1、电路原理图：图1设计电路原理图（以下简述工作原理） 2、工作原理的简述： 集成芯片IC LM317内部具有直流稳压电源电路的基本功能，外围电路简单。 交流电压经二极管D1-D4进行桥式整，经过大容量电容C1滤波，进入集成稳压芯片LM317，完成电压稳定输出，实现交流电压转为稳定的直流电压。 C2(0.1uF)为高频滤波电容，由于电源滤波电容对高频信号阻抗产生的压降对放大器回路形成反馈，稳定高频放大器倍数，消除振荡。 D5和D6（IN4007）为保护二极管，当断电时形成反向电流冲击芯片LM317，保护 芯片不受损坏。 Q1 、R2和C4构成软启动，输出电压慢慢升高，以免冲击芯片和外接其他电器，R2和C4大小决定启动时间长短。 改变可调电阻RW,可改变输出端直流电压的大小。二、电路仿真及结果1、仿真软件简要介绍Multisim10是一种以Windows为基础的仿真工具，它具有丰富的仿真分析能力，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。（1）Multisim10的主要特点：直观的图形界面、丰富的元器件、强大的仿真能力、丰富的测试仪器、提供了许多分析功能；（2）常用的虚拟仪器有：万用表、波形发生器、瓦特表、示波器、波特图图示仪、字元发生器、逻辑分析仪逻辑转换仪、失真度分析仪、频谱仪、网络分析仪等。（3）Multisim10的基本界面：仿真电源开关菜单栏工具栏元器件栏仪器仪表栏电路工作区状态栏图2 Multisim10的工作界面2、仿真电路图图2 仿真电路图3、仿真结果（将带仿真数据或曲线的虚拟仪器界面截图后粘贴） （1）万用表XMM2置于直流电压，整流滤波直流电压： 的测试结果XMM2图 （2）万用表XMM1置于直流电压，调节可调电阻，测试并分别记录当直流电压最大值和最小值时XMM1的值： Vmax的测试XMM1图 Vmin的测试XMM1图 （3）调节可调电阻，使万用表XMM1的读数约为7V，即；将输入交流电压调为10V，并记录XMM1的值，即；再将输入交流电压调为20V，并记录XMM1的值，即，计算： 的测试结果 的测试结果 的测试结果= 1.87% （4）当可调电阻为最大值和最小值时：当可调电阻最大值时： 当可调电阻最小值时： 三、电路板设计制作过程1、软件简要介绍Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源-地层和16个机加工层。（1）Protel 99 SE的系统组成：按照系统功能来划分，Protel99se主要包含电路原理设计部分和电路仿真与PLD部分俩大部分。（2）Protel 99 SE的功能特性：开放式集成化的设计管理体系、超强功能的、修改与编辑功能、强大的设计自动化功能。（3）Protel 99 SE的工作界面：Protel 99 SE的工作界面（SCH）Protel 99 SE的工作界面（PCB）它具有以下三个功能特性：1、开放式集成化的设计管理体系 2、超强功能的、修改与编辑功能 3、强大的设计自动化功能 2、PCB图设计要求和注意事项(1) PCB图的尺寸大小要适中；布线时要按核心元件来布线，所有元件按水平或垂直方向 布置(2) 确定每个元件在板上的位置，位置合理，均匀紧凑，排列美观整齐，充分利用空间，把相关的元件尽量放得靠近些。(3) 引出端J1、J2要布置在电路板的边缘，设计时电路板要预留散热片所占足够空间，要 安装在电路板边缘，散热片朝外(4) 可调元件应布置在可调位置，带调节杆的元件，调节杆朝外放置，便于调节。(5) 输入端、输出端、电源端等引出端布置在PCB板边缘，便于测试。(6) 焊盘的形状和尺寸大小合适，焊盘外径大于80mil(7) 连线的宽度一般要大于60mil，连线之间的距离不能靠的太近，连线尽可能短，连线的拐弯处应取圆弧形，不能用直角(8) 多圈可调电阻RW使用时两边任意引脚与中间引脚连接起来。电源布线很关键，走线 尽可能短，可以采用飞线(9) 布置地线非常重要，所有元件接地线要按电流方向落地，不能交叉顺序混乱，最后汇 总大电容C1端(10) 在PCB板布线面空白处添加自己的学号，日期等信息，注意要镜像。(11) 要多次修改PCB图，并对照电路图认真检查，确定无错误之后才能进行制板。3、PCB板制作过程打印PCB图用热传印纸裁剪PCB图纸留些边距根据PCB图大小裁剪敷铜板，留些边距将剪好的PCB图纸对贴住电路板铜敷面，用单面胶固定住一端钻孔时，先钻小孔，后钻大孔用细砂纸轻擦敷铜板表面，并用纸擦干净腐蚀电路板，腐蚀好后，用水冲洗干净等到冷却后，用冷水冲洗出热传印纸过板时，固定端先过板均匀涂上松香水保护电路板铜敷面，以防氧化修剪打磨电路板，将四角和多余的边修剪并打磨用细砂纸轻擦敷铜板表面上的保护膜（粉墨）结 束4、电路板安装要求和注意事项熟悉元器件实物，对应电路板找到元器件应该所放置的位置；一般元器件装焊顺序依次为：电阻器、电容器、二极管、三极管、集成电路、大功率管，其它元器件为先小后大；芯片与底座都是有方向的，焊接时，要严格按照PCB板上的缺口所指的方向，使芯片，底座与PCB三者的缺口都对应，芯片在安装前最好先两边的针脚稍稍弯曲，使其 有利于插入底座对应的插口中； 焊接时，要使焊点周围都有锡，将其牢牢焊住，防止虚焊； 在焊接圆形的极性电容器时（一般电容值都是比较大的），其电容器的引脚是分长短的，以长脚对应“+”号所在的孔；电位器也是有方向的，其旋钮要与PCB板上凸出方向相对应，取电阻时，找到所需电阻后，拿剪刀剪下所需数目电阻，并写上电阻，以便查找。焊接集成电路时，先检查所用型号，引脚位置是否符合要求。焊接时先焊边沿对脚的二只引脚，以使其定位，然后再从左到右自上而下逐个焊接；对引脚过长的电器元件（如电容器，电阻等），焊接完后，要将其剪短；当电路连接完后，最好用清洗剂对电路的表面进行清洗，以防电路板表面附着的铁屑使电路短路。焊接上锡时，锡不宜过多，当焊点焊锡锥形时，即为最好。5、设计制作结果图3 作品PCB图图4 作品实物图正面图5 作品实物图背面四、调试测试及结果（讲义中测试部分的全部内容含数据）1、仪器 变压器2个、万用表（MF-10）、数字万用表、负载电阻等。2、测试内容方法和步骤 认真检查安装好的电路板，电阻阻值是否对，二极管和电解电容有没有接反，芯片有无错误，连线有没有短路，有没有虚焊，整体布线是否完整。检查无误后，可以进行测试。按下图进行自耦变压器1降压变压器2测试电路板负载电阻RLVo直流电压交流电压 Vi220V交流输出可调0250V 将自呕变压器输出调到220V,降压变压器2调到输出为15V。测量数据A、 用万用表直流电压档测量整流滤波后的直流电压：= 18VB、 测量输出直流电压变化范围 在输出端接入负载电阻。用万用表直流电压档测量输出端直流电压，调节可调电阻，找出输出最小值和最大值。 最小值：= 1.3V 最大值：= 16V测量输出端纹波电压Vs(即交流电压) 在输出端接入负载电阻，调节可变电阻，使输出电压为最小值和最大值的中间值，用数字万用表交流档测量此时输出端交流电压 = 7.35V 0.23V测量电流调整率 在第步中已经调节好的输出电压中间值= 7.35V 断开负载电阻，用万用表测量此时的输出电压= 7.35V计算电压调整率 0%测量电压调整率 接入负载电阻，先调节好输出电压中间值 7.35V调节自耦变压器1，将市电电压调到198V，用万用表测量此时的输出电压= 7.35V调节自耦变压器1，将市电电压调到242V，用万用表测量此时的输出电压 = 7.35V 计算电压调整率 = 0 五、心得体会 动手实践和理论学习，在能力的培养时，一样重要。光有理论学习，没有动手实践等于没有实际意义，反之，亦然。 在开始动手做这一次实验之前，我是举足无措的。开始不知道怎么做，但是我知道先仿真，其次画原理图，再画PCB图、打印蜡纸、做板，最后焊接、测试。在基地那么久也没有学到什么，感觉挺惭愧的。但是我想大家都和我差不多的，Protel99SE没有学会用，之前我也自学了Protel99SE,主要是看视频教程。在基地也没有培训过，上实训课，老师简单的介绍后，我再次努力地学习。在基地，我看师兄们做板后，我也学会了打印蜡纸、做板、焊接、测试。结果，我惊奇地发现，我一下子学会了，自己觉得很欣慰。 大约是2012年5月5日，我就把作品做出来了，最后又测试了。在基地里，我用信号发生器输出20VPP作为输入，测量输出结果是直流3.0V7.1V。我也帮其他同学测试过，他们有错误的，我也检查出了一些。在这过程中，感觉到自己对电子越来越有兴趣了。其实，在做这些作品期间，我遇到了不少的困难，当我有疑惑的时候，我就请教基地里许多的师兄们，他们都很热心地帮助我。特别是，在画PCB图时出现了许许多多的问题。在这里，我就不详细列出了。结果，我的作品还是很顺利地完成。 我的第一个作品，其实我觉得不是很美观，就在去买了元器件自己再做了一个。第二个作品还是比较令我满意的，不过焊接不是很美观，但是我相信在未来的时间里，我会把我的手工焊接技术提高到一定高的水平。 动手实践才是能力的培养。 2012年5月20日