直流稳压电源设计实验报告

电气工程系电子信息工程技术专业

题目：直流稳压电源设计

学生：现华班号：电信一班学号：100222101013

指导教师:

一、设计题目

题目：直流稳压电源设计

二、设计任务：

设计并制作用晶体管、电阻器、电容组成的直流稳压电源。

指标：1、输入电压：

2、输出电压：3- 6V、6-9V、9-12V三档直流电压；

3、输出电流：最大电流为1A；

4、保护电路：过流保护、短路保护。

三、理电路和程序设计：

一电路原理方框图：

图1.1

四、原理说明：

(1)选用集成稳压器构成的稳压电路，

选用可调三端稳压器LM317，其特性参数Vo=(1.2V~37V),Iomax=1.5A,最大输入、输出电压差（Vi-Vo）max=40V。符合本任务的基本要求。

(2)选电源变压器

集成稳压电源的输出电压Vo即是此电路的输出电压。稳压器的最大允许电流ICM〈Iomax，输入电压根据公式

Vomax+(Vi-Vo)min≤Vi≤Vomin+(Vi-Vo)max可求出其围为12V≤Vi≤43V。故副边电压取V2=12V，副边电流取I2=1A变压器的副边输出功率为P2≥V2 I2 =12W，由下表可得变压器的效率为0.7。则原边输入功率P1>P2/η=17W。为留有余地，选取功率为20W的变压器。

图1.2

(3)选整流二极管及波电容

整流二极管D选IN4001，其极限参数为VRM≥50V，IF=1A，满足要求。滤波电容C可由纹波电压△Vop-p和稳压系数来确定。由式Vi=△Vop-pVi /VoSv得△Vi =2.2V，由式C=Ict/△Vi=Iomaxt/△Vi得C=3636μF。电容C的耐压应大于17V，故取2只2200μF/25V的电容相并联。

(4)电阻RP1的取值

由式Vo=(1+Rp1/R1)1.25，取R1=240Ω，则RP1=336Ω时输出电压为3V，RP1=1.49Ω时输出电压为9V ，故取4.7KΩ精密线绕可调电位器。当RP1阻值调至最小端时输出电压为1.25V，当阻值大于1.5KΩ后输出电压不会继续增大，使用Multisim9仿真时为13V,但实际测试时为10V左右。

五、设备清单：

名称数量备注

二极管 4 IN4007

电解电容 2 220μF

电解电容 1 110μF

电容 1 1000PF

电阻 1 240Ω五色环精密电阻，功率0.5W

电位器 1 4.5 KΩ精密线绕可调电位器

集成稳压IC 1 LM117

图1.3

六、电路原理图

（1）

（参考图1.4）

（2）实际设计电路图

图1.5直流稳压总电路图

七：制板(protel下原理图和PCB图设计)

一、原理图设计

●(1)进入原理图设计系统，新建原理图文档schematic document

●(2)在设计管理其中添加相关的原理图元件库

常用的有protel Dos schematic libraries.ddb

●(3)选择相关器件到图纸（双击左键即可）

●(4)连接电线，注意连线时必须要用工具条上的place wire工具，而

不能用place line工具，器件之间的电路必须要连通。

●（5）修改元器件属性。注意：双击左键打开属性对话框，修改相

关属性和参数。左键+空格键可以修改元件方向。

●（6）保存文件，至此原理图以设计完毕

八：PCB图设计

●（1）准备电路图和网络表，利用原先画好的原理图生成网络表，

用设计菜单下的创建网络表命令。

●网络表创建好后要查看各元器件的封装类型，如有些元器件的封装

没有，则必须在原理图过修改元件属性，添加其封装。重新生成网络表。

●2）规划电路板

新建PCB文档，在机械（mech1 ）层确定电路板物理尺寸，用place/track命令。

用同样的方法在禁止布线层（keepout ）层规划电路板的电气边界。画好后点右键释放鼠标。

●（3）网络表与元件的装入

●装入pcb元件库，点击browse pcb 窗口中的下拉列表框中选择

libraries选项

●单击add/remove按钮，添加相关pcb元件库。添加：“ connectors ”、

“generic footprints”、“ipc footprints”。

●（3）利用网络表文件装入网络表和元件，用设计菜单下的家在网

络表命令。可以预览有没有错误，如果有错误，则必须，知道没有错误，按execute按钮即可。在此过程中有可能预先没有装入全部

的元件库，或者原理图中未给出封装类型，因而会造成网络表不全等。

●（4）元件的自动布局，用tools/auto placement/auto placer命令，选

择statisticl placer选项，选中group和rotate,在后面输入VCC和GND，点ok完成自动布局，更新pcb图。

●自动布局并不一定合理，可以根据需要进行手动调整。

●（5）自动布线

●设定自动布线参数，包括工作层面的设置，自动布线参数的设置，

信号层（signal Layer）对于单层板，信号层只需要底层即可，对于双层板，要有top和bottom两层，丝印层只需top层，其它层根据需要设置，一般选keep out layer 和multi-Layer层。

●设置布线规则，包括走线的宽度、线路拐角模式、线之间的安全距

离、过孔的类型等

●（6）完成自动布线，执行auto route/all命令

●（7）手工修整电路板

九：PCB设计图：

图1.6

（图1.7为手工修整PCB设计效果图）

十：总结：

通过这次电路设计，我从中了解了直流稳压电源和贯通了书上的知识，同时也了解到了自己对于理论和实际应用的统一和对于器件在实际中的使用还有很大的不足，不能在使用器件时选择合适的参数的器件，不能根据器件的编号知道器件的基本功能。在这方面需要很大的提高。

在做的过程中也提升了我的动手能力，实践能力得到了一定的锻炼，加深了对模拟电路设计方面的兴趣。从开始的朦胧到后面得到的结果。通过这次学习，使我们专业的学生具有运用所学理论知识来分析问题和解决问题的能力，全面、系统地巩固和提高在校期间所学到的基础知识和专业知识。通过对多种环节、多个容的操作和训练，让学生的动手操作技能得到了巩固。

在实践能力上有了一定的提高。此外，在实训期间我学会了如何把所学

的知识在应用在实践中，让实践与理论相结合，真正做到学以致用。这次实训对于我以后学习、找工作真是受益菲浅。相信这些宝贵的经验会成为我今后成功的重要的基石。

作为一名大二学生，经过一年多的学习对专业知识也有了一定的认识和理解。一直都是忙于理论知识的学习，而经过这次比赛，让我明白了装运的流程，同时要由团队来分工合作，确保每一个环节无误，利用现代化技术在保证质量的基础上提高效率。同时也使我增强感性认识，并从中进一步了解、巩固与深化已经学过的理论知识，了解运作方式，将我们所学到的专业知识和具体实践相结合，以提高我们的专业综合素质和能力。

在实训的过程中我感受最深有以下几点：

其一、实训是让每个同学检验自己的综合能力。要想做好任何事，除了自己平时要有一定的功底外，我们还需要一定的实践动手能力，操作能力，因此，每个同学都应该多在实践中提高自己的能力。

其二、此次实训，我深深体会到了积累知识的重要性。俗话说：“要想为事业多添一把火，自己就得多添一捆材”。在这个竞争如此激烈的社会中，只有努力充实自己才能够站得住不被淘汰。

其三、实训是让每个同学确定自己的未来方向。以前缺乏实践，无法认识社会企业的需求，因此，对自己的未来也十分迷茫，但通过这次实训我们体会到了我们这一行的艰辛和干这一行所需要必备怎样的能力，只有我们确定了自己未来的方向、定下目标才能给自己定位，并努力提升自己来让自己适任职位。

“千里之行，始于足下”，这是一个短暂而又充实的比赛，我认为对我走向社会起到了一个桥梁的作用，过渡的作用，是人生的一段重要的经历，也是一个重要步骤，对将来走上工作岗位也有着很大帮助。

离我们步入社会也没多久时间了，不管面临的是继续深造，还是就业的压力，我想我们都应该充分利用好这一段时间，充实、完善自我。