电子技术系统课程设计报告.doc

模拟电子技术 课程设计报告 设计题目： 直流稳压电源的设计与仿真 课程设计的目的和任务 1.1设计目的 ①学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 ②通过集成直流稳压电源的设计，安装和调试，学会选择变压器、整流二极管、滤波电容、集成稳压器及相关元器件设计直流稳压电源； ③掌握直流稳压电路的调试及技术指标的测试方法。 1.2设计任务 设计集成直流稳压电源，满足： ① 当输入电压在220V交流电时，输出直流电压为5V； ② 输出纹波电压小于5mv,稳压系数小于等于0.01； ③ 具有短路保护功能； ④ 最大输出电流为Imax=1.0A。 课程设计的基本要求和技术指标 2.1设计要求 ① 设计一个能输出正负5V直流稳压电源; ② 拟定设计方案和设计步骤; ③ 根据设计要求与技术指标设计好电路,选好元件及参数; ④ 绘制原理图;得到仿真结果，运用saber软件模拟测试有关技术指标。 ⑤ 撰写设计性报告。 2.2技术指标 ① 电源输出电压为正负5V; ② 输入电压为220V/50HZ ; ③ 最大输出电流为Imax=1.0A； ④ 纹波电压小于等于5mv; ⑤ 稳压系数小于等于0.01。 基本原理 3.1集成直流稳压电源概述 在电子电路及电子设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电，作为电子电路中必不可少的组成部分，它的作用之一是为各级电路中的三极管提供合适的偏置，其次是作为整个电子电路能量来源。常见的供电方式有两种，一种是采用干电池、蓄电池或其他形式如光电池等向电路供电，这种供电方式是用化学能或其他形式的能量转化为电能之后，向电路提供能量，其缺陷在于能量的使用要受实际条件的限制；另一种是利用电网向电路提供能量，其优势在于电网所提供的能量是源源不断的。 直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压5V稳压输出。 3.2基本框图 直流稳压电源一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下所示： 图1直流稳压电源结构框图 3.3各部分电路的作用 （1）交流电压变换部分。一般的电子设备所需的直流电压较之交流电网提供的220V电压相差较大，为了得到输出电压的额定范围，就需要将电网电压转换到合适的数值。所以，电压变换部分的主要任务是将电网电压变为所需的交流电压，同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用。 （2）整流部分。整流电路的作用，是将变换后的交流电压转换为单方向的脉动电压。由于这种电压存在着很大的脉动成份（称为纹波），因此一般还不能直接用来给负载供电，否则，纹波的变化会严重影响负载电路的性能指标。 （3）滤波部分。滤波部分的作用是对整流部分输出的脉动直流电进行平滑 ，使之成为含交变成份很小的直流电压。也就是说，滤波部分实际上是一个性能较好的低通滤波器，且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率。 （4）稳压部分。尽管经过整流滤波后电压接近于直流电压，但是其电压值的稳定性很差，它受温度、负载、电网电压波动等因素的影响很大，因此，还必须有稳压电路，以维持输出直流电压的基本稳定(1)、原理图输入和仿真 SABER Sketch是SABER的原理图输入工具，通过它可以直接进入SABER仿真引擎。在SABER Sketch中，用户能够创建自己的原理图，启动SABER完成各种仿真（偏置点分析、DC分析、AC分析、瞬态分析、温度分析、参数分析、傅立叶分析、蒙特卡诺分析、噪声分析、应力分析、失真分析等），可以直接在原理图上查看仿真结果，SABER Sketch及其仿真功能可以帮助用户完成混合信号、混合技术（电气、液压等）系统的仿真分析。SABER Sketch中的原理图可以输出成多种标准图形格式，用于报告、设计审阅或创建文档。 (2)、数据可视化和分析 Cosmos Scope是SABER的波形查看和仿真结果分析工具，它的测量工具有50多种标准的测量功能，可以对波形进行准确的定量分析。它的专利工具——波形计算器，可以对波形进行多种数学操作。Cosmos Scope中的图形也可以输出成多种标准图形格式用于文档。 (3)、模型库 SABER拥有市场上最大的电气、混合信号、混合技术模型库，它具有很大的通用模型库和较为精确的具体型号的器件模型，其元件模型库中有4700多种带具体型号的器件模型，500多种通用模型，能够满足航空、汽车和电源设计的需求。SA