毕设参考

陕西航空职业技术学院 毕 业 设 计（论 文）

论文题目： 开关稳压电源的设计与制作

所属系部：

指导老师： 王传清 职 称： 高级讲师

电子工程系

学生姓名： 吴

专 业：

航空电子设备维修

辉 班级：09351

学号: 0835106

2012年 5 月 15 日

摘 要

随着电力电子技术的发展和新型功率元器件的不断出现，开关电源技术得到了飞速的发展，人们对其需求量日益增长, 并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的线性电源。同时由于近年来有色金属涨价较大，使得产品成本大幅上涨，为此本电源具有开关稳压可调功能，输出电源基本能满足制作中的调试用要求。

本论文主要阐述了通过用三端可调稳压集成电路LM317设计并制作一种开关电源，使得该稳压电源的电路非常简单，输出电压范围为3到12V，最大输电流为200mA，以达到稳定输出的目的。

关键词：电源、开关 、串联

2

目 录

1 开关电源的结构形式 ................................................................................................................. 4

1.1 绪论 ................................................................................................................................. 4

1.1.1开关电源的概念 .................................................................................................... 4 1.1.2与传统变压器电源相比的优点 ............................................................................ 5 1.2开关电源的控制方式 ........................................................................................................ 6

1.2.1脉宽调制的基本原理 ............................................................................................ 7 1.2.2脉冲频率调制的基本原理 .................................................................................... 7

2 元器件的选用 ............................................................................................................................. 8

2.1开关电源元器件的选用 .................................................................................................... 8

2.1.1材料清单 ................................................................................................................ 9 2.1.2整流二极管 ............................................................................................................ 9 2.1.3稳压二极管 .......................................................................................................... 10 2.1.4开关二极管 .......................................................................................................... 10 2.1.5瓷介电容器 .......................................................................................................... 10 2.1．6 MJE13003三极管 ............................................................................................ 11

3 变换电路设计与集成控制 ....................................................................................................... 11

3.1特性简介 .......................................................................................................................... 12

3.1.1电压范围 .............................................................................................................. 13 3.1.2内部框图 ...................................................................................................................... 13

3.1.3 极限参数表 ......................................................................................................... 14 3.1.4典型参数特性曲线 .............................................................................................. 14 3.1.5 典型应用电路 ..................................................................................................... 14 3 .2LM317工作原理及应用图 .............................................................................................. 15

3.2.1 LM317内部原理图 .............................................................................................. 15 3．2.2 LM317标准应用电路图 .................................................................................... 16 3.2.3 LM317带可调限流和输出电压的标准应用电路图 .......................................... 16 3.2.4 LM317的5.0V电子关断稳压器应用电路图 .................................................... 17 3.2.5 LM317电流稳压器应用电路图 .......................................................................... 17 3．2.6 LM317可调节电流限流器的应用电路图 ........................................................ 17

4 电路原理与应用 ....................................................................................................................... 18 5 电路的调试及仿真数据 ........................................................................................................... 20

5.1使用Multisim2001仿真 ................................................................................................ 20

5.1．1仿真原理图如下 ................................................................................................ 20

6 安装与调试中出现的问题 ....................................................................................................... 23 7 结束语 ....................................................................................................................................... 24 参考文献 ................................................................................................................................... 25 致 谢 ..................................................................................................................................... 26

3

1 开关电源的结构形式

1.1 绪论

电源是将各种能源转换成为用电设备所需电能的装置，是所有靠电能工作的装置的动力源泉。 1.1.1开关电源的概念

电是工业的动力，是人类生活的源泉。电源是产生电的装置，表示电源特性的参数有功率、电压、电流、频率等；在同一参数要求下，又有重量、体积、效率和可靠性等指标。我们用的电，一般都需要经过转换才能适合使用的需求，例如交流转换成直流，高电压变成低电压，大功率变换为小功率等。

按照电子理论，所谓AC/DC就是交流转换为直流；AC/AC称为交流转换为交流，即为改变频率；DC/AC称为逆变；DC/DC为直流变交流后再变直流。为了达到转换的目的，电源变换的方法是多样的。自20世纪60年代，人们研发出了二极管、三极管半导体器件后，就用半导体器件进行转换。所以，凡是用半导体功率器件作开关，将一种电源形态转换成另一种形态的电路，叫做开关变换电路。在转换时，以自动控制稳定输出并有各种保护环节的电路，称为开关电源（Switching Power Supply）[1]。

开关电源在转换过程中，用高频变压器隔离称之为离线式开关变换器（Off-line Switching Cpnwerter），常用的AC/DC变换器就是离线式变换器。

开关电源通常由六大部分组成，如图1所示。

交流输入电压220V低通滤波一次整流有源调整功率因数校正电子开关功率高频变压器转换脉冲驱动脉宽调制频率振荡发生器误差放大控制电路基准电压二次整流平滑滤波直流输出V0输入电路输出电路采样输出比较器

图1 开关电源工作原理框图

4

第一部分是输入电路，它包含有低通滤波和一次整流环节。220V交流电直接

经低通滤波和桥式整流后得到未稳压的直流电压Vi，此电压送到第二部分进行功率因数校正，其目的是提高功率因数，它的形式是保持输入电流与输入电压同相。功率因数校正的方法有无源功率因数校正和有源功率因数校正两种。所谓有源功率因数校正（Active Power Factor Correction，APFC），是指电源在校正过程中常采用三极管和集成电路。开关电源电路常采用有源功率因数校正。第三部分是功率转换，它是由电子开关和高频方波脉冲电压。第四部分是输出电路，用于将高频方波脉冲电压经整流滤波后变成直流电压输出。第五部分是控制电路，输出电压经过分压、采样后于电路的基准电压进行比较、放大。第六部分是频率振荡发生器，它产生一种高频波段信号，该信号与控制信号叠加进行脉宽调制，达到脉冲宽度可调。有了高频振荡才有电源变换，所以说开关电源的实质是电源变换。

高频电子开关是电能转换的主要手段和方法。在一个电子开关周期（T）内，电子开关的接通时间ton与一个电子周期所占时间之比，叫接通占空比（D），D=断开时间toff所占T的比例称为断开占空比（D'），D'?率的倒数，T?ffoton。 TtT。开关周期是开关频

1。例如：一个开关电源的工作频率是50kHz，它的周期fT?1。很明显，接通占空比（D）越大，负载上的电压越?20?s（微秒）350?10高，表明电子开关接通时间越长，此时负载感应电压较高，工作频率也较高。这对于开关电源的高频变压器实现小型化有帮助，同时，能量传递的速度也快。但是，开关电源中断开关功率管、高频变压器、控制集成电路以及输入整流二极管的发热量高、损耗大。对于不同的变换器形式，所选用的占空比大小是不一样的。 1.1.2与传统变压器电源相比的优点

开关电源与铁芯变压器电源以及其他形式的电源比较起来具有较多的优点： (1) 节能。绿色电源是开关电源中用途最为广泛的电源，它的效率一般可以达到85%，质量好的可以达到95%甚至更高，而铁芯变压器的效率只有70%或者

5

更低。最近欧盟和美国消费者协会统计，美国一般家用电器和工业电气设备的单机能源消耗指数大于92%。美国的“能源之星”对电子镇流器、开关电源以及家用电器的效率都制定有很仔细的、非常严格的规章条款。

(2) 体积小，重量轻。据统计，100W的铁芯变压器的重量为1200g左右，体积达350cm3，而100W的开关电源的重量只有250g，而且敞开式的电源更轻，体积不到铁芯变压器的1/4。

(3) 开关电源具有各种保护功能，不易损坏。而其他的电源由于本身原因或使用不当，发生短路或断路的事故较多。

(4) 改变输出电流、电压比较容易，且稳定、可控。

(5) 根据人们的要求，可设计出各种具有特殊功能的电源，以满足人们的需要。

1.2开关电源的控制方式

目前生产的开关电源多数采用脉宽调制方式，少数采用脉冲频率调制方式，很少见到混合调制方式。脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation，PFM）是将脉冲宽度固定，通过调节工作频率来调节输出电压。在电路设计上要用固定频率发生器来代替脉宽调制器的锯齿波发生器，并利用电压、频率转换器（例如压控振荡器VCO）改变频率。稳压原理是：当输出电压升高时，控制器输出信号的脉冲宽度不变，而工作周期变长，使占空比减小，输出电压降低。调频式开关电源的输出电压的调节范围很宽，调节方便，输出可以不接假负载，详见图2所示的波形图。混合调制方式是指脉冲宽度与频率都不固定，都可以改变。目前这种调节方式应用得不是很多，产品类型也不多，只是在个别实验室中使用，其原因是两种调制方式共存，相互影响较大，稳定性差。再者，这种开关电源电路比较复杂，集成控制电路也不是很多。但是它的占空比调节范围很宽，输出电压能做到很低。

tontofftontoffTVinV00t0tTVinV0

(a) PWM控制方式

6

tontoffT1VinV00VinV0t0T2t

(b) PFM控制方式

图2 PWM、PFM控制方式和波形图

1.2.1脉宽调制的基本原理

开关电源采用脉宽调制方式的占很大比例，所以有必要对脉宽调制的基本原理加以了解。220V交流输入电压经过整流（BR）滤波后变为脉动直流电压，供给功率开关管作为动力电源。开关管的基极或场效应管的栅极有脉宽调制器的脉冲驱动。脉宽调制器由基准电压源、误差放大器、PWM比较器和锯齿波发生器组成，如图3所示。开关电源的输出电压和基准电压进行比较、放大，然后将其差值送到脉宽调制器。脉宽调制的频率是不变的，当输出电压V0下降时，与基准电压比较的差值增加，经发达后输入到PWM比较器，加宽了脉冲宽度。宽脉冲经开关晶体管功率放大后，驱动高频变压器，使变压器初级电压升高，然后耦合到次级，经过二极管VD整流和电容C2滤波后，输出电压上升，反之亦然。

VDAC220VBR++C2-50HZV0[1]

TRVTPWM比较器误差放大器-+锯齿波发生器PWM调制器基准电压源

图3 脉宽调制的原理图

1.2.2脉冲频率调制的基本原理

脉冲频率调制的过程是这样的：如图4所示，从输出电压中取出一信号电压

7

并由误差放大器放大，放大后的电压与5V基准电压进行比较，输出误差电压Vr，并以此电压作为控制电压来调制VCO的震荡频率f。再经过瞬间定时器、控制逻辑和输出级，输出一方波信号，驱动MOS开关管，最后经高频变压器TR和整流滤波获得稳定的输出电压V0。假设由于某种原因而使V0上升或负载阻抗下降，控制电路立即进行下述闭环调整：V0↑→Vr↑→f↓→V0↓。该循环的结果是输出电压V0趋于稳定，反之亦然。这就是PFM的工作原理。假设电源效率为η，脉冲宽度为m，脉冲频率为f，则有V0=??m?f?V1。当??m?V1确定后，通过调制VCO的震荡频率就可以调节输出电压V0，并实现稳定输出。需要指出的是：a、b、c是压控振荡器外围元件连接端，它们将决定振荡的工作频率和频率调制灵敏度。D端为锯齿波电压输入端，由它改变定时器的定时时间。

误差放大器-Vr+压控振荡器abcd-+F瞬时定时器零电压比较器控制逻辑VD+BTRVTCV05VVC0R0.5V

图4 脉冲频率调制的基本原理

2 元器件的选用

2.1开关电源元器件的选用

无论哪种变换器，用哪种结构形式的开关电源，所用的元器件都是开关晶体管、电阻、电感及磁性材料等。选用好的元器件，是决定开关电源质量的关键。往往设计的开关电源出现的问题，多数是元器件选用的问题。元器件本身质量的差异是影响开关电源质量的一个重要原因。

8

2.1.1材料清单

序标注 号 1 2 3 R1 R2 R3 元件 名称 电阻 电阻 电阻 型号 规格 1 82K 6.8M 数量 1 1 1 序标注 号 17 18 19 VD2 VD3 CW1 元件 型号规格 名称 二极管 二极管 稳压 15V 二极管 发光 1N4148 1N5819 数量 1 1 1 4 R4,7 电阻 1K 2 20 LED1 二极管 红Φ3 1 5 6 7 8 9 10 11 R5 R6 R8 R9 R10-13 R14 R15 电阻 电阻 电阻 电阻 电阻 电子 电阻 680 8.2 100 150 120 240 2.2K 4.7uF/401 1 1 1 4 1 1 21 22 23 24 25 26 27 VT1 VT2 T1 三极管 三极管 高频 MJE13003 C1815 -- 1 1 1 1 1 1 1 变压器 IC1 K1 -- -- 三端可调 波段开关 十字线 外壳 LM317 -- -- -- 12 13 14 15 16 C1 C2 C3 C4,5 VD1 电解电容 0V 瓷片电容 电解电容 V 电解电容 10uF/35V 二极管 1N4007 472 220uF/251 1 1 2 1 28 29 30 31 32 -- -- -- -- -- 导线 自攻螺丝 自攻螺丝 线路板 -- 0.1*6 2.6*5 3.4*14 WFS-404 -- 2 1 2 1 1 2.1.2整流二极管

整流二极管一般为平面型硅二极管，用于各种电源整流电路中。选用

9

整流二极管时，主要应考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。

普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管，对截止频率的反向恢复时间要求不高，只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管即可。例如，1N系列、2CZ系列、RLR系列等。

开关稳压电源的整流电路及脉冲整流电路中使用的整流二极管，应选用工作频率较高、反向恢复时间较短的整流二极管（例如RU系列、EU系列、V系列、1SR系列等）或选择快恢复二极管。 2.1.3稳压二极管

稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压保护电路中作为保护二极管。选用的稳压二极管，应满足应用电路中主要参数的要求。稳压二极管的稳定电压值应与应用电路的基准电压值相同，稳压二极管的最大稳定电流应高于应用电路的最大负载电流50%左右。 2.1.4开关二极管

开关管用在高速运行的电子电路中，起信号传输作用，在模拟电路中起作钳位抑制作用。高速开关硅二极管是高频开关电源中的一个主要器件，这种二极管具有良好的高频开关特性。它的反向恢复时间trr只有几纳秒，而且体积小，价格低。在开关电源的过压保护、反馈控制系统中常用到硅二极管，如1N4148、1N4448。

硅二极管的主要技术指标是：

(1) 最高反向工作电压VRM和反向击穿电压VBR：这两个参数越大越好。 (2) 最大管压降VFM：小于0.8V。 (3) 最大工作电流Id：大于150mA。

(4) 反向恢复时间trr：小于10ns。

2.1.5瓷介电容器

半导体型陶瓷电容器（图5）具有容量大，体积小 等特点，适用于滤波、旁路、耦合等电路中。穿心式或支柱式结构瓷介电容器，它的一个电极就是安装螺

图 5瓷介电容器

10

丝。引线电感极小， 频率特性好，介电损耗小，有温度补偿作用。 不能做成大的容量，受振动会引起容量变化。特别适于高频。 2.1．6 MJE13003三极管

主要用于电子节能灯及荧光灯电子镇流器的高反压大功率开关三极管，硅NPN型。MJE13003采用TO-126封装的外形尺寸和管脚排列（如图6）： MJE13003主要参数

集电极–基极电压VCBO=700 集电极––基极电压VCEO=400V 发射极–基极电压VCBO=9V 集电极耗散功率PC=1.2W 最高工作温度Tj=150℃

集电极电流IC=1A

图6 MJE13003 TO–126三极管

贮存温度TSTG=-55~150℃

集电极–基极截止电流ICBO=100μA 集电极–发射极截止电流ICEO=100μA 直流电流放大倍数HFE=4~50 VCE(sat)=0.5V

VBE(sat)=1.0V fT=4MHz Tf=0.6μs

3 变换电路设计与集成控制

LM117/LM317 是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。LM117/LM317 的输出电压范围是1.2V至37V，负载电流最大为1.5A。它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标 准的固定稳压器好。LM117/LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常 LM117/LM317 不需要外接电容，除非输入滤波电容到 LM117/LM317 输入端的连线超过 6 英寸（约 15 厘米）。使用输出电容能改变瞬态响应。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。LM117/LM317能够有许多特殊的用法。比如 把调整端悬浮到一个较高的电压上，可以用来调节高达数百伏的电压，只要输入输出压差不超过LM117/LM317的极限就行。当然还要避免输出端短路。还 可以把调整端接到一个可编程电压上，实现可编程的电源输出。

11

3.1特性简介

LM317是可调节三端正电压稳压器，在输出电压范围1.2V到37V时能够提供超过1.5A的电流，此稳压器非常易于使用。LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块，是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。LM317系列稳压块的型号很多：例如LM317HVH、W317L等。电子爱好者经常用317稳压块制作输出电压可变的稳压电源。

稳压电源的输出电压可用下式计算，Vo＝1.25（1＋R2/R1）。仅仅从公式本身看，R1、R2的电阻值可以随意设定。然而作为稳压电源的输出电压计算公式，R1和R2的阻值是不能随意设定的。

首先LM317稳压块的输出电压变化范围是Vo＝1.25V—37V（高输出电压的LM317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等，其输出电压变化范围是Vo＝1.25V—45V），所以R2/R1的比值范围只能是0—28.6。

其次是LM317稳压块都有一个最小稳定工作电流，有的资料称为最小输出电流，也有的资料称为最小泄放电流。最小稳定工作电流的值一般为1.5mA。由于生产厂家不同、型号不同，其最小稳定工作电流也不相同，但一般不大于5mA。当LM317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时，就不能正常工作。当LM317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时，就可以输出稳定的直流电压。如果用LM317稳压块制作稳压电源时，没有注意最小稳定工作电流，那么制作的稳压电源可能会出现下述不正常现象：稳压电源输出的有载电压和空载电压差别较大。

在应用中，为了电路的稳定工作，在一般情况下，还需要接二极管作为保护电路，防止电路中的电容放电时的高压把LM317烧坏。可调整输出电压低到1.2V。保证1.5A 输出电流。典型线性调整率0.01%。典型负载调整率0.1%。80dB 纹波抑制比。输出短路保护。过流、过热保护。调整管安全工作区保护。标准三端晶体管封装。

要解决LM317稳压块最小稳定工作电流的问题，可以通过设定R1和R2阻值的大小，而使空载时输出的电流大于或等于其最小稳定工作电流，从而保证在空载时能够稳定地工作。此时，只要保证Vo/（R1＋R2）≥1.5mA，就可以保证在空载时能够稳定地工作。上式中的1.5mA为LM317稳压块的最小稳定工作电流。

12

当然，只要能保证在空载时能够稳定地工作，Vo/（R1＋R2）的值也可以设定为大于1.5mA的任意值。

经计算可知R1的最大取值为R1≈0.83KΩ。又因为R2/R1的最大值为28.6。所以R2的最大取值为R2≈23.74KΩ。在使用LM317稳压块的输出电压计算公式计算其输出电压时，必须保证R1≤0.83KΩ，R2≤23.74KΩ两个不等式同时成立，才能保证在空载时能够稳定地工作。

当然在LM317稳压块的输出端并联泄流电阻R，也可以为LM317稳压块提供最小稳定工作电流。但是，由于并联的泄流电阻不能随输出电压的变化而变化，如果要保证在输出电压为1.25V时，其输出电流大于其最小稳定工作电流，则在输出电压为37V时，流过泄流电阻的电流就太大了，这样不仅浪费了电能，而且增加了负担，不是一种妥当的办法。 3.1.1电压范围

LM117/LM317 1.25V 至 37V 连续可调。

(1)其封装形式如下：

(2)LM317特点包括以下几方面: ①．输出电流大于1.5A

②．输出电压在1.2至37V之间可调 ③．内部热过载保护 ④．内部短路电流限制

⑤．输出晶体管安全工作区保护

图7 LM317封装形式

3.1.2内部框图

图8内部框图

13

3.1.3 极限参数表

参数 输入输出电压差 引线温度 功耗 工作温度 贮存温度

符号 VI-VO TLEAD PD TOPR TSTG 数值 40 230 内部限制 -0~+125 -65~+150 单位 V ℃ - ℃ ℃ 3.1.4典型参数特性曲线

图 9参数特性曲线

3.1.5 典型应用电路

可调整输出电压

5V电子关断应用

图 10LM317典型应用电路

14

当电压调节器距离电源滤波器较远时，必需安装C1。Co对稳定行没作用，但改进瞬态响应。由于IAdj误差为小于100μA,在应用中可忽略。

恒流源应用

图11慢启动应用

3 .2LM317工作原理及应用图

LM317的输入最同电压为30多伏，输出电压1.5----32V...电流1.5A...不过在用的时候要注意功耗问题。LM317有三个引脚.一个输入一个输出一个电压调节。输入引脚输入正电压,输出引脚接负载, 电压调节引脚一个引脚接电阻(200左右)在输出引脚,另一个接可调电阻(几K)接于地.输入和输出引脚对地要接滤波电容。

3.2.1 LM317内部原理图

图12 LM317内部原理图

15

3．2.2 LM317标准应用电路图

图13 LM317标准应用电路图

*稳压器离电源滤波器有一定距离

*C1对稳定行没作用，但改进瞬态响应，因为IAdj误差为小于100μA,在应用中可忽略。

3.2.3 LM317带可调限流和输出电压的标准应用电路图

图14可调限流和输出的电源

16

3.2.4 LM317的5.0V电子关断稳压器应用电路图

图15稳压器应用电路图

图16电流稳压器应用电路图

3.2.5 LM317电流稳压器应用电路图

3．2.6 LM317可调节电流限流器的应用电路图

图17 LM317限流应

17

3．2.7 LM317软启动应用电路图

4 电路原理与应用

图18 LM317软启动应用

流可调稳压电源原理图见下图,其中图2为原理图，主要由开关电源和稳压电路两部分组成，稳压电路采用了三端可调稳压集成电路LM317作为主芯片,使 得该稳压电源的电路非常简单。

图19流可调稳压电源原理图

在介绍电路的工作原理前先介绍一下集成可调稳压电路317的工作原理。其引脚及外型如图21所示： 集成可调稳压电路317引脚及外型 这块芯片的典型应用如图20典型应用

图20 317的引脚及外

其输出电压与电阻的关系为：

18

从以上公式不难看出，当改变R2的阻值时，就可以得到不同的输出电压值。 在本开关中，采用了开关电源设计，使得产品重量比402型有了明显减轻。由VT1、VT2、开关变压器T1等组成自激式开关电源。市电经VD1半波整流，C1滤波后给开关电源供电。电源经R3向VT1基极提供电流，使其集电极电流增加，增加的电流在T1的3、4脚间产生感应电压，

图21典型应用

经C2、R4正反馈到VT1基极，使其快速导通；当VT1进入饱和状态后，集电极电流不再增加，这时经VT1基极的正反馈电路作用，又很快促使VT1截止，如此反复，形成自激振荡，而在T1的次级则感应出与自激振荡频率一样高的感应电压，经VD3整流，C3滤波后向稳压电路供电。开关电路中的VT2与相关元件主要是作为稳压和保护之用。当C4两端电压升高到CW1的稳压值以上时，其电流剧增，使VT2进入饱和导通状态，VT1的基极电压被拉低，强制让VT1截止，从而限制输出压。而当负载短路时，VT1的集电极电流过大，此时取样电阻R6上的压降增大，经R5反馈后使VT2导通，促使VT1强制关断，从而切断电压输出，启到保护作用。开关电源输出的电压加在三端稳压集成电路的输入端，调节控制端的电阻器，就能改变317ADJ控制端的对地电压值，从而在输出端得到不同的电压输出。LED作为电源指示灯用，通过调节LM317控制端的电压值，可使输出端输出不同的电压值，从而实现可调稳压输出。在输出端该稳压电源还接有极性转换输出开关，通过选择，可使输出端得到正负相反的电压极性。

19

5 电路的调试及仿真数据

5.1使用Multisim2001仿真

5.1．1仿真原理图如下

图22仿真原理图

正负输出的可调的最大值和最小值电压数据如下图：

20

图23正负输出的可调的最

理论值为?5.772V??9.66V，而实际的测量值是在?5.8V??10.45V，造成0.89V的可调误差，是由于可调电阻的实际调节范围偏大，导致输出电压偏大。 调节可变电阻，可以得到课程设计所要求输出的6V和9V的电压，仿真数据如下：

图24输出的6V和9V的电压

电路输出直流电的波形图如下图:

电压的直流电波形为标准的直线，达到设计的要求而实际测量时也是这样，输出波形基本为一条直线。

21

图25电路输出直流电的波形图

图26电路输出纹波波形

纹波电压在2.5mV左右，比要求的5mV要低，而实际测量时，纹波的电压只有0.9mV，远远低于所要求的5mV，所以符合要求。

经过EWB仿真软件及Multisim2001仿真软件和以上的分析，该电路完全符合设计要求，在经过老师的同意后，我们到实验室进行实物电路的安装。到实验室后，每组人员各肆其职。由于元件清单上各元件的参数是经过EWB调试所得到的，用了不到两个小时的时间，各组员别完成了各自的连接，然后是调试，我们的调试仍然是各组负责各自的，在确保各组连接的电路都达到要求的情况下，然

22

后进行总电路图的连接。在总图连接好后对它进行了调试，由于前置电压放大器采用了集成动放,电路简单、可靠、无须调试。相电压放大器,信号由器。前置电压放大器采用了集成动放,电路简单、可靠、无须调试。信号由于发现电路存在失真，在对个别偏置电阻进行了调整后，失真的问题解决了，经过测试它和理论基本相同。就证明我们此次调试成功。

6 安装与调试中出现的问题

1、电子元件安装时严格按线路板上的标识安装，对于极性元件一定要注意方向，对于色环电阻，若无法正确读取其阻值，可借助万用表进行测量，然后对照原理图正确安装；

2、三端稳压集成电路安装时引脚应插到底后焊接，同时其具体的定位位置须与外壳配合起来，让其高出部分伸入盒子最深处，否则容易顶到盒子；

3、发光二极管安装时，其引脚长度应与盒子高度配合起来确定，正确的高度应为盒子盖上后，发光管正好伸出盒子上的孔位；

4、C3滤波电容安装时外壳不要与IC1散热片相碰，否则长时间受热，容易损坏C3；

5. VT1安装时注意方向，在无法确定时，可借助万用表进行测量，找出B极，然后对照原理图及线路板上的标识正确安装；

6、十字插头线焊于线路板的焊接面，其焊接位置为极性转换开关两只中间的脚位：

电源输出极性应与面板上所标极性一致，若焊好后测得输出电压极性与所标不一致，只要把两根线位置互换即可；

7、电路通电测试时，可将两部分分开测试，先测试开关电源电路，在测这部分电路前，可在没有安装IC1前进行，同时操作时手不要直接去碰这部分电路

23

元件中的任何金属部位，否则容易触电，有条件的最好配上隔离变压器后再进行测试。接通电源后，可看到发光管点亮，万用表测量C3两端电压，正常应在15V左右；

8、上一步正常后，再装上IC1，测十字输出线上的电压，拨动波段开关，依次输出不同的电压值，同时拨动极性转换开关，看是否正常，若不正常，应仔细查看焊接面是否有虚焊等现象，同时看波段开关是否有接触不良现象；

9、外壳中的钻石塑料片与外壳不是同一体，装入后用电烙铁熔化塑料胶粒，将钻石塑料片与外壳胶于一体，以备安装；

10、以上几步正常后，便可以将线路板装于外壳中，在焊接电源进线时，先将金属插片上刮去氧化层，然后再上锡，注意上锡时间不能长，否则容易使塑料外壳熔化，上好锡后将线路板上的进线引线焊于金属插片上，调整好十字输出线及指示灯和拨动开关的位置后，拧紧螺丝，贴上标识，制作便完成。

7 结束语

（1）巩固加深了对电子线路基本知识的理解，提高综合运用课本知的能力。 （2）培养学生根据课本需要自学参考书籍、查阅书册、图表和文献资料的能力。

（3）通过实际电路方案的分析比较，设计计算，元件选取，安装调试等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

（4）掌握用仪器设备的正确使用方法，学会简单电路调试和整机指标测试方法，提高动手能力。

（4）了解与课程有关的电子线路及元件工程技术规范，按课程设计任务书的要求编写设计说明书，能正确反映设计的试验结果，能正确制电路图。

（6）通过课程实践树立正确的生产观、经济观和全局观。

24

参考文献

[1] 赵同贺．开关电源设计技术与应用实例[M]．北京：人民邮电出版社，2007 [2] 胡宴如.模拟电子技术.第三版.北京：高等教育出版社，2008。 [3] 何希才.新型开关电源设计与应用［M］.北京：科学出版社，2001 [4] 沙占友.新型开关电源的设计与应用［M］.北京：电子工业出版社，2001 [5] 张乃国，李厚福.小功率电源变压器.7lI昌霄电出版让 [6] 叶慧贞.开关稳压电源，国防工业出版社。 [7] 李成章.电源.电子丁业出版社。

[8] 牛田佳，宁云鹤.集成开关电源的设计制作调试与维修人民邮电出版社出版。

25

致 谢

在论文完成之际，借此机会，我谨向所有关心、帮助、鼓励和支持过我的所有老师、同学和朋友表示衷心地感谢!

我的这篇论文的完成与王传清老师的悉心指导和教诲是分不开的。在毕业设计过程中，得到了老师的悉心指导和关心。导师深厚的学术造诣、严谨的治学态度、平易近人的为师风范和使我获益良多。

在短短的毕业设计期间，导师在学习上给了我极大的帮助，使我得以顺利完成学业。师恩似海，终身不忘。在此，我对尊敬的导师吴蓉老师表示衷心的感谢。

通过这次课设，我意识到自己知识是如此的缺乏，明白了做课设不是很简单的事，它就像一个工程，不但需要人与人之间的协作，更重要的是要有一定的知识基础和一颗永恒的心。

回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在这些日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

26

这次课设我学会了许多，比如，遇到问题怎样去解决、怎样与人合作、做任何事都应有耐心、信心，这都为我在以后工作中做了铺垫。

再次，我也感谢我的老师，没有他的指导我不会做的那么好完成的

那么快。老师谢谢您。

27

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/g573.html