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(论文)
题目:基于LM317、LM337和ICL7107的数显式直流稳压电源的设计
学生姓名
专
学
业_
号_
自动化〔工〕
班
级_
2023级2班
指导教师成绩_
2023年12月
西南大学工程技术学院课程设计〔论文〕
名目
设计目的、内容与步骤 2
设计目的 2
设计内容 2
设计步骤 2
总体设计 3
具体设计 4
电源变压器设计 4
桥式整流电路设计 4
电容滤波电路设计 5
由LM317和LM337构成的可调稳压电路设计 5
由ICL7106组成的显示电路设计 6
ICL7106的性能特点 6
ICL7106的工作原理 7
元件及其参数选择与连线 8
电路完整原理图如下 8
焊接及调试电路 10
元件列表 10
焊接元件 11
调试电路 11
设计结果 11
设计体会 12
主要任务和遇到的问题及其解决: 12
其他感想 12
基于LM317、LM337和ICL7107的数显式直流稳压电源设计
西南大学工程技术学院,重庆400716
设计目的、内容与步骤
设计目的
、学****根本理论在实践中综合运用的初步阅历,把握模拟电路设计的根本方法、设计步骤,培育综合设计与调试力量。
、学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
、培育实践技能,提高分析和解决实际问题的力量。
设计内容
设计数显式直流稳压电压源,要求完成以下主要技术指标:
、输出电压:范围±12V,纹波不大于10mV,电压值由数码管显示;
、输出电压连续可调,或者具有“+”、“-”步进调整的功能,;
、最大输出电流Iomax=1A
设计步骤
、查阅有关资料,完成总体设计框图
、完成设计框图各个局部的具体设计,并选择适宜参数的电子元器件完成各局部电路,绘制电路原理图。
、统计全部元器件的参数和数量,购置元器件。
、将元器件依照电路原理图焊接至电路板上,完成电源的实物制作。
、调试电路,依据需要调整元件参数,必要时,替换个别元件。
西南大学工程技术学院课程设计〔论文〕
总体设计
串联型稳压电源有着技术成熟、电路简洁、稳定度高、输出电压可以调整、电路简洁和本钱较低等优点,故本次设计承受串联型稳压电源。
该直流稳压电源主要由五局部组成:电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和电压显示电路。
〔1〕.电源变压器:
将电网沟通电压变为整流电路所需的沟通电压,一般次级电压u2较小。
〔2〕.整流电路:
将变压器次级沟通电压u2变成单向的直流电压u3,它包含直流成份和很多谐波重量。
本次设计承受较常用的二极管全波桥式整流电路。
〔3〕.滤波电路:
滤除脉动电压u3中的谐波重量,输出比较平滑的直流电压u4。该电压往往随电网电压和负载电流的变化而变化。本次设计承受一般的电容滤波电路。
〔4〕.稳压电路:
它能在电网电压和负载电流的变化时,保持输出直流电压的稳定。它是直流稳压电源的重要组成局部,打算着直流电源的重要性能指标。LM317和LM337作为输出电压可变的集成三端稳压块,是一种使用便利、应用广泛的集成稳压块,本次设计承受该集成稳压块,-,通过串联稳压管实现从零伏起开头连续可调。
〔5〕.电压显示电路:
用于显示输出电压,,且可显示正负电压。ICL7106是目前广泛应用的一种3位半的A/D转换器,价格低廉,电路构造简洁,仅需配备5个电阻,5个电容即可构成一块直流电压表表头,故本次设计显示模块承受ICL7106设计方案。
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具体设计
电源变压器设计
电源变压器的作用是将来自电网的220V沟通电压u1变换为整流电路所需要的沟通电压u2。所选电源变压器为双15V/25W。
桥式整流电路设计
桥式整流属于全波整流,它不是利用副边带有中心抽头的变压器,而是用四个二极管接成电桥形式,使在电压V2的正负半周均有电流流过负载,在负载形成单方向的全波脉动电压。
单相全波整流电路如图(a)所示,波形图如图(b)所示。
(a)电路图
(b)波形图
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整流二极管选用型号为IN4007的二极管即可满足要求。
电容滤波电路设计
并联电容滤波后,输出电压直流成份〔即输出电压平均值〕提高了;脉动成份降低了〔即输出波形平滑〕。
取2只2200 F/25V的电解电容相并联作为滤波电容。
由LM317和LM337构成的可调稳压电路设计
这类稳压器是依靠外接电阻来调整输出电压的,为保证输出电压的精度和稳定性,要选择精度高的电阻,同时电阻要紧靠稳压器,防止输出电流在连线上产生误差电压。三端可调式稳压器的典型应用电路的输出电压为:
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O REF
由于LM317的输出电压V ³V = , LM337的输出电压
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V £V
O
=-
REF
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,实现电压从零开头连续可调。因此可以得到实际应用电路如以下图所示:
由ICL7106组成的显示电路设计
ICL7106的性能特点
ICL7106是目前广泛应用的一种3位半的A/D转换器,价格低廉,电路构造简洁,仅需配备5个电阻,5个电容即可构成一块直流电压表表头,故本次设计显示模块承受ICL7106设计方案。具体的说,ICL7106具有以下优点:
+7V~+15V单电源供电,可选9V叠层电池,有助于实现仪表的小型化。低功耗〔约16mW〕,一节9V叠层电池能连续工作200小时或连续使用半年左右。
输入阻抗高〔1010Ω〕。内设时钟电路、+、异或门输出电路,能直接驱动3½位LCD显示器。
属于双积分式A/D转换器,A/D转换准确度达±%,转换速率通常选2次/秒~5次/秒。具有自动调零、自动判定极性等功能。通过对芯片的功能检查,可快速判定其质量好坏。
外围电路简洁,仅需配5只电阻、5只电容和LCD显示器,即可构成一块
DVM。其抗干扰力量强,牢靠性高。
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ICL7106的工作原理
ICL7106内部包括模拟电路和数字电路两大局部,二者是相互联系的。一方面由掌握规律产生掌握信号,按规定时序将多路模拟开关接通或断开,保证A/D转换正常进展;另一方面模拟电路中的比较器输出信号又掌握着数字电路的工作状态和显示结果。下面介绍各局部的工作原理。
模拟电路
模拟电路由双积分式A/D转换器构成。〔E0〕、缓冲器〔A1〕、积分器〔A2〕、比较器〔A3〕和模拟开关等组成。缓冲器A4特地用来提高COM端带负载的力量,可谓设计数字多用表的电阻挡、二极管挡和hFE挡供给便利条件。
欲测量2V以上的直流电压,必需利用周密电阻分压器对UIN进展衰减。积分电阻应承受金属膜电阻,积分电容宜选绝缘性好、介质吸取系数小的聚苯乙烯电容或聚丙烯电容。
为了提高仪表抗串模干扰的力量,正向积分时间〔亦称采样时间〕T1应胜频周期的整倍数。我国承受50Hz沟通电网,其周期为20ms,应选T1=n·20〔ms〕式中,n=1,2,3,„。例如取n=2、4、5时,T1=40ms、80ms、100ms,能有效地抑制50Hz干扰。这是由于积分过程有取平均的作用,只要干扰电压的平均值为零,就不影响积分器输出。但n值也不宜过大,以免测量速率太低。
数字电路
数字电路如以下图所示。主要包括8个单元:①时钟振荡器;②分频器;③计数器;④锁存器;⑤译码器;⑥异或门相位驱动器;⑦掌握规律;⑧LCD显示器。时钟振荡器由ICL7106内部反相器F1、F2以及外部阻容元件R、C组成。假设取R
=120kΩ,C=100PF,则f0=40kHz。f0经过4分频后得到计数频率fCP=10kHz,即TCP=。此时测量周期T=16000T0=4000TCP=,
/秒。f0还经过800分频,得到50Hz方波电压,接LCD的背电极BP。LCD须承受沟通驱动方式,当笔段电极a~g与背电极BP呈等电位时不显示,当二者存在肯定的相位差时,液晶才显示。因此,可将两个频率与幅度一样而相位相反的方波电压,分别加至某个笔段引出端与BP端之间,利用二者电位差来驱动该笔段
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显示。驱动电路承受异或门。就能显示所需数字。
元件及其参数选择与连线:
经计算和查阅有关资料,依照以下参数选择元件即可构成显示电路,完成显示功能:
2KΩ可调电阻最好选用多圈可调周密电阻,分压电阻选用误差较小的金属膜电阻,其他器件选用正品即可。
R1选用100KΩ的金属膜电阻,R2选用2KΩ的多圈可调周密电阻,R3选用24KΩ的金属膜电阻,R4选用1KΩ的多圈可调周密电阻,R5选用47KΩ的金属膜电阻,R6选用100KΩ的金属膜电阻。
,,。C4选用100pF的CCB电容。
. 电路完整原理图如下:
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