目录
一Protel99SE软件学习部分
1;Protel99SE………………………………………………………………………………1
2：画原理图………………………………………………………………………………3
3：原理图电器规则检查…………………………………………………………………7
4：仿真……………………………………………………………………………………8
5：封装……………………………………………………………………………………9
6：生成网络表……………………………………………………………………………13
7：制作PCB板……………………………………………………………………………14
二电子设计部分
1：整体设计原理分析……………………………………………………………………25
1.1 设计目的………………………………………………………………………25
1.2 设计思路………………………………………………………………………25
系统结构框图…………………………………………………………………25
2：模块功能………………………………………………………………………………26
2.1 汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系…………………………………26
2.2 汽车尾灯控制器功能描述……………………………………………………26
3：汽车尾灯控制电路工作原理与原理图………………………………………………26
4：PCB板的制作…………………………………………………………………………27
4.1 创建PCB文件…………………………………………………………………27
4.2 规划电路板……………………………………………………………………27
4.3 网络表与元件的装入…………………………………………………………28
4.4 元件的自动布局………………………………………………………………28
手工调整布局与自动布线……………………………………………………28
5：汽车尾灯控制电路元件清单…………………………………………………………29
三电子制作部分
1：设计任务、要求、目标…………………………………………………………………30
1.1设计目的……………………………………………………………………………30
1.2设计任务及要求……………………………………………………………………30
2：电路设计原理分析………………………………………………………………………30
2.1总体原理框图………………………………………………………………………30
2.2个具体电路设计分析………………………………………………………………31
2.3整体总电路分析…………………………………………………………………352.4制作PCB板…………………………………………………………………………36
3：设计制作与调试…………………………………………………………………………37
3.1材料清单……………………………………………………………………………37
3.2制作与调试…………………………………………………………………………37
四总结………………………………………………………………………………………38五致谢………………………………………………………………………………………38
六参考文献、网站…………………………………………………………………………39
一Protel99SE软件学习部分
1：Protel99se
1．1双击Protel99se图标,打开,如图1.1所示。
1
图1.1
1.2：单击左上角File按钮，并选择New新建，改文件名称为电气自动化10-43-2班赵爱霞.ddb，并点击【OK】按钮，出现如图1.2所示。
图1.2
1.3：单击File，在弹出的快捷菜单中选择Mew命令，如图1.3所示。
图1.3
1.4:“在打开的NewDocument”对话框中选中原理图文件（SchematicDocument）图标，并单击【OK】按钮，改文件名为赵爱霞.Sch，如图1.4所示。
图1.4
1.5；双击图标，即可进入原理图编辑器，如图1.5所示。
图1.5
1.6：在空白处单击鼠标右键，出现如图所示的快捷菜单,单击DocumentOptions，并填入相应内容，如图1.6。
图1.6
1.7：点击【OK】按钮，即可。
2．画原理图
2.1：单击左侧dd/Remove,找到sim,双击该图标，或单击sim，并单击Add，均可将元件库添加上,如图2.1所示。
图2.1
2．2：点击【OK】按钮即将需用的元器件添加到了，如图2.2所示。
图2.2
2.3：在Libraries,下面的一个对话框中选择SimulationSymbols.Lib,即可开始画原理图，如图2.3所示。
图2.3
2.4：双击右侧元件库中的电阻RES,出现如图2.4所示的器件，单击一下即可将电阻元件放置在工作平面上，同时可按空格键改变其防止位置方向。
图2.4
2.5：按下键盘上的Table键,将元件的数值做以更改如图2.5所示。
图2.5
2.6：单击【OK】按钮，此时鼠标指针上附有要放置的元件，在合适的位置单击鼠标左键即可将其放置到原理图编辑器中，如图2.6所示。
图2.6
2.7：再使用同样的方法放置其他所需要的元件，在连线的过程中，若是两条
导线呈“T”相交，系统会自动放置节点；但对于呈“十”字交叉的导线，
不会自动放置节点，必须采用手动放置,画出原理图，如图2.7所示。
图2.7
3：原理图电气规则检查
3.1：在平面上选择“Tool-ERC…’’命令，打开“SetupElectricalRuleCheck”(设置电气规则检查)对话框，如图，默认打开的是“Satup”选项卡，如图3.1所示。
图3.1
3.2：单击【OK】按钮即可检查原理图是否正确，进行电气检查后，系统会自动生成检测报告，并在电路图中有错误的地方放上红色的标记,若没有错误会弹出如图3.2所示的对话框。
图3.2
4：仿真
4.1：在原理图编辑窗口内，单击主工具栏内的进入仿真设置窗口如图4.1所示，选择仿真方式及仿真参数。下面是几种常用的仿真方式。
图4.1
4.2：瞬态分析是一种非线性时域分析方法，它可以在给定激励信号(或无任何激
励)的条件下，计算电路的时域响应。它类似于利用示波器观察各节点电压或电
流的波形。瞬态分析时，电路的初始状态允许设计者自行指定。如图4.2所示。
图4.2
5：封装
5.1：单击dd\Remove,添加元件库,如图5.1所示。
图5.1
5.2：放置元件，画图，如图5.2所示。
图5.2
5.3：连线。单击左上角按钮，在连线起点单击鼠标左键，在移动鼠标，在拐点处单击鼠标，当鼠标指针指向另一元件的电气连接点时，将出现一个黑色大圆点，单击即可，如图5.3所示。
图5.3
5.4：完成一段连接后，单击鼠标右键断开连线，并以同样的方法连接其他元件，完成后的效果，如图5.4所示。单击按钮保存。
图5.4
protel99常用元件的电气图形符号和封装形式1.标准电阻：RES1、RES2；封装：AXIAL-0.3到AXIAL-1.0两端口可变电阻：RES3、RES4；封装：AXIAL-0.3到AXIAL-1.0三端口可变电阻：RESISTORTAPPED，POT1，POT2；封装：VR1-VR52.电容：CAP（无极性电容）、ELECTRO1或ELECTRO2（极性电容）、可变电容CAPVAR封装：无极性电容为RAD-0.1到RAD-0.4，有极性电容为RB.2/.4到RB.5/1.0.3.二极管：DIODE（普通二极管）、DIODESCHOTTKY（肖特基二极管）、DUIDETUNNEL（隧道二极管）DIODEVARCTOR（变容二极管）ZENER1~3（稳压二极管）封装：DIODE0.4和DIODE0.7;（上面已经说了，注意做PCB时别忘了将封装DIODE的端口改为A、K）4.三极管：NPN，NPN1和PNP，PNP1；引脚封装：TO18、TO92A（普通三极管）TO220H（大功率三极管）TO3（大功率达林顿管）以上的封装为三角形结构。T0-226为直线形，我们常用的9013、9014管脚排列是直线型的，所以一般三极管都采用TO-126啦！5、效应管：JFETN（N沟道结型场效应管），JFETP（P沟道结型场效应管）MOSFETN（N沟道增强型管）MOSFETP（P沟道增强型管）引脚封装形式与三极管同。6、电感：INDUCTOR、INDUCTOR1、INDUCTOR2（普通电感），INDUCTORVAR、INDUCTOR3、INDUCTOR4（可变电感）8.整流桥原理图中常用的名称为BRIDGE1和BRIDGE2，引脚封装形式为D系列，如D-44，D-37，D-46等。9.单排多针插座原理图中常用的名称为CON系列，从CON1到CON60，引脚封装形式为SIP系列，从SIP-2到SIP-20。10.双列直插元件原理图中常用的名称为根据功能的不同而不同，引脚封装形式DIP系列，不如40管脚的单片机封装为DIP40。11.串并口类原理图中常用的名称为DB系列，引脚封装形式为DB和MD系列。12、晶体振荡器：CRYSTAL；封装：XTAL113、发光二极管：LED；封装可以才用电容的封装。（RAD0.1-0.4）14、发光数码管：DPY；至于封装嘛，建议自己做！15、拨动开关：SWDIP；封装就需要自己量一下管脚距离来做！16、按键开关：SW-PB：封装同上，也需要自己做。17、变压器：TRANS1TRANS5；
5.5：双击电阻R1，如图出现下面对话框。对其对话框中的内容进行改写，同理，其他元件也要改写，单击Global,改写如图5.5所示，最后按下【OK】按钮即可。
图5.5
5.6：按下【OK】按钮后，会出现一个小的对话框，如图5.6所示，意思是说，要对原理图中的4个元件都进行改写吗？按下YES按钮是确定的意思。
图5.6
5.7：其他元件用相同的方法进行封装，依据各自的元件类型选择不同的封装类型，如图5.7所示。
图5.7
6：生成网络表
6.1：单击Design,选择CreatNelist,并单击CreatNelist,出现如下对话框。如图6.1所示。
图6.1
6.2：选择【OK】按钮，自动生成“.net”网络表文件，如图6.2所示。
图6.2
7：制作PCB板
7.1：新建PCB文件，在电气自动化10-43-2班赵爱霞文档下，在打开的工作界面中选择File-New命令，在打开的NewDocument对话框中双击PCBDoucment的图标，即可新建一个赵爱霞.PCB文件，双击或点击【OK】即可进入如图7.1所示的PCB编辑器。
图7.1
7.2：单击Design选择Options，出现如图7.2所示的DocumentOptions对话框，以下图为据，做以更改。
图7.2
7.3:在打开的对话框中单击Options选项卡，如图7.3所示，在该对话框中可对PCB版面上的栅格进行设置，包括捕捉间距和栅格形状等。
图7.3
7.4：设置完成后，单击【OK】按钮即可，回到PCB面板后，按PageUp,即可出现如图7.4所示的界面.
图7.4
7.5：英制与公制的切换，选择“View-Toggle-Units命令或按Q键，可以再二者之间切换。执行一次命令该命令，就在英制与公制之间切换一次，具体的坐标值将显示在PCB编辑器下方的状态栏上，如图7.5所示。
图7.5
7.6:单击工作平面下方的工作标签“KeepOutLayer”，将当前工作层切换为禁止布
线层，如图7.6。
图7.6
7.7：规划物理边界，单击页面右侧的按钮，鼠标指针变为十字架型，在面板上线与线交叉点处，单击一下，即此点的坐标为(0,0),如图7.7所示。
图7.7
7.8：单击图标，在面板找四点坐标，并用按钮连接.如图7.8所示。
图7.8
7.9：:单击工作平面下方的工作标签“KeepOutLayer”，将当前工作层切换为Toplayer最顶层。
7.10：切换到ToplLayer,放置元件。
7.11：选择“Design-LoadNets…”命令，打开“Load/ForwardAnnotateNetlist”对话框，如图7.11所示。
图7.11
7.12：单击“NetlisFile”文本框后面的【Browse】按钮，打开如图7.12所示的“Select”对话框，,在对话框的下拉列表框中网络表文件所在的设计数据库，选择要载入的网络表文件，然后单击【OK】按钮即可。
图7.12
7.13：载入网络表并生成网络宏后，可能会发现网络宏存在错误，如果出现错误，错误的原因可能是网络丢失、元件丢失、节点丢失、网络已经不存在
或者是库中找不到封装。如果没有错误，单击Exeute出现如图7.13所示。
图7.13
7.14：元件的移动，在要移动的元件上按住鼠标左键不放，待光标变成十字形后移动光标到新的位置，释放鼠标左键即可。元件的旋转，在要旋转的元件上按住鼠标左键不放，待光标变成十字行后按空格键，元件逆时针旋转90度，释放鼠标左键即可，如图7.14所示。
图7.14
7.15：布线，选择“Design-Rules”命令，打开“DesignRules”对话框并单击“Routing”(布线规则)选项卡，如图7.15所示，分别设定与布线、制造、高速线路、元件自动布置、信号分析及其它方面有关的设计规则。
图7.15
7.16：选中“RuleClasses”栏的“ClearanceConstraint”(走线间距约束规则)选项，再双击下面列表框中的规则项，进入间距约束对话框，如图所示。在MinimumClsarance文本框中输入“10mil”,然后单击【OK】按钮返回，如图7.16所示。
图7.16
7.17：RoutingCorner(布线拐角规则)此规则主要是在自动布线时，规定印制导线拐弯的方式。单击Add按钮，屏幕出现图7.17所示的拐弯方式对话框，设置规则适用范围和规则参数。拐弯方式规则的Style下拉列表框中可以选择所需的拐弯方式，有三种：45°拐弯、90°拐弯和圆弧拐弯。其中，对于45°拐弯和圆弧拐弯，有拐弯大小的参数，带箭头的线段长度参数在Setback栏中设置。
图7.17
7.18：单击Design-Rules此规则用于规定自动布线时所使用的工作层，以及布线时各层上印制导线的走向。单击Add按钮，屏幕出现图7.18所示的布线层规则对话框，可以设置布线层、规则适用范围和布线方式。
图中FilterKind下拉列表框用于选择规则适用范围。右边栏设置自动布线时所用的信号层及每一层上布线走向，有下列几种：NotUsed：不使用本层；Horizontal：本层水平布线；Any：本层任意方向布线；Vertical：本层垂直布线；1～5O″Clock：1～5点钟方向布线；45Up：向上45°方向布线；45Down：向下45°方向布线；FanOut：散开方式布线等。布线时应根据实际要求设置工作层。如采用单面布线，设置BottomLayer为Any（底层任意方向布线）、其它层NotUsed（不使用）；采用双面布线时，设置TopLayer为Horizontal（顶层水平布线），BottomLayer层为Vertical（底层垂直布线），其它层NotUsed（不使用）。
图7.18
7.19：WidthConstraint（印制导线宽度限制规则）
此规则用于设置自动布线时印制导线的宽度范围，可定义一个最小值和一个最大值。单击Add按钮，出现图7.19所示的对话框，此对话框用于设置适用范围和线宽限制。
⑴设置规则适用范围
对话框的左边一栏用于设置规则的适用范围，其中FilterKind下拉列表框，用于设置线宽设置的适用范围。
⑵设置布线线宽
对话框的右边一栏用于设置规则参数，其中MinimumWidth设置印制导线的最小宽度；MaximumWidth设置印制导线的最大宽度；PreferredWidth设置印制导线的首选布线宽度。自动布线时，布线的线宽限制在这个范围内。
在实际使用中，如果要加粗地线的线宽，可以再设置一个专门针对地线网络的线宽设置，规则适用范围为网络GND。一个电路中可以针对不同的网络设定不同的线宽限制规则，对于电源和地设置的线宽一般较粗。
图7.19
7.20：自动布线，随意修改自动布线器的设置可能导致布线不成功，因此一般都保持默认设置，单击RouteAll对整个电路板进行自动布线,如图7.20所示。
图7.20
7.21：系统自动布线,自动布线完成，结果如图7.21所示。
图7.21
二电子设计部分
1 整体设计原理分析
1.1 设计目的
设计一个汽车尾灯控制器，实现对汽车尾灯状态的控制。
1.2 设计思路
在汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用6个二极管进行模拟）DL1、DL2、DL3和DR1、DR2、DR3。根据汽车运行的状况，指示灯需具有四种不同的状态：①汽车正向行驶时，左右两侧的指示灯处于熄灭状态。②汽车向右转弯行驶时，右侧的三个指示灯DR1、DR2、DR3按右循环顺序点亮③汽车向左转弯行驶时，左侧的三个指示灯DL1、DL2、DL3按左循环顺序点亮④汽车临时刹车时，左右两侧指示灯处于同时闪烁状态。
为使汽车尾灯达到的所要设计最终目的，系统电路分为四个模块：555定时器，三进制计数器，模式控制电路，LED显示电路。其中，555定时器是用来产生电路所需要的时钟脉冲，三进制计数器是用来产生00→01→10→00…的循环，以分别控制左右尾灯的点亮和熄灭情况，模式控制电路是利用开关来控制设计电路的四种汽车运行状态的转化，最后，通过74LS138数据分配器以达到最后一个模块的显示作用，使得整个电路按照实验目的顺利完成。
模式控制电路通过两个开关来控制汽车尾灯的四种运行状态。当K1=K0=0的时候，74LS138不工作，脉冲过来时，使G=0,F=1,输出为高电平，通过两个非门输出高电平，是共阴极的发光二极管熄灭。当K1=0,K0=1的时候，汽车右转弯，当脉冲过来时，使G=1,F=1,74LS138开始工作通过三进制计数器，使输出端的Y0,Y1,Y2连接的LED循环点亮。同理，当K1=1,K0=0的时候，汽车左转弯，当脉冲过来时，使G=1,F=1时，74LS138开始工作通过三进制计数器，使输出端的Y4,Y5,Y6连接的LED循环点亮。当K1=1,K0-1的时候，使G=0，这时74LS86不工作，输出端F为脉冲，经过74LS138输出端的与非门和非门，到达LED，使二极管处于闪烁状态。
1.3 系统结构框图
图1 汽车尾灯控制器的结构框图
2 模块功能
2.1 汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系
表一 汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系
2.2 汽车尾灯控制器功能描述
在汽车左右转弯行驶时。由于3个指示灯被循环顺序点亮，所以可以用一个三进制计数器的状态控制译码器点亮顺序输出高电平，按要求顺序点亮3个指示灯。设三进制计数的状态用Q1和Q0表示，可得出左侧指示灯DL1,DL2,DL3和右侧指示灯DR3,DR2,DR1与开关控制变量K1和K0，计数器的状态Q1和Q0，以及时钟脉冲CP之间关系的功能表。（“1”表示灯亮，“0”表示灯灭。）
表二 汽车尾灯控制器功能描述
3汽车尾灯控制电路工作原理及汽车尾灯的控制电路的工作原理
汽车尾灯控制电路包含译码电路和显示驱动电路。其显示驱动电路由6个发光二极管和6个反相器(7404)构成;译码电路由3—8线译码器74138和6个与非门(7400)构成。74138的三个输入端A、B、C分别接三进制计数器的输出端1Q、2Q和转向控制开关[2]。当[2]=0，使能端信号G=0(译码器工作)、S=1，计数器的状态为00、01、10时，74138对应的输出端Y0、Y1、Y2依次为“0”有效，即反相器G1～G3的输出端也依次为0，故指示灯按D3←D2←D1顺序点亮。若上述条件不变，而[2]=1时，则74138对应的输出端Y4、Y5、Y6依次为0有效，即反相器G4～G6的输出依次为0，故指示灯按D4→D5→D6顺序点亮。当G=1(译码器禁止译码)、S=1时，74138的输出全为1，G1～G6的输出也全为1，指示灯全灭;G=1、S=CP时，指示灯随CP的频率闪烁。(“1”表示高电平，“0”表示低电平)，电路中限流电阻取值为0.2kΩ。汽车尾灯控制电路如图所示。
汽车尾灯控制电路图
本电路用几个廉价的晶体管和两个继电器使公共汽车的抽动国信号和拐弯信号能综合控制尾灯;制动时两个尾灯都亮，拐弯时只有一个尾灯亮。拐弯信号使尾灯每秒亮两次。拐弯时C1和C2充电至拐弯信号的峰压。电容的大小要使继电器能够在灯闪的间隙时间内吸合。如果电容选得太大，在拐弯信号撤除之后，制动信号就无法马上使尾灯亮起来。本电路是为新式汽车设计的，这种汽车为了保证安全起见需要将拐弯信号和制动信号分开。
（1）进入设计文件夹：双击图标Documents（2）进入PCB图设计系统：主菜单File/New后出现对话框；选择PCBDocument图标；单击（3）双击.PCB文件图标，打开设计系统窗口
（1）设定工作层面：执行菜单命令Design/Options基本工作层面说明：
信号层（SignalLayers）：用来放置元件、导线等与电气信号有关的电气元素。对于制作双面板而言，要选中顶层铜膜布线面（TopLayers）和底层铜膜布线面（BottomLayers）。
丝印层（Silkscreen）：用于绘制元件的外形轮廓，元件序号和标注字符等。一般选中顶层（Topoverlay）即可。
防护层（Mask）：自动生成，不选。
禁止布线层（KeepOutLayer）：用于规定放置元件和布线的区域。多层面（Multilayer）：用于快速把对象（例如，焊盘和过孔）加入到所有的信号层，选中即可。
其它的选项使用默认设置即可。
（2）规划电气边界：在禁止布线层（KeepOutlayer）进行。首先点击相应的层面标签：然后在此层面上绘制一个区域（一般为方形）在.Sch文件界面下，执行菜单命令Design/UpdatePCB,出现界面。.PCB文件的界面下，执行菜单命令Tools/AutoPlacement/AutoPlacer…。
ClusterPlacer：成组布局方式，比较适合元件较少的电路
StatisticalPlacer：统计布局方式，比较适合元件较多的电路
QuickComponentPlacer：快速元件布局，与成组布局方式（ClusterPlacer）搭配使用。
4.5 手工调整布局与自动布线
（1）元件位置、方向的调整：利用鼠标拖动改变元件的位置；结合x、y和空格键改变元件的方向。
（2）元件标注的调整：利用鼠标拖动改变元件的位置；结合x、y和空格键改变元件的方向。
（3）设置布线参数：Design/Rules。
（4）设定自动布线器：执行AutoRoute/Setup后，出现图12所示对话框，把RoutingGrid设置为“20.0000”，其余选项使用默认。之后，点击按钮RouteAll，开始自动布线。
（5）自动布线手动调整：利用Tools/Un－route删除已有布线，进行人工布线。
5汽车尾灯控制电路元件清单
序号元件名称型号功能数量
1LED灯检测电路功能6
2芯片HEF4011四2输入与非门3
3芯片74LS86D四2输入异或门1
4芯片74LS138D3线-8线译码器2
5芯片74LS08D二4输入与非门1
6芯片74LS04D六反向器1
7芯片74LS160D计数器1
8芯片555555计数器1
9电容1uF1
三电子制作部分
1、???设计任务、要求、目标
可调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。变压器把家用照明电交流电压220V变为所需要的低压交流电。桥式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，并实现电压可在1.25V-37V可调。
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．学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
3．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
1.2设计任务及要求
设计一种输出电压连续可调的集成稳压电源，输出电压在1.25---37V之间连续可调，输出最大电流可达1.5A。要求制作产品并调试
2、电路设计原理
2.1总体原理框图
根据设计指标要求，该稳压电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和指示电路等组成。原理方框如下图2.1.1所示。
图2.1.1直流稳压电源的结构方框图
?2.2各具体电路设计分析
直流稳压电源的基本原理
直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如图2.2.1所示。图2.2.1直流稳压电源基本框架图
?
电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。
整流电路
将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥
式整流滤波等。
图2.2.2全波整流滤波
图2.2.3桥式整流滤波
各滤波电容C满足RL-C＝（3~5）T/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流
滤波电路的等效负载电阻。
图2.2.5等效电路图
在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路，整流电路的作用是将交流电压u2变换成脉动的直流电压u3。滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压u3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压UI。UI与交流电压u2的有效值U2的关系为：
Ui=(1.1~1.2)Ui(2-2-1)
?稳压电路
三端可调稳压器:
三端可调稳压器因具有稳定度高、适应性强、使用方便的优点，得到广泛应用。最大输出电流1.5A以下三端可调稳压器，正电压输出的国产型号为CW117、CW217、CW317,他们的输出电压均为1.2~37V,最大输出电流IoM用后缀加以区别，标L为0.1A，M为0.5A,不标字母为1.5A。
CW117为军品，它的结温为-55~+150°，CW227为工业品；它的节结、温为-25~+150°它们的电压调整率Su≤0.05%/V，电流调整率Si≤1%。CW337为民品；它的结温为0~+125°它们的电压调整率Su≤0.07%/V，电流调整率Si≤1.5%。
?负电压三端输出可调稳压器国产型号CW137、CW237、CW337,他们的输出电压均为-1.2~-37V。输出电压为负电压，出引脚排列不同外，其他的字母、数字的含义及相对的参数与输出正电压三端可调稳压器相同。
大电流输出可调稳压器输出正电压有：（1）W150、W250、W350，他们的输出电压为1.2~33V，最大输出电流=3A,=0.02%/V,结温分别为-55~+150°C、-285~+150°C、0~+125°C。（2）W138、W238、W338，=1.2~32V、=5A，=0.02%/V。(3)CW196、CW396，=1.25~15V，=10A，=0.005%/V。输出负电压的为W133、W333输出电压均为-1.2~-37V，=3A，=0.01%/V。结温分别为-55~+150°C/0~+125°C。
b.三端可调式集成稳压
三端可调集成稳压器组成的稳压电路以CW317为例进行介绍：
三端可调稳压器的输出端与调整端（ADJ）间的是固定不变的，CW317为+1.2V。调整端的电流十分稳定且很小（=50uA），故
=1.2(1+)V(2-2-2)
为保证三端可调集成稳压器可靠稳压，要求输出电流不能小于最小负载电流。LM117、LM217、LM317的=3.5mA。LM117、LM217、LM317的=2.5mA。LM196、LM396的=10mA。
图中跨接在输出端与调整端之间，为保证负载开路时>，的最大值为
=/(2-2-3)
本电路中取=5mA，=1.2/5mA=240Ω。用下式求得
>=W(2-2-4)
本例中，>=0.006W选1/4W、240Ω金属膜电阻。要求最大输出电压为37V，根据以上式求得=7160Ω，取标称值6.8KΩ。
额定功率由下式估算，并取标称值
>=(2-2-5)
本例中，=W=0.188W，在要求较高场合选用WX1017型6.8KΩ精密线绕电位器（额定功率为1W）。
为输入端滤波电容，可抵消电路的电感效应和滤波输入线窜入的干扰脉冲。一般取0.33uF瓷介电容。是为减小两端纹波电压而设置的，一般取10uF。是消振电容，防止输出端负载程电容性时可能出现的阻尼振荡。根据经验一般取1uF，本例中选1uF、50V的电解电容。
图2.2.7中V、V为保护二极管，防止反向电压击穿稳压器，其原理与图中VD相同。可选开关二极管IN4148。
图2.2.7lm317稳压电路
?
三端可调稳压器LM317型要求输入电压范围为28~40V，输入输出电压差应不小于3V，图2.2.7所示电路，要求输入电压为40V。LM196/396输入输出电压差应不少于2.1V。
显示组件
在LM317输出端并联一发光显示电路，如图2-6所示，为避免发光二极管烧坏，串联一240Ω的电阻，以保证发光二极管正常发光。如图2-2-8所示
图2.2.8
2.3整体总电路分析
220v家用照明灯经变压器变为较小电压U2，因为设计要求输出端U0为1.25~37连续可调，且LM317输入与输出不得相差3V，则LM317的输入Ui=40V，又有公式Ui=(1.1~1.2)Ui。则变压器选择32~36V。U2经桥式整流电路后整
流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路C1、C2滤除较
大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1，如图2-9所示，，C2为输入端滤波电容，可抵消电路的电感效应和滤波输入线窜入的干扰脉冲，C3是为减小两端纹波电压而设置的，V、V为保护二极管，防止反向电压击穿稳压器。发光二极管七显示电路正常工作的作用，通过公式可知
=1.2(1+)V（2-2-6）
当调节R2的阻值可以调整LM317两端的输出电压的大小，可实现1.25~37V连续可调。当调节R2的阻值时由于发光二极管两端的电压改变，发光二极管得亮度也在改变，R2阻值越大，电压越大，发光二极管越亮。
整体设计图如图2.2.9所示：
图2.2.9电路整体设计图
2.4制作PCB板
新建PCB文件，打开，制出PCB板，如图2.2.10所示。
图2.2.10
3、设计制作与调试
3.1材料清单
①变压器：变压器的功能是将220V的交流电变换成整流电路所需要的低压交流电。
②整流电路：整流电路是利用二极管的单向导电特性，将变压器的次级电压变换成单向直流。
③滤波电路：滤波电路的作用是平波，将波动直流变换成比较平滑的直流。
④稳压电路：滤波电路的输出电压还是有一定的波动，对要求较高的电子设备，还要稳压电路，通过稳压电路的输出电压几乎就是恒定电压。
元件选择：
①???LM317集成块一块；
②220伏变12伏的变压器一个，电源线一根，螺丝螺母各一个，输出导线两根；
③0.33uf的瓷介电容一个，1000uf的电解电容一个，1uF的电解电容一个，10uf的电解电容一个；
④IN4007型号的二极管；
⑤电阻R1不超过240Ω，这里取240Ω，RW取6.8KΩ的电位器可以满足输出电压调节范围；R2取240Ω可保证发光二极管正常发光；
材料清单表一所示：
表一元器件清单
元器件名称 数量 类型 变压器 1个 30W 二极管 4个 IN4001 二极管 2个 IN4148 Lm317 1个 ? 电容器 1个 0.33μf 电容器 1个 1000μf 滑动电阻器 1个 0~6.8KΩ 电容器 1个 1μf 电容器 1个 10μf 电阻器 1个 200Ω
3.2制作与调试
在材料准备好后，我开始着手实物的制作，首先我将要用到到工具准备好，而且要用万用表确定变压器的输入与输出端，在插好电烙铁，给电烙铁涂上锡防止其氧化而不能正常使用，然后查看电路板，心里找准元件的分布，将变压器用螺丝固定在电路板上，再将4个IN4007二极管用烙铁烙在电路板上，根据电路图找准变压器出线的连接点，在将四个IN4007连成正方形，再将电容，LM317，电阻，二极管依次烙在电路板上，再用电烙铁拉锡，连接好所有的电路元件，在连接时注意元件的分布布局合理性，注意不要短接电路。
在制作到一半时，发现4个IN4007的正反向有问题，根据电路图查看电路板上的元件连接，并将接反得二极管调整过来。
在将实物制作完成后，插上电源，指示灯亮，用万用表测得输出的电压为27V，但调整滑动变阻器时，输出电压不可调，测得滑动变阻器两端电阻可调，显示示数从0到6.8kΩ，但测得电路板上滑动变阻器的两节点电阻不可调，所以断定可能存在虚接在滑动变阻器的两节点。
再重新焊好滑动变阻器的节点及相应的支路，再用万用表测其电阻是否可调。
再次插上电源，指示灯亮， LM317输出电压从2V~~27V间连续可调。
但几天之后我们发现本实物制作出了很严重的问题：lm317的引脚接错了。
按照正确的接法是1引脚接地，2引脚接输出，3引脚接输入，但我们是1、2、3引脚一次接输入、接地、输出。
再经过再次改装调试后，我们制作的可调直流稳压电源输入1~39v。
四总结
通过这次课程设计，我获得了很多，首先我明白我们以前所学过的理论知识并没有很好的理解，电桥滤波学过，但在设计时并不能及时反映过来，而是通过参考书才理解。本课程设计的目的要求是设计一种输出电压连续可调的集成稳压电源，输出电压在1.25---37V之间连续可调，输出最大电流可达1.5A，实物经调试后只能2~~27V间连续可调，问题可能出在选用的电阻R1240Ω过大，而且在插电源时1000UF的电容会发热发臭，其最大耐压为16V，在器材选择上出现了问题，后经过更换该最大耐压50V的1000UF电容，及正确接好LM317的引脚，问题解决。制作的可调直流稳压电源输入1-39V，最大电流可达1.5A。满足完成课程设计要求。本设计完成了题目要求的基本部分的全部要求。发挥部分的因为时间和制作材料的短缺而没有进行尝试，在今后条件允许的情况下再扩展。基本部分各单元工作稳定。
通过这次设计使我学会如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新，是要我们学会将理论很好地联系实际，并不断地去开动自己的大脑，从为人类造福的意愿出发，做自己力所能及的，别人却没想到的事。使之不断地战胜别人，超越前人。同时，更重要的是，我在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻易言弃。设计过程，也好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，也许这就是在对我们提出了挑战，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。
五致谢
本次电子制作是在石黄霞老师的精心指导下完成的。在此，向她表示衷心的感谢。在protel学习和电子制作的过程中，老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在protel软件使用或是在电子制作的选题和报告制作方面，我都的到了老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是她广博的学识、深厚的学术素养和严谨的治学精神使我终身受益，最后再次特别感谢石黄霞老师的指导与帮助。
六参考书目、网站
[1]陈梓城.《实用电子电路设计与调试》.中国电力出版社
[2]邱关源.《电路》第五版.高等教育出版社
[3]陈金松.《模拟集成电路》.中国科大出版社
[4]格雷、迈耶.《模拟集成电路的分析与设计》.科学出版社
[5]沈任元吴勇.《常用电子元器件简明手册》.机械工业出版社
[6]王俊峰.《实用电路300例》.机械工业出版社
[7]http://www.dzsc.com/dzbbs/pic_show.asp?id=11256
[8]http://wenku.baidu.com/view/1680e3eae009581b6bd9ebcd.html
[9]http://wenku.baidu.com/view/a2618ed6195f312b3169a57b.html
2
|
|
