电子CAD设计报告规范文档—12V双极性电源的设计.doc

电子线路CAD综合训练课程设计报告 题 目 12V双极性稳压电路 学 号 3110431031 班 级 电子112班 学 生 赵 锐 指导教师 杨 媛 2013 年 目录 1设计任务及要求 3 2直流稳压电源 3 3电路设计 4 3.1变压器 4 3.2整流电路 5 3.3 滤波电路 6 3.4 稳压电路 8 4 PCB设计 10 4.1 Altium Designer winter 09 简介 10 4.2原理图的绘制 11 4.3 PCB封装的添加与绘制 11 4.4 元器件排版PCB的生成 12 4.5 布线、覆铜及 DRC检查 12 5仿真 16 5.1 Multisim简介 16 5.2 Multisim对所设计电路进行仿真 16 5.3 仿真结果 17 6总结 18 参考文献 19 1设计任务及要求 设计一个输入220V交流电压，经双路变压（两路16V）、整流、双路稳压后输出±12V直流电压电源。完成电路原理设计，元件选取及参数计算，并完成PCB制板，进行软件仿真。 2直流稳压电源 在电子电路及设备中，一般都需要稳定的直流电源供电，提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。它由变压、整流、滤波、稳压四部分电路组成，如图1-1所示： 图1-1直流电源的方框图 降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。 整流电路，整流电路将交流电压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。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。 滤波电路，可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。 稳压电路，稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。 3电路设计 整体原理图如图3-1所示： 图3-1整体电路原理图 3.1变压器 按设计要求，变压器为220V输入双路16V输出，考虑到负载功率的问题，应该选择功率较大的变压器，本设计中选定EI型全铜变压器 220V转16V交流 35W电感变压器 。35W已经完全满足设计要求和安全功率。原理图和PCB封装分别如图3-2和图3-3所示： 图3-2变压器原理图 　　　 图3-3变压器PCB封装 3.2整流电路 本次设计采用单相桥式整流电路，它由四只二极管组成，其构成原则就是保证在变压器副边电压的整个周期内，负载上的电压和电流方向始终不变。整流桥如图3-4所示 图3-4单相桥式整流路 在u2的正半周内，二极管D1、D3导通，D2、D4截止；u2的负半周内，D2、D4导通，D1、D3截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。电路的输出波形如图3-5所示： 图3-5整流电路输出波形  输出电压平均值 （3-1） 解得 （3-2） 则 （3-3） 输出电流平均值 （3-4） 在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半 （3-5） 电路中的每只二极管承受的最大反向电压为=22.6V(U2是变压器副边电压有效值)。 （3-6） 在实际电路中，考虑到电网电压的波动范围为，故在选用二极管时，至少应该有10%的余量，选择最大整流电流和最高反向工作电压分别为： （3-7） V （3-8） 根据和可以确定二极管，本次选用1N4002，其最大整流电流为1.0A，最大反向电压100V，最大功耗3W，它完全符合设计要求。 3.3 滤波电路 整流电路的输出电压虽然是单一方向的，但是还含有较大的交流成分，不能直接用于大多数电子电路及设备的电源。因此，在整流后，还需要设计一个滤波电路来将脉动直流电压变为平滑的直流电压。 滤波电路有许多种形式，常见的有：电容滤波电路、电感滤波电路、LC滤波电路以及RC或LC型滤波电路。表3-1为各种滤波电路的性能比较。 表3-1 各种滤波电路性能的比较 性 能 类型 电容滤波 电感滤波 LC滤波 RC或LC型滤波 1.2 0.9 0.9 1.2