电子实验设计实验报告

成都信息工程学院 电子系统设计报告 课程名称：电子实验设计              系部： 控制工程学院                    专业班级： 自动化101                    学生姓名：                      学    号：  2010073033          指导教师： 杨笔锋、王建波、赵剑          完成时间：  第七周末（4.08）            报告成绩： 评阅教师 日期 PWM高效调光电路设计报告 一. 设计要求 二. 1.设计任务 设计并制作一个高效PWM调光电路，控制电压越高灯泡的亮度也越亮。 2.设计任务与要求 (1)输入的控制电压0—5V，系统采用9V供电。 (2)负载为一个6V/100mA的灯泡，系统效率>70%（在输出达到灯泡的额定功率下测量）。 三. 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 选择及电路的工作原理 工作原理：PWM高效调光电路是通过等效方波、三角波、PWM波之间的转换，再通过分压电阻控制电压从而控制占空比的改变，从而实现灯输出功率的调节，达到高效调节灯泡亮度的作用。 方案一：   利用LM 324做成分别关于产生方波、三角波、PWM波的三个运放，其中方波由迟滞比较器并且和三角波运放共用RC振荡回路。 方案二：   用LM393和LM358，选择393中的一个比较器做成迟滞比较器（需上拉电阻）和358其中的一个运放共用一个RC振荡回路分别产生方波和三角波，然后用358中的另外一个运放做成PWM运放产生PWM波。 四. 单元电路设计计算与元器件的选择（采用方案一） 方波单元：   用324中的一个运放（5、6、7脚），因为原题中都给的电压以及输出电压有限制，这就需要方波的幅值进行限制，需要两个电阻R1，R2；产生方波的原理，利用迟滞比较器中的C的充放电过程，导致门限的翻转（高低电平时间相等），周而复始，形成方波。 三角波单元：   利用324中的另外一个运放（8、9、10）构成三角波发生器，利用方波单元以及和其同用的RC（C1、R3）振荡回路的一个有源积分回路，就构成一个三角波产生器。 PWM单元：   再用324中的一个运放（1、2、3），由于题目中给出的是通过电压控制灯泡功率的输出，需要一个分压电阻R6和能改变电压的电位器R7，再将产生的三角波当输入及可。 负载单元：   将产生的PWM波和两个三极管（做开关作用，两个并联允许更大的电流通过防止三角管烧坏）接一起，接上灯泡和一个电容C2（防止灯泡闪烁）的并联电路即可。 设计的具体实现 1． 系统概述 负载灯泡 PMW波发生器 三角波发生器 方波发生器 简单介绍系统设计思路与总体方案的可行性论证，各功能块的划分与组成，全面介绍总体工作过程或工作原理，应包含有整体框图：                   框架图 PWM高效调光电路是通过等效方波、三角波、PWM波之间的转换，再通过分压电阻控制电压从而控制占空比的改变，从而实现灯输出功率的调节，达到高效调节灯泡亮度的作用。由RC振荡回路起振产生方波，输入到三角波中，然后输入PWM运放中经过电位器和分压电阻的作用从而调节负载灯泡的亮度。如图框架图中前三个单元模块分别用到324中的一个运放，并且方波和三角波运放共用RC（C1、R3）振荡回路，在迟滞比较器中的方波发生器需要两个电阻(R1、R2)进行调幅， PMW主要是由一个电位器R6和分压电阻R7和324的一个运放构成。负载由两个并联三极管（相当于开关）和电容C2组成。 2． 单元电路设计、仿真与分析          详细介绍各单元电路的选择、设计及工作原理分析、仿真，并介绍有关参数的计算及元器件参数的选择等：       方波单元：           选择RC振荡回路的迟滞比较器产生方波：因为首先要使RC振荡回路起振所以需要R2/R1+1>3（即当放大器增益需要大于3）,即R2/R1>+=2，所以如果去R1等于10K，则取R2至少为20K。而RC振荡回路中，高低电平的时间要满足<=0.5*R*C而且还要防止有直流偏置，所以如果取R3=5.1K，那么C至少要取104.         三角波单元：           和方波发生器共用一个RC振荡回路，构成一个有缘积分回路，最后再和前面的方波发生器构成一个三角波发生器，且需要一个二分之VCC的输入，通过两个相等电阻R4，R5来实现，任意取值R4=R5=10K，即输出三角波。         PWM单元：           前面产生的三角波输入324的另外一个运放中即可产生PWM波，由于题目给出的灯泡的额定电压为6V，且要求电压调节范围为0V~5V，需要将VCC进行分压，需保证至少能调到5V输出，所以R6/R7>5:4，取R7=4K，R6为10K的电位器。         负载单元：           前面一切单元进行顺利，能够产生PWM波，最后需要对电路进行开关控制，为防止电流过大烧坏三极管，故用两个8050进行并联，为防止灯泡闪烁，给其并联一个电解电容C2（104）。 2． 电路的安装与调试      介绍电路安装调试过程中所遇到的主要技术问题，给出现象记录、原因分析、解决 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 及效果，详细介绍电路的性能指标或功能的测试方法、步骤、仪器设备、记录的图 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 和数据： 1、主要遇到的技术问题：       ①：由于实验只提供三极管，而三极管若长时间工作，会发烫发热，严重甚至烧坏。       原因分析：由于三极管属于低功耗管，就算两个三极管并联在一起，其允许通过的电流相对于灯泡的额定电流来说还是太小，长时间工作很容易发烫，甚至烧坏，影响效率。       解决措施和效果：如果改用Mos场管，则能够解决问题，电路正确连接情况下运行不发烫发热。       ②：事先并没有注意到RC回路的起振问题，导致无输出，三极管烧坏。       原因分析：由于R1、R2之间没有满足RC的起振条件，导致没有输出，切由于电阻过小，通过三极管的电流过大，直接烧坏三极管。       解决措施和效果：按照RC的起振条件须使其的增益放大至少大于3.则得到正确的波形。       ③：忘记给LM324供电，导致无输出波形。       原因分析：在连接电路图的时候忘记了，原理图的中的LM324省略的其VCC供电的导线，导致无源无输出波形。       解决措施和效果：在324的4脚处供上VCC，有正确输出波形。   2、电路的性能指标的测试方法、步骤、仪器设备、记录的图标、和数据       ①、电路的性能指标的测试方法：       题目要求的是PWM高效调光电路，主要是看电路最后出来的时候的效率是多少，测得灯泡的功率以及VCC的输出功率之间的比值即为效率。       ②、步骤及仪器设备记录的图标和数据：       先将万用表并联在灯泡两端，调节R6使得其的示数为6V，使灯泡工作于额定电压下，然后将万用表串连进去得到其的额定电流I1（667mA）；同样的方法串联至VCC处，测得其的工作电流为I2(685 mA).；根据P=UI,分别得到灯泡功率P1(4.002W)，电源输出功率P2(6.165)，其的比值即为效率(约为百分之65)。 所以P1=4.002W，P2=6.165W，效率=P1/P2*100%=64.91%。 五．心得体会及建议   心得体会：首先拿到这个题目感觉是茫然什么都不会，但真到了后面经过老师的提示，自己再一点点的去抽丝剥茧，一点点的做出来，发现里面几乎所有的构成单元均是自己学过的，就算有少数没有学过的都可以通过查找资料学习消化然后落到实际的电路上面去。在做项目的过程中，有诸多的问题，电路并不是一次性就能连接好的，所以一定要有毅力，发现错误，立即通过测量数据以及仿真的方法改正错误。特别值得一提的是，这次是我自己第一次做电路板，很多不懂的东西，刚开始无从下手，不知道其应有的顺序，待请教了别人之后，发现其实也就那么一回事，还是很简单的，经过自己不懈的努力终于做出自己的板子，做出板子之后不一定是正确的还要经过验证看是否合题，无论是做电路图还是做电路板，都是 一个费脑费力的活儿，所以一定不能马虎，坚持认真便能最终做出来。   建议：在做电路板的过程中我发现一个很重要的问题，那就是仅仅使用两个8050这种三极管的并联无法完全满足题目中所给的要求，由于灯泡的额定电流比较高700MA，在其长时间的工作下很有可能导致三极管烧坏停止工作，所以个人觉得用Mos场管效果更好，能够避免这种情况。      六．附录 元器件明细表（主要用于列出本次课程设计中所用的全部元器件），附图要求用A4纸画出电路原理图并打印: 七．参考文献 1·成都信心工程学院电子实验中心集体编著·模拟电子技术基础·成都信息工程学院 2·不详·电子设计工程·北京航空航天出版社·2008年02期 [11－13] 文档已经阅读完毕，请返回上一页！