多功能直流稳压电源设计
多功能集成直流稳压电源的设计
目录
1.设计的目的与要求 (2)
2.设计的原理及各部分电路的选择 (3)
3.设计的原理图及其参数选择 (15)
4.稳压电源的性能指标及其测试方法 (16)
5.参考资料 (19)
一、目的与要求
1．实验目的
通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试，要求学会：
(1)进一步加深理解整流电路的工作原理及滤波电路的作用。
(2)掌握直流稳压电路的设计方法，合理选择整流二极管、滤波电容及集成稳压器。
(3)掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。
2．设计任务
设计一波形直流稳压电源，具体要求如下：
(1)同时输出电压为3、5、10V。
(2)输出电流为2A。
(3) 输出纹波电压小于5mV 。
(4) 稳压系数小于0.005.
(5) 输出内阻小于0.1欧。
(6)具有过流保护电路，输出电流大于2A时，保护启动。
3．设计要求
(1)合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图。
(2)选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）。
(3)按时提交课程设计报告，完成相应答辩。
二、实验原理
稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成，即变压器，整流滤波电路和稳压电路。如下图所示。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。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。
1、各部分电路的作用
（1）交流电压变换部分。一般的电子设备所需的直流电压较之交流电网提供的220V电压相差较大，为了得到输出电压的额定范围，就需要将电网电压转换到合适的数值。所以，电压变换部分的主要任务是将电网电压变为所需的交流电压，同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用。
（2）整流部分。整流电路的作用，是将变换后的交流电压转换为单方向的脉动电压。由于这种电压存在着很大的脉动成份，即纹波，因此一般还不能直接用来给负载供电，否则，纹波的变化会严重影响负载电路的性能指标。（3）滤波部分。滤波部分的作用是对整流部分输出的脉动直流电进行平滑化，使之成为含交变成份很小的直流电压。也就是说，滤波部分实际上是一个性能较好的低通滤波器，且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率。
（4）稳压部分。尽管经过整流滤波后电压接近于直流电压，但是其电压值的稳定性很差，它受温度、负载、电网电压波动，负载波动等因素的影响很大，因此，还必须有稳压电路，以维持输出直流电压的基本稳定。
2、各电路的选择
1.电源变压器
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 。
理想变压器满足U 2/U 1=N 2/N 1，变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η，
式中η是变压器的效率。
2．整流
整流是稳压电源的一个重要组成部分，它的主要作用是进行波形变换即将交流信号变成直流信号。
（1）半波整流
半波整流电路如下图所示。为分析方便起见，可设二极管为理想的。
R L T
半波整流电路
该电路工作原理：设变压器次级电压U 2=U 2m sin ωt=2U 2sin ωt ，其中U 2m 为其幅值，U 2为有效值。当U 2变化的正半周期时，二极管D 受正向电压偏置而导通，U L =U 2；当U 2变化的负半周期时，二极管D 处于反向偏置状态而截止，U L =0。U 2和U L 的波形如下图所示，显然，输入电压是双极性，而输出电压是单极性，且是半波波形，输出电压与输入电压的幅值基本相等。
由理论分析可得，输出单向脉冲电压的平均值即直流分量为
U L0=U 2m /π=π
2U 2 ≈0.45 U 2 （1） 显然，输出电压中除了直流成分外，还含有丰富的交流成分，这些谐波
的总和称为纹波，它叠加与直流分量之上。常用纹波系数γ来表示直流输出电压中相对纹波电压的大小，即
L0L γ
U U =γ （2）
式中，U L γ为谐波电压总有效值，其值应为
2L0222L22L1γL 2
1U U U U U -=++= （ （3） 由式（1）、(2）和（3）通过计算可得，γ≈1.21。由结果可见，半波整流电路的输出电压纹波较大。
半波整流电路的波形
半波整流电路中的二极管安全工作条件为：
a ）二极管的最大整流电流必须大于实际流过二极管平均电流，即
I F ＞U L0/R L =0.45U 2/R L
b ）二极管的最大反向工作电压U R 必须大于二极管实际所承受的最大反向峰值电压U RM ，即U R ＞U RM =2U 2
2．全波桥式整流
全波桥式整流电路如图(a)所示，图中4个二极管接成电桥的形式，图(b)所示为该电路的简化画法。
L T r O +-
图（a ） 全波桥式整流电路 图(b) 全波桥式整流电路简化画法
该电路工作原理：参见图(a)，设变压器次级电压
U 2=U 2m sin ωt=2U 2sin ωt ，其中U 2m 为其幅值，U 2为有效值。在电压U 2的正半周期时，二极管D 1、D 3因受正向偏压而导通，D 2、D 4因承受反向电压而截止；在电压U 2的负半周期时，二极管因受D 2、D 4正向偏压而导通，D 1、D 3因承受反向电压而截止。U 2和U L 的波形如下图所示，显然，输入电压是双极性，而输出电压是单极性，且是全波波形，输出电压与输入电压的幅值基本相等。
由理论分析可得，输出全波单向脉冲电压的平均值即直流分量为
全波整流电路的波形
U L0=2U 2m /π=π
22U 2≈0.9U 2 （4） 其纹波系数γ为
L0L γ
U U =γ （5）
式中，U L γ为谐波（只有偶次谐波）电压总有效值，其值应为
2L0222L42L2γL U U U U U -=++= （6）
由式（4）、（5）和（6）通过计算可得γ≈0.48。由结果可见，
全波整流电路的输出电压纹波比半波整流电路小得多，但仍然较
大，故需用滤波电路来滤除纹波电压。
全波整流电路中的二极管安全工作条件为：
a ）二极管的最大整流电流必须大于实际流过二极管平均电。由于4个二
极管是两两轮流导通的，因此有
I F ＞I D0=0.5U L0/R L =0.45U 2/R L
b ）二极管的最大反向工作电压U R 必须大于二极管实际所承受的最大反
向峰值电压U RM ，即U R ＞U RM =2U 2
（3）二倍压整流
倍压整流电路是利用二极管的单向导电性引导电源分别对每一个电容
充电，然后将电容上的电压顺极性串联相加来获得高电压的。下面以二倍压
整流电路来说明其工作原理。
在变压器副边电压的正半周，D1导通，D2截止，电流通过路为
a-C1-D1-b ，C1被充电至u2的峰值 。
在变压器副边电压的负半周时，D2导通，D1截止，电流通过路是b-C2-D2-C1-a ，u2与C1上的电压串联起
来对C2充电，C2上得到最大电压为2 。
正半周负半周
电路选择：a)由于半波整流电路的平均输出电压为桥式全波
整流的一半，效率较低，且输出电压波动较大。
2U 22U 2
b)桥式全波整流电路的输出电压脉动程度比半波整流电路
小得多，输出电压和电流的平均值也比半波整流电路提高了一倍，且对二极管的要求和半波整流时一样。虽然二极管数目的增多加大了整流电路内阻的损耗，但由于次内阻很小，消耗也不大。
c) 二倍压电路可以从低电压的交流电源获得很高的直流输
出电压，而对变压器次级绕组绝缘层、电容和二极管的耐压要求都不高。但在接上负载后，电容将对负载放电，输出电压将会降低。若负载电阻小，则电容放电快，输出电压下降较多，电容放电产生的电压脉动也较大。所以倍压整流电路只适用于高电压、小电流的场合。此设计输出的不是高电压。
综上所述选择桥式全波整流电路较合理。
3．滤波电路
尽管全波整流的纹波系数较之半波整流有很大改善，但还不能直接给负载供电，需采用滤波电路进一步减小纹波。滤波通常是利用电容或电感的能量存储作用来实现的。滤波电路种类很多，下面介绍几种常用的滤波电路。
（1）电容滤波
电容滤波电路如下图所示，由于工频交流电频率较低（50H Z），图中电容C一般取值较大。
T r +
-U L
电容滤波电路
该电路工作原理：设U 2=U 2m sin ωt=2U 2sin ωt ，由于是全波整流，因此不管是在正半周期还是在负半周期，电源电压U 2一方面向R L 供电，另一方面对电容C 进行充电，由于充电时间常数很小（二极管导通电阻和变压器内阻很小），所以，很快充满电荷，使电容两端电压U C 基本接近U 2m ，而电容上的电压是不会突变的。现假设某一时刻U 2的正半周期由零开始上升，因为此时电容上电压U C 基本接近U 2m ，因此U 2＜U C ，D 1、D 2、D 3、D 4管均截止，电容C 通过R L 放电，由于放电时常数τd =R L C 很大（R L 较大时），因此放电速度很慢，U C 下降很少。与此同时，U 2仍按2U 2sin ωt 的规律上升，一旦当U 2＞U C 时，D 1、D 3导通，U 2→D 3→C →D 1对C 充电。然后，U 2又按2U 2sin ωt 的规律下降，当U 2＜U C 时，二极管均截止，故C 又经R L 放电。同理，在U 2的负半周期也会出现与上述基本相同的结果。这样在U 2的不断作用下，电容上的电压不断进行充放电，周而复始，从而得到一近似于锯齿波的电压U L =U C ，使负载电压的纹波大为减小。
由以上分析可知，电容滤波电路有如下特点：
a ）R L C 越大，电容放电速度越慢，负载电压中的纹波成分越小，负载平均电压越高。
为了得到平滑的负载电压，一般取
R L C ≥(3～5)T/2 （7）
式中，T 为交流电源电压的周期。
b ）R L 越小输出电压越小。
若C 值一定，当R L →∞，即空载时有
U L0=2U 2≈1.4 U 2
当C =0，即无电容时有
U L0≈0.9 U 2
当整流电路的内阻不太大和电阻R L 电容C 取值满足式（7）时，有
U L0≈(1.1～1.2)U 2 （8）
电容滤波适用于负载电压较高、负载变化不大的场合
（2）电感滤波
电感滤波电路如下图所示，由于工频交流电频率较低（50H Z ），图中电感L 一般取值较大，约几亨利以上。
T r +
-U L
电感滤波电路
电感滤波电路是利用电感的储能来减小输出电压纹波的。当电感中电流增大时，自电感电动势的方向与原理电流方向相反，自感电动势阻碍了电位的增加同时也将能量储存起来，使电流的变化减小；反之当电感中电流减少时，自感电动势的作用阻碍电流的减少，同时释放能量，使电流变化减小，因此，电流的变化小，电压的纹波得到抑制。
电路选择：电感滤波，在电感线圈不变时，负载越小，输出电压的交流分量越小，脉动越小，但仅在负载远远小于 L 时才能获得较好的滤波效果，若忽略电感阻抗，则输出电压为0.9 U 2 。电容滤波，电路简单，输出电压较高，约为1.2 U 2，，脉动较小。
此电路的负载较大，ω为100π，工频电感体积大，重量重，价格高，损耗大，电磁辐射强，因此一般少用。在输出电压的脉动、交流分量相近的情况下，此实验选择电容滤波较合理。
4．稳压
滤波后的输出电压即使纹波很小，也仍然存在稳定性的问题。这是因为当负载R L变化或电网电压波动时，输出电压的整体也要随之改变，因此，绝大多数直流电源都必须采用稳压电路进行稳压。
（1）简单稳压管稳压电路如下图所示。电路中，R为限流电阻，v 为稳压二极管。
稳压管稳压是利用稳压管在反向击穿时电流可在较大范围内变动但击穿电压却基本不变的特点而实现的。当输入电压变化时，输入电流将随之变化，稳压管中的电流也将随之同步变化，结果输出电压基本不变；当负载电阻变化时，输出电流将随之变化，但稳压管中的电流却随之作反向变化，结果仍是输出电压基本不变。
下面讨论R的取值范围。为保证稳压作用的所需的流过稳压二极管的最小电流为I zmin，为防止电流过大从而造成损坏所容许的流过稳压二极管的最
R
o
大电流为I zmax ，即要求I zmin ＜I z ＜I zmax 。当U I 最大和R L 开路时，流过稳压二极管的电流最大，此时应有zmax z
max I I U U R -≥；当U I 最小（不小于U z ）和R L 最小（不允许短路）时，流过稳压二极管的电流最小，此时应有
min
L z zmin z
min I /R U I U U R +-≤。即 min L z zmin z min I zmax z
max I /R U I U U R I U U +-≤≤- （9）
一般来说，在稳压二极管安全工作的条件下，R 应尽可能小，从而使输出电流范围增大。
(2)串联型稳压电路
左图是一个简单的串联型稳
压电路，该三极管叫做调整管。电阻R 和稳压管Dz 组成简单的稳压管稳压电路，接到调整管的基极，使基极电压Ub=Uz 保持恒定，此电压称为基准电压。
其电压稳定过程如下：当电网电压波动或负载电流变化引起输出电压Uo 升高时，由于调整管基极电位Ub 是恒定的，将引起调整管基-射极之间的电压Ube 下降。由三极管特性曲线可知，其基极电流Ib 减小，集-射极电压Uce 上升，而Uo=Ui-Uce ，使输出电压降到原值。
（3）三端集成稳压器
将串联型稳压电路中的各元件集成在一块芯片上就形成了集成稳压器。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。常用可调式正压集成稳压器有W317系列，它们的输出电压从1.25V－37伏可调，最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流为1.5A。其典型电路如图2，其中电阻R1与电位器R2组成输出电压调节器，输出电压Uo的表达式为：Uo＝1.25（1＋R2/R1），式中R1一般取120－240欧姆，输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压（典型值为1.25V）。
此外三端集成稳器还有78系列和79系列。如下图是78系列的外形和接线图。78系列又分三个子系列，即78xx,78Mxx,78Lxx.其主要差别在于输出电流和外形，78 xx输出电流为1.5A ,78 Mxx输出电流为0.5A,而78Lxx的输出电流为0.1A.
1——输入端 2——接地端 3——输出端
电路选择：并联稳压电路的结构简单，但输出电压不可调，稳定精度不高；串联型稳压电路用输出电压直接去控制调整
管的基极电流，控制作用不明显，稳压效果较差；而且两者的调整管的功耗很大，电路效率低；集成稳压器体积小、可靠性高、使用灵活、价格低廉。由于78系列的输出电压恒定，相比之下，W317系列的输出电压具有连续可调的优点，此电路须3、5、10V电压，可选用78系列作为稳压电路。
5.扩流电路及保护电路
由于W78XX的最大输出电流仅为1.5A，故要采用扩流电路，将其扩至2A。
加多留保护的串联扩流电路：
R为电阻，U来自比较放大电路。当正常工作是，V2截止，调整管V1导通，电流直接从V1的射集经电阻R流出，当电流过大时，R两端的电压使V2导通，并从V1的基集分流，限制了调整管的射集电流，R取值不同，调整管射集的电流限定值不同，大约为Ube2/R.
3、设计的电路
（1）集成稳压器输入电压Ui的确定。为保证稳压器在电网量低时仍处稳压状态，要求Ui>Uomax+(Ui-Uo)min, 其中(Ui-Uo)min是稳压器最小输入输出差，典型值为3V，当电网电压有±10％的波动时，电源应稳压，所以Uimin=[Uomax+(Ui-Uo)min]/0.9=(10+3)/0.9=14.44V,取15V。
另外，为保证稳压器安全工作，要求Ui （2）电源变压器副边电压、电流及功率的确定。一般地， U2>Uimin/1.1=13.6V, I2=(1.1~3)Iomax,取I2=1.1Iomax=2.2A. （3）整流滤波元件参数选择。二极管反向电压峰值 URM>1.1*1.41*13.6=21.1V，ID>1.1*2.2=2.42A；滤波电容C1=（3~5）T/2RL。 （4）稳压器功耗估算。为保证稳压输出器在额定输出条件下安全、可靠地工作，必须装散热器。当交流输入增加10%时，稳压器输入直流电压最大，此时稳压器的最大耗散功率为Pmax=(Uimax-Uomin)Iomax=59.45W，所以散热器的功率应大于59.45W. （5）其他措施。滤波电容C1=（3~5）T*/2RL=（20000~33333）μF，取30000μF。离集成稳压器较远，在稳压器输入端加一个C2=0.33μF的旁路电容，输出端接C3=0.1μF的电容，用来实现频率补偿，防止稳压器产生高频自激振荡并抑制电路引入高频干扰。C4为铝电解电容，取1μF，用来减小稳压电源输出端由输入电源引入的干扰。D2为保护二极管，当即撑起输入端发生短路，D2为C4提供一个放电同路，防止C4两端的电压作用于集成稳压器内部的调整管，造成调整管发射结击穿而损坏。集成稳压器输出 电流为1.5A，所以调整管输出电流为0.5A,R1=Ube1/0.5=1.4欧。 电路工作原理：当电路正常工作时，Q1截止，Q2导通，Q2集电极的电流和集成器的输出电流合并后输出2A的电流，触电1分别和触电2、3、4相连可得输出电压，即R5,R6,R7两端的电压，为3V,5V,10V；当总电流大于2A，即Q2集电极电流大于0.5A时，R1两端的压降使VI导通，此时Q2被关断，输出电流小于2A，限制了输出，达到保护电路的作用。 以输出电压为3V为例，滤波和输出波形如下图： 电路粗调：测试电路输出纹波电压，发现其远大于5mV，可能是C2、C4的值过小使得输入端的高频分量对输出产生影响，故依次加大C2、C4、C2和C4，但对输出的纹波电压几乎都没有影响，于是考虑，可能是滤波效果不好导致，故增大C1，发现纹波下降明显，当C1加至6.9mF时，纹波开始小于5mV，改变R2，对输出纹波几乎没有影响。当Q2导通时，由于R1的分压，R2端电压大于0.7V且R1端电压小于0.7V，所以R2必定大于R1，故R2 可取100欧。此时输出电压和电流如下图 输出电压为2.936V，近似为3V，输出电流为1.957A，近似为2A。 4.稳压电源的性能指标及测试方法 a)稳压电源的技术指标 稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，如输出电压、输出电滤及电压调节范围；另一类是质量指标，反映一个稳压电源的优劣，包括稳压系数、输出电阻、纹波电压等。 b)测试方法 注：XMM1为电压表，示数为Io，XMM2为电压表，示数为Uo,黑框内为被测稳压电路。 （1）纹波电压：叠加在输出电压上的交流电压分量。用示波器观测其峰峰值一般为毫伏量级。也可用交流毫伏表测量其有效值，但因纹波不是正弦波，所以有一定的误差。 （2）输出电阻：当输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值。 （3）稳压系数：在负载电流、环境温度不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化。 a.测出纹波电压(峰峰值)如图所示： 按上述粗调调整方法调整后，显然纹波电压小于5mV. b.输入电压不变时，输出电压及输出电流如下图： 通过计算可得Ro=（2.936-2.928）/（1.957-1.875）=0.098<0.1 c.输入电压变化引起输出电压变化 经计算，Sr=0.38》0.005,须调整。 在输出基本不变的情况下，要减小Sr，可增大ΔUi,为此可以加大减小时间常数τ，这里采取减小C1的方法。 到此，设计结束。 参考资料：(1)李立主编，电工学实验指导.北京：高等教育出版社，2005. (2)高吉祥主编，电子技术基础试验与课程设计.北京：电子工业出版社，2004. (3)谢云等主编，现代电子技术实践课程指导.北京：机械工业出版社，2003. 直流稳压电源设计 姓名:_ 学号：_ 专业： 班级：_______ 2012年3月12号 课题： 220v交流电转５v直流电的电源设计 一．电路实现功能 该电路输入家用220v交流电，经过全桥整流，稳压后输出稳定的5v直流电。 二．特点 方便实用，输出电压稳定，最大输出电流为1A，电路能带动一定的负载 设计方案 设计思路： 考虑到直流电流电源。我们用四个1N4007四个晶体管构成桥式整流桥。，将220V50Hz的交流电转换为直流电。以电容元件进行整流。因为我们要输出5V的电压，所以选用7805。 设计原理连接图： 一、变压器变压 220V交流电端子连一个降变压器把电压值降到8V左右 二、 单项桥式全波整流电路 根据图，输出的平均电压值0()201sin ()AV U d π ωτωτπ=? 即：0()20.9AV U U 三、 电容滤波 本设计我们使用电容滤波，滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。 C 越大， RL 越大，τ越大，放电越慢，曲线越平滑，脉动越小。 四、 直流稳压 因为要输出5V 的电压，所以选用LM7805三端稳压器件 五、 总电路 如图所示电路为输出电压+5V、输出电流1.5A的稳压电源。它由电源变压器B，桥式整流电路D1～D4，滤波电容C1、C3，防止自激电容C2、C3和一只固定式三端稳压器(7805)极为简捷方便地搭成的。 220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压，再经过桥式整流电路D1～D4和滤波电容C1的整流和滤波，在固定式三端稳压器LM7805的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化)。此直流电压经过LM7805的稳压和C3的滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路的电源。三端稳压器是一种标准化、系列化的通用线性稳压电源集成电路，以其体积小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用简捷方便等特点，成为目前稳压电源中应用最为广泛的一种单片式集成稳压器件。 六、实验所需元器件 万用板一个，1N4007晶体管四个，（220伏至8伏） 交流变压器一个，电解电容2200μF一个，电解电容 100μF一个，电容0.1F两个，LM7805三端稳压器一 个。电烙铁一个，松香若干，锡丝若干~~ 直流稳压电源电路的设计实验报告 一、实验目的 1、了解直流稳压电源的工作原理。 2、设计直流稳压电路，要求输入电压：220V市电，50Hz，用单变压器设计并制作能够输出一组固定+15V输出直流电压和一组+1.2V~+12V连续可调的直流稳压电源电路，两组输出电流分别I O≥500mA。 3、了解掌握Proteus软件的基本操作与应用。 二、实验线路及原理 1、实验原理 （1）直流稳压电源 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下： 图2-1 直流稳压电源的原理框图和波形变换 其中： 1）电源变压器：是降压变压器，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，变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n，式中n是变压器的效率。 2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。 3）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。滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压U1。 4）稳压电路：其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。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。 （2）整流电路 常采用二极管单相全波整流电路，电路如图2-2所示。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2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2-3所示。 t <电子技术课程设计> 直流稳压电源课程设计任务书 一：设计任务及要求： 1. 设计任务 设计一集成直流稳压电源，满足： （1）当输入电压在220V交流时，输出直流电压为6V。 （2）输出纹波电压小于5mv，稳压系数<=0.01； （3）具有短路保护功能。 (4) 最大输出电流为:Imax＝1.0A; 2.通过集成直流稳压电源的设计，要求学会： （1）选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。 （2）掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。 3．设计要求 （1）电源变压器、整流二极管、滤波电容等元件只做选择性设计； （2）合理选择集成稳压器； （3）完成全电路理论设计、绘制电路图； （4）撰写设计报告。全文格式可参照下附一目录格式要求。 （5）希望：设计有新意，切忌完全照搬、抄袭、上下文不统一、文不对题等。 （6）文章请在某些方面12月13日前完成初稿，14日进行初审答辩。 附一：部分 目錄 二、原理与分析 1．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，基本框图如下。各部分的作用： 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。变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η，式中η是变压器的效率。 （2）整流滤波电路：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。 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。 ）三端集成稳压器：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。常用可调式正压集成稳压器有CW317（LM317）系列，它们的输出电压从1.25V－37伏可调，最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流为1.5A。其典型电路如图2，其中电阻R1与电位器R2组成输出电压调节器，输出电压Uo的表达式为：Uo＝1.25（1＋R2/R1） 式中R1一般取120－240欧姆，输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压（典型值为1.25V）。 稳压电流的性能指标及测试方法 稳压电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度，包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率）、纹波电压（纹波系数）及温度系数。测试电路如图3。 图3 稳压电源性能指标测试电路 （1）纹波电压：叠加在输出电压上的交流电压分量。用示波器观测其峰峰值一般为毫伏量级。也可用交流毫伏表测量其有效值，但因纹波不是正弦波，所以有一定的误差。 （2）稳压系数：在负载电流、环境温度不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化，即： （3）电压调整率：输入电压相对变化为±10%时的输出电压相对变化量，稳压系数和电压调整率均说明输入电压变化对输出电压的影响，因此只需测试其中之一即可。 （4）输出电阻及电流调整率 输出电阻与放大器的输出电阻相同，其值为当输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值.电流调整率：输出电流从0变到最大值时所产生的输出电压相对变化值。输出电阻和电流调整率均说明负载电流变化对输出电压的影响，因此也只需测试其中之一即可。 模拟电路课程设计报告设计课题：直流稳压电源的设计班级：电子1101 学号： 姓名：刘广强 指导老师：董姣姣 完成日期：2012年6月19 目录 一、设计任务及要求 (3) 二、总体设计思路 (3) 1．直流稳压电源设计思路 (3) 2．直流稳压电源原理 (3) 3、滤波电路——电容滤波电路 (5) 4、稳压电路 (7) 5、设计的电路原理图 (8) 三、．设计方法简介 (8) 四、软件仿真结果及分析 (10) 五、课程设计报告总结 (12) 六、参考文献 (13) 一、设计任务及要求 1、设计一个连续可调的直流稳压电源，主要技术指标要求： ①输出直流电压：U0=9→12v； ②纹波电压：Up-p<5mV； ③稳压系数：S V≤5% （最大的波动不能超过5%） 2、设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。 3、自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量。 4、在实验室MultiSIM8-8330软件上画出电路图，并仿真和调试，并测试其主要性能参数。 二、总体设计思路 1．直流稳压电源设计思路 （1）电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。 （2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。 （3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。 （4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给电压表。 2．直流稳压电源原理 1、直流稳压电源 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。 直流稳压电源方框图 新疆大学 课程设计报告 所属院系：电气工程学院 专业：电气工程及其自动化 课程名称：电子技术基础A 设计题目：直流稳压电源的设计 班级： 学生姓名： 学生学号： 指导老师: 常翠宁努尔.买买提 完成日期：2017. 7. 01 课程设计题目：直流稳压电源的设计 要求完成的内容： 1.输出直流电压1.5~10V可调； 2.输出电流I m=300mA； O 3.稳压系数Sr≤0.05； 4.具有过流保护功能。 指导教师评语： 该生通过查阅文献和资料和手册，能够综合运用电子技术课程中所学到的理知识，并能消 化和理解，把理论与实践进行结合起来。具有分析问题和解决问题的能力，较好地完成了设计任务。 评定成绩为： 指导教师签名：2017年 7 月01 日 直流稳压电源的设计 直流稳压电源的设计要求是设计中包括电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四个部分。通过四部分的组合将 220V 交流电压转变为设计要求直流电压。并且用仿真软件进行仿真分析。 一、方案设计 1.总体设计框架图 方案的总体思路如下：直流稳压电源一般由直流电源变压器、整流电路、滤波电路及稳压电路所组成，其基本框图如下： 1.1电源变压器 是降压变压器，它将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。 1.2整流电路 此设计的整流部分主要采用桥式电路，即由四个二极管交叉而成。但使用二极管时应注意以下问题： (1) 最大整流电路流f I 指二极管长期运行允许通过的最大正向平均电流。若使用时超过此值，有可能烧坏二极管。 U (2) 最高反向工作电压rm 指允许施加在二级管两端的最大方向电压，通常为击穿电压的一半。 (3) 反向电流r I 指二极未击穿时的反向电流值。其值会随温度的升高而急剧增加，其值越小，二极管的单向导电性越好。但是反向电流值会随温度的上升而显著增加。 (4) 最高工作频率f 直流稳压电源的设计实验报告 一、实验目的 1.学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源 2.掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测量方法 二、实验任务 利用7812、7912设计一个输出±12V 、1A 的直流稳压电源； 三、实验要求 1）画出系统电路图，并画出变压器输出、滤波电路输出及稳压输出的电压波形； 2）输入工频220V 交流电的情况下，确定变压器变比； 3）在满载情况下选择滤波电容的大小（取5倍工频半周期）； 4）求滤波电路的输出电压； 5）说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。 四、实验原理 1.直流电源的基本组成 变压器：将220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。 整流电路：利用二极管的单向导电性，将正负交替的交流电压变换成单一方向的直流脉动电压。 滤波电路：将脉动电压中的文波成分滤掉，使输出为比较平滑的直流电压。 稳压电路：使输出的电压保持稳定。 4.2 变压模块 变压器：将220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。 4.2 整流桥模块 整流电路的任务是将交流电变换为直流电。完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。管D 1～D 4接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。 由上面的电路图，可以得出输出电压平均值：2)(9.0U U AV o ≈ ，由此可以得V U 152=即可 即变压器副边电压的有效值为15V 计算匝数比为 220/15=15 2.器件选择的一般原则 选择整流器 流过二极管的的平均电流: I D =1/2 I L 在此实验设计中I L 的大小大约为1A 反向电压的最大值：Urm=2U 2 选择二极管时为了安全起见，选择二极管的最大整流电路I DF 应大于流过二极 直流稳压电源的项目 设计方案 （一）设计目的 1、学习直流稳压电源的设计方法； 2、研究直流稳压电源的设计方案； 3、掌握直流稳压电源的稳压系数和阻测试方法； （二）设计要求和技术指标 1、技术指标：要求电源输出电压为±12V（或±9V /±5V），输入电压为交 流220V，最大输出电流为I omax =500mA，纹波电压△V OP-P ≤5mV，稳压系数Sr≤5%。 2、设计基本要求 （1）设计一个能输出±12V/±9V/±5V的直流稳压电源； （2）拟定设计步骤和测试方案； （3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数； （4）要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图； （5）在万能板或面包板或PCB板上制作一台直流稳压电源； （6）测量直流稳压电源的阻； （7）测量直流稳压电源的稳压系数、纹波电压； （8）撰写设计报告。 3、设计扩展要求 （1）能显示电源输出电压值，00.0-12.0V； (2) 要求有短路过载保护。 （三）设计提示 1、设计电路框图如图所示 稳压电路若使用分离元件要有取样、放大、比较和调整四个环节，晶体管选用3DD或3DG等型号；若用集成电路选78XX和79XX稳压器。 测量稳压系数：在负载电流为最大时，分别测得输入交流比220V增大和减小10%的输出Δvo，并将其中最大一个代入公式计算Sr，当负载不变时，Sr=ΔVoV I / ΔV I V O 。 测量阻：在输入交流为220V，分别测得负载电流为0及最大值时的ΔVo，r o = ΔV O /ΔI L 。 纹波电压测量：叠加在输出电压上的交流分量，一般为mV级。可将其放大 后，用示波器观测其峰－峰值△V OP-P ；用可用交流毫伏表测量其有效值△V O ，由 电气工程系电子信息工程技术专业 题目：直流稳压电源设计 学生姓名：刘现华班号：电信一班学号： 100222101013 指导教师: 一、设计题目 题目：直流稳压电源设计 二、设计任务： 设计并制作用晶体管、电阻器、电容组成的直流稳压电源。 指标：1、输入电压： 2、输出电压：3- 6V、6-9V、9-12V三档直流电压； 3、输出电流：最大电流为1A； 4、保护电路：过流保护、短路保护。 三、理电路和程序设计： 一电路原理方框图： 图1.1 四、原理说明： (1)选用集成稳压器构成的稳压电路， 选用可调三端稳压器LM317，其特性参数V o=(1.2V~37V),Iomax=1.5A,最大输入、输出电压差（Vi-V o）max=40V。符合本任务的基本要求。 (2)选电源变压器 集成稳压电源的输出电压V o即是此电路的输出电压。稳压器的最大允许电流ICM〈Iomax，输入电压根据公式 V omax+(Vi-V o)min≤Vi≤V omin+(Vi-V o)max可求出其范围为12V≤Vi ≤43V。故副边电压取V2=12V，副边电流取I2=1A变压器的副边输出功率为P2≥V2 I2 =12W，由下表可得变压器的效率为0.7。则原边输入功率P1>P2/η=17W。为留有余地，选取功率为20W的变压器。 图1.2 (3)选整流二极管及波电容 整流二极管D选IN4001，其极限参数为VRM≥50V，IF=1A，满足要求。滤波电容C可由纹波电压△V op-p和稳压系数来确定。由式Vi=△V op-pVi /V oSv得△Vi =2.2V，由式C=Ict/△Vi=Iomaxt/△Vi 得C=3636μF。电容C的耐压应大于17V，故取2只2200μF/25V的电容相并联。 (4)电阻RP1的取值 由式V o=(1+Rp1/R1)1.25，取R1=240Ω，则RP1=336Ω时输出电压为3V，RP1=1.49Ω时输出电压为9V ，故取4.7KΩ精密线绕可调电位器。当RP1阻值调至最小端时输出电压为1.25V，当阻值大于1.5KΩ后输出电压不会继续增大，使用Multisim9仿真时为13V,但实际测试时为10V 12V直流稳压电源设计 一、摘要 直流稳压电源是一种当电网电压波动或温度、负载改变时，能保持输出直流电压基本不变的电源。其电源电路包括电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个环节。设计中要用的元件有变压器、稳压器、整流二极管、电解电容等。实测结果表明，该装置实现了题目要求的全部功能，实现了题目的基本要求。 关键词：直流、整流、稳压、滤波、电源 二、设计目的 1.学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。 2.掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。 3.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 三、设计任务 设计一个直流稳压线性电源，输入220V，50Hz的正弦交流信号，输出±12V对称稳压直流电。 四、遇到问题 因为是模拟电路所以误差会比较大，电路的准确性往往取决于整个电路的线路连接及器件，一旦某条线路出现问题则整个电路无法正常工作，或者某个器件因为电压过大而烧坏则此电路失败。要注意 输入电压的器件如稳压管，一旦输入过大电压那么它绝对会烧坏，只能换新的来替代。 五、原理电路和程序设计 电路原理方框图 1．直流稳压电源的基本原理 下面将就直流稳压电源各部分的作用作简单陈述。 (1)是降压变压器，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。 (2)整流滤波电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。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。 (3)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。 六、电路图和各部分波形图 课程设计名称：电力电子技术 题目：直流稳压电源的课程设计 专业：电力自动化 班级：电力09-2 姓名：王裕 学号：0905040218 目录 一、简介 (3) 二、设计目的 (4) 三、设计任务和要求 (5) 四、设计步骤 (6) 1．电路图设计 (6) 2. 电路安装、调试 (6) 五、总体设计思路 (7) 1．直流稳压电源设计思路 (7) 2．直流稳压电源原理 (7) 3．设计方法简介 (8) 六、实验设备及原器件 (11) 七、注意事项 (12) 八、此电路的误差分析 (13) 九、心得体会 (14) 十、参考文献 (15) 一简介 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。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。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6-13V可调。 二设计目的 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。 三设计任务及要求 1．设计并制作一个连续可调直流稳压电源，主要技术指标要求： ①输出电压可调：Uo=+6V～+13V ②最大输出电流：Iomax=1A ③输出电压变化量：ΔUo≤15mV ④稳压系数：SV≤0.003 2．设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。 3．自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量，交指导教师审核。 4.批准后，进实验室进行组装、调试，并测试其主要性能参数。 简易直流稳压电源的设计方案 本文主要介绍直流稳压电源的设计。音频放大电路主要以单相桥式整流及三端集成稳压器为主。完成将输入220v，50Hz的市电，输出为稳定的±5V的直流电，。通过软件Proteus完成基本的电路原理图并进行防真和调试，使其满足基本设计要求。在构建好电路的每一个环节后要对±5V简易直流稳压电源进行仿真分析 简易直流稳压电源的设计方案 一﹑本次设计的主要目的 随着科学技术的飞速发展，人类进入高速发达的商品社会，市场里各种电子商品琳琅满目，给生活带来极大的方便。但是不少非常实用的电子制品成果，或者受到多方面因素的制约，或者时机尚未成熟，往往很难转化为商品。然而，如果我们能够亲自动手制作，不仅可以使自己的创意得以实现，还能丰富生活，体味乐趣，更重要的是通过制作，有利于我们掌握电子制作技术的技能，激发创造性。 直流稳压电源是电子系统中的关键部分，其作用是为电子系统提 供稳定的电能。 设计要求： 设计出每个功能框图的具体电路图，并根据下列技术参数的要求，计算电路中所用元件的参数值，最后按工程实际确定元件参数的标称值。 容量：5W 输入电压：交流220V 输出电压：直流±5V 输出电流：1A 二、稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，如输出电压、输出电滤及电压调节范围；另一类是质量指标，反映一个稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。对稳压电源的性能，主要有以下四个万面的要求：1．稳定性好 当输入电压Usr（整流、滤波的输出电压）在规定范围内变动时，输出电压Usc的变化应该很小一般要求。 由于输入电压变化而引起输出电压变化的程度，称为稳定度指标，常用稳压系数S 来表示： S的大小，反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。在同样的输入电压变化条件下，S越小，输出电压的变化越小，电源的稳定度越高。通常S约为。 模拟电子技术课程设计报告 题目名称：直流稳压电源电路设计姓名： 学号： 班级： 指导教师： 成绩： 目录 1课程设计任务和要求 2 2方案设计 2 3单元电路设计与参数计算 4 4总原理图及元器件清单9 5安装与调试 11 6性能测试与分析12 7结论与心得14 8参考文献 14 课程设计题目： 直流稳压电源电路设计 一、课程设计任务和要求: 1）用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源（±12V）。 2）输出可调直流电压，范围：1.5∽15V； 3）输出电流:IOm≥1500mA；（要有电流扩展功能） 4）稳压系数Sr≤0.05；具有过流保护功能。 二、方案设计： 稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如下图1所示，其整流与稳压过程的电压输出波形如图2所示。 图1稳压电源的组成框图 图二整流与稳压过程波形图 电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。 方案一、单相半波整流电路 半波单相整流电路简单，电路及其电压输出波形分别如图3、图4所示，使用元件少，它只对交流电的一半波形整流，其输出波形只利用了交流电的一半波形则整流效率不高，且输出波形脉动大，其值为：S= =≈1.57，直流成分小，= ≈0.45，变压器利用率低。 图3 单相半波整流电路 图 4 单相半波整流电路电压输出波形图 方案二、单相全波整流电路 使用的整流器件是半波电路的两倍，整流电压脉动较小，是半波的一半，无滤波电路时的输出电压=0.9，变压器的利用率比半波电路的高，整流器件所承受的反向电压要求较高。 方案三、单相桥式整流电路 单相桥式整流电路使用的整流器件较多，但其实现了全波整流电路，它将的负半周也利用起来，所以在变压器副边电压有效值相同的情况下，输出电压的平均值是半波整流电路的两倍，且如果负载也相同的情况下，输出电流的平均值也是半波整流电路的两倍，且其与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求一样，还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点。所以综合三种方案的优缺点决定用方案三。 直流稳压电源课程设计报告 设计任务及要求 1．设计任务 设计一直流稳压电源，满足： （1）当输入电压在220V交流时，输出直流电压为6－９V； （2）输出纹波电压不于5mv （3），稳压系数<=0.01； （4）具有短路保护功能； （5）最大输出电流为：Imax=0.8A 2．要求通过设计学会； （1）如何选择变压器、整流二极管、滤波电容及调整三极管或集成稳压块；（2）合理选择电路结构，并完成全电路元器件参数设计、绘制电路图；（3）短路保护实现方法 （4）掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法 （5）撰写设计报告。 3．设计注意： （1）电源变压器、整流二极管、滤波电容、调整三极管或集成稳压块等元件只做选择性设计； （2）完成全电路元器件参数设计、绘制出整体电路图； （3）撰写设计报告要符合下列格式并按时上交，逾期将延与下届。 一、书写要求 二、上交时间要求 上交书面及电子稿发至邮箱： 撰写设计报告格式：（仅供参考，不要全部抄龚） 见附录一 集成直流稳压电源的设计与制作 姓名 1 绪言 随着半导体工艺的发展，稳压电路也制成了集成器件。由于集成稳压器具有体积小，外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点，因此在各种电子设备中应用十分普遍，基本上取代了由分立元件构成的稳压电路。集成稳压器的种类很多，应根据设备对直流电源的要求来进行选择。对于大多数电子仪器、设备和电子电路来说，通常是选用串联线性集成稳压器。而在这种类型的器件中，又以三端式稳压器应用最为广泛。 2 设计要求 1.初始条件： （1）集成稳压器选用LM317与LM337或其他芯片，性能参数和引脚排列请查阅集成稳压器手册。 （2）电源变压器为双15Ｖ／25Ｗ。 （3）其参考电路之一如图1所示 图1 ±1.25V-±15V连续可调直流稳压器参考电路原理图 2.主要性能指标：（1）输出电压Vo：±1.25 - ±12V连续可调。 （2）最大输出电流Iomax=800mA （3）纹波电压ΔVop-p≤5mV （4）稳压系数Sv≥3X10-3 3.设计要求：（1）依据已知设计条件确定电路形式。 （2）计算电源变压器的效率和功率。 （3）选择整流二极管及计算滤波电容 （4）安装调试与测量电路性能，画出实际电路原理图。 （5）按规定的格式，写出课程设计报告。 3 总体设计思路 在本次课程设计中我准备采用串联型稳压电路，集成稳压器选用LM317与LM337，电源变压器选用双15Ｖ／25Ｗ。 由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压U I会随着变化。因此，为了维持输出电压U I稳定不变，还需加一级稳压电路。 课程设计任务书 半导体直流稳压电源的设计和测试 （一）设计目的 1、学习直流稳压电源的设计方法； 2、研究直流稳压电源的设计方案； 3、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法； （二）设计要求和技术指标 1、技术指标：要求电源输出电压为±12V（或±9V /±5V），输入电压为交流220V，最大输出电流为I omax=500mA，纹波电压△V OP-P≤5mV，稳压系数Sr≤5%。 2、设计基本要求 （1）设计一个能输出±12V/±9V/±5V的直流稳压电源； （2）拟定设计步骤和测试方案； （3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数； （4）要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图； （5）在万能板或面包板或PCB板上制 作一台直流稳压电源； （6）测量直流稳压电源的内阻； （7）测量直流稳压电源的稳压系数、纹 波电压； （8）撰写设计报告。 3、设计扩展要求 （1）能显示电源输出电压值，00.0-12.0V； (2) 要求有短路过载保护。 （三）设计提示 1、设计电路框图如图所示 稳压电路若使用分离元件要有取样、放大、比较和调整四个环节，晶体管选用3DD或3DG等型号；若用集成电路选78XX和79XX稳压器。 测量稳压系数：在负载电流为最大时，分别测得输入交流比220V增大和减小10%的输出Δvo，并将其中最大一个代入公式计算Sr，当负载不变时，Sr=ΔVoV I/ΔV I V O。 测量内阻：在输入交流为220V，分别测得负载电流为0及最大值时的ΔVo，r o=ΔV O/ΔI L。 纹波电压测量：叠加在输出电压上的交流分量，一般为mV级。可将其放大后，用示波器观测其峰－峰值△V OP-P；用可用交流毫伏表测量其有效值△V O，由 实训报告 题目名称：直流稳压电源电路 系部：电气与信息工程系专业班级：机制14-3 学生姓名：郭欣欣 学号：2013211171 指导教师：刘岩 完成日期：2018年1月17日 摘要 随着电子技术的快速发展，高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高，如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量，其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。 本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件稳压电路将交流电压转化为直流电压输出，并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 随着电子技术的快速发展，高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高，如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量，其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件LM317稳压电路将220V交流电压转化为5V直流电压输出，并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 关键词: 半波整流电容滤波稳压电路稳压系数纹波电压 目录 一、设计要求 (1) 二、原理分析与设计步骤 1.直流稳压电路结构的选择 (1) 2.交流变压器 (2) 3.整流电路 (2) 4.滤波电路 (2) 5.集成稳压电路 5.1集成稳压器件LM317 (3) 5.2 LM317典型接法 (4) 6.参数计算与器件选择 (4) 6.1电路参数计算 (4) 6.2元器件清单 (5) 三、实验步骤与测试结果 1.电路搭接与仪器调试 (6) 2.性能参数测试 2.1稳压系数的测量 (6) 2.2输出电阻的测量 (6) 2.3纹波电压的测量 (7) 2.4测量结果分析 (7) 四、实验小结 (7) 直流稳压电源设计 一。设计要求 1）要求输入220V 市电，输出为最大电压为5V 可调的直流电压。 2）要求接入负载后，输出电压不随负载而改变。 二。电路分析图 1）各部分模块的简图如下： 图7-1 直流稳压电源模块图 变压器的初级一侧一般为220V 交流电压，次级一侧电压可以根据所需直流电压的 大小，通过选择适当的变压比来得到。整流电路利用二极管的单向导电性将交流电变换 成脉动直流电（如图7-3），利用滤波电路将脉动直流电压滤为较平滑的直流电压（如图7-4）。由于整流、滤波电路输出的直流电压稳定性较差，当电网电压波动或负载变化时输出电压也随之而变化，采用稳压电路后，输出电压的稳定程度将大为提高。 ＋－ 图7-2 变压、整流、滤波电路图 图7-3 整流后的输出的电压波形图 图7-4 直流电压滤波之后的波形图 三。直流稳压压处理 用稳压二极管提供一个稳定的输入电压5V，如图： 图7-5 直流电压降压处理后的电路图 但这个电路图有个问题：调节滑线变阻器，当输出电压为2。992V时，输出电流只1。565 A，电流太小，不能驱动负载，所以还需要有个电流放大的环节。 改进方案：用复合管对输出电流进行放大。改进后的电路图如下： 图7-6 改进后的的+5V可调直流电压电路图 改进之后，输出电流明显增大，驱动能力也有所增强，如图，达到7mA左右。但还没达到稳压的要求呢，在图中5V电压的输入，输出却只有3。874V，如果改变负载R6的话，输出电压也很会随之改变。可见，该电路图还需改要进一步改善。 改进措施：接入一个运放，将稳压管输出的5V电压作为基准电压，从运放的同向端输入，再直接反馈给反相端，构成电压跟随器，输出电压V0直接等于稳压后的5V，故输出电阻R0→0，这样的话，输出电压就不会因负载的变化而变化了，就达到稳压的功能了。 如图： 图7-7 可稳压输出的电路图 到此，整个电路可稳定的输出5V可调的电压，改变负载后输出电压依然不变。 可调直流稳压电源的设计 直流稳压电源的设计 设计要求 基本要求：短路保护，电压可调。若用集成电路制作，要求具有扩流电路。 基本指标：输出电压调节范围：0-6V，或0-8V，或0-9V，或0—12V； 最大输出电流：在0.3A-1.5A区间选一个值来设计； 输出电阻Ro：小于1欧姆。 其他：纹波系数越小越好（5%Vo），电网电压允许波动范围 + -10%。 设计步骤 1．电路图设计 （1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。 （2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 （3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。 （4）总电路图：连接各模块电路。 2. 设计思想 （1）电网供电电压交流220V(有效值)频率为50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。 （2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。 （3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。 （4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响 。 的稳定直流电压输出，供给负载R L 电路设计 （一）直流稳压电源的基本组成 直流稳压电源是将频率为50Hz 、有效值为220V 的单相交流电压转换为幅值稳定、输出电流为几十安以下的直流电源，其基本组成如图（1）所示： 图（1） 直流稳压电源的方框图 直流稳压电源的输入为220V 的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。 变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，半波整流电路和全波整流电路的输出波形如图所示。可以看出，他们均含有较大的交流分量，会影响负载电路的正常工作。 为了减小电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。理想情况下，应将交流分量全部滤掉，使滤波电路的输出电压仅为直流电压。然而，由于滤波电路为无源电路，所以接入负载后势必影响其滤波效果。对于稳定性要求不高的电子电路，整流、滤波后的直流电压可以作为供电电源。 交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或者负载变化时，其平均值也将随之变化。稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性。 （二）各电路的选择 1.电源变压器 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U i 。实际上，理想变压器满足I 1/I 2=U 2/U 1=N 2/N 1=1/n ，因此有P 1=P 2=U 1I 1=U 2I 2。变压器副边与原边的功率比为P 2/ P 1=η，式中η是变压器的效率。根据输出电压的范围，可以令变压器副边电压为22V ，即变压系数为0.1。 2.整流电路 T 负 载 辽宁工业大学 模拟电子技术基础课程设计（论文）题目：直流稳压电源设计 摘要 直流稳压电源应用广泛，几乎所有电器、电力或电子设备都毫不例外地需要稳定的直流电压（电流）供电，它是电子电路工作的“能源”和“动力”。不同的电 路对电源的要求是不同的。在很多电子设备和电路中需要一种当电网电压波动或负载发生变化时，输出电压仍能基本保持不变的电源。电子设备中的电源一般由交流电网提供，如何将交流电压（电流）变为直流电压（电流）供电？又如何使直流电压（电流）稳定？这是电子技术的一个基本问题。解决这个问题的方案很多，归纳起来大致可分为线性电子稳压电源和开关稳压电源两类，它们又各自可以用集成电路或分立元件构成。 半导体二极管和晶体管是电子电路中常用的半导体器件，也是构成集成电路的基本单元。主要利用这两种元器件设计制作一个分立式元器件串联反馈型稳压电源。直流稳压电源由交流电网经变压、整流、滤波、和稳压四个主要部分构成。本次设计的主要内容是围绕着如何使分立式元器件串联可调直流稳压电源输出直流 电压稳定、脉动成分减小而展开的。首先介绍了全波整流电路的工作原理，接着介绍了电容滤波电路的性能特点，然后引入了具有放大环节和辅助电源的串联可调式稳压电源，并在电路中采用了提高稳定度，提高温度稳定性及限流型过流 保护电路的具体措施，以确保电路安全稳定的工作。 关键字：串联稳压,直流,可调电源，Multisim软件，LM317. 目录 第1章串联式直流稳压电源设计方案论 证 (1) 1.1串联型直流稳压电源的设计意义 (2) 1.2串联型直流稳压电源设计的要求及技术指标 ....................... 3 1.3 总体设计方案论证 ............................................. 3 1.3.1 总体设计方案论证 ........................................ 3 1.3.2 总体设计方案框图 ........................................ 直流稳压电源的设计 目录 一、目的和要求．．．．．２ 二、实验原理．．．．．３ 三、稳压电源的技术指标．．．．．１１ 四、元件清单．．．．．１２ 五、小结．．．．．１3 一、目的与要求 1．实验目的 通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试，要求学会： (1)选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源； (2)掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。 2．设计任务 设计一波形直流稳压电源，满足： (1)当输入电压在220V±10%时，输出电压为±5v,±12v,±15v和从0到15v可调，输出电流大于1A； (2)输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于5×10-3，输出内阻小于0.1欧。3．设计要求 (1)电源变压器只做理论设计； (2)合理选择集成稳压器； (3)完成全电路理论设计、绘制电路图 (4)撰写设计报告、总结报告 二、实验原理 稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成，即变 压器，整流滤波电路和稳压电路。如下图所示。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。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。 稳压电源电路的基本方框图 1、各部分电路的作用 （1）交流电压变换部分。一般的电子设备所需的直流电压较之交流电网提供的220V 电压相差较大，为了得到输出电压的额定范围，就需要将电网电压转换到合适的数值。所以，电压变换部分的主要任务是将电网电压变为所需的交流电压，同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用。 （2）整流部分。整流电路的作用，是将变换后的交流电压转换为单方向的脉动电压。由于这种电压存在着很大的脉动成份（称为纹波），因此一般还不能直接用来给负载供电，否则，纹波的变化会严重影响负载电路的性能指标。 （3）滤波部分。滤波部分的作用是对整流部分输出的脉动直流电进行平滑 ，使之成为含交变成份很小的直流电压。也就是说，滤波部分实际上是一个性能较好的低通滤波器，且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率。 （4）稳压部分。尽管经过整流滤波后电压接近于直流电压，但是其电压值的稳定性很差，它受温度、负载、电网电压波动等因素的影响很大，因此，还必须有稳压电路，以维持输出直流电压的基本稳定。 2、各电路的选择 （1）电源变压器 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 。 实际上，理想变压器满足I 1/I 2=U 2/U 1=N 2/N 1=1/n ，因此有P 1=P 2=U 1I 1=U 2I 。变压器副 u 1 变压器 u 2 整 电流 路u 3滤 电波 路 u 4稳 电压 路 U o 直流稳压电源设计实验 报告 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256） 实训报告 题目名称：直流稳压电源电路 系部：电气与信息工程系 专业班级：机制 14-3 学生姓名：郭欣欣 学号： 指导教师：刘岩 完成日期： 2018年1月17日 摘要 随着电子技术的快速发展，高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高，如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量，其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。 本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件稳压电路将交流电压转化为直流电压输出，并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 随着电子技术的快速发展，高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高，如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量，其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件LM317稳压电路将220V交流电压转化为5V直流电压输出，并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 关键词:半波整流电容滤波稳压电路稳压系数纹波电压 目录 一、设计要求 (1) 二、原理分析与设计步骤 1.直流稳压电路结构的选择 (1) 2.交流变压器 (2) 3.整流电路 (2) 4.滤波电路 (2) 5.集成稳压电路 集成稳压器件LM317 (3) LM317典型接法 (4) 6.参数计算与器件选择 (4) 电路参数计算 (4) 元器件清单 (5) 三、实验步骤与测试结果 1.电路搭接与仪器调试 (6) 2.性能参数测试 稳压系数的测量 (6) 输出电阻的测量 (6) 纹波电压的测量 (7) 测量结果分析 (7) 四、实验小结 (7)一个5v直流稳压电源设计报告
直流稳压电源电路的设计实验报告
直流稳压电源课程设计任务书
直流稳压电源课程设计报告(1)
模拟电子 课程设计 直流稳压电源的设计
直流稳压电源设计实验报告(模电)
直流稳压电源的项目设计方案
直流稳压电源设计实验报告
12V直流稳压电源工程设计方案
直流稳压电源课程设计[1]
简易直流稳压电源的设计方案
直流稳压电源电路设计
直流稳压电源课程设计报告.
直流稳压电源的设计方法
直流稳压电源设计实验报告
直流稳压电源设计
可调直流稳压电源的设计完整版
直流稳压电源设计课程设计
直流稳压电源的设计-Read
直流稳压电源设计实验报告