摘要
采用三端集成LM338正电压输出可调式稳压器和LM324运算放大器，输出电压在0～30V之间连续可调电压供功率放大器使用。该稳压电源具有性能稳定，结构简单、电压、电流指标精度高，调节方便等优点。
三端可调稳压器具有体积小，稳定性高，输出阻抗小，温度性能好等优点。但是在实际应用中，可调式稳压器随着输入—输出压差的增大，增大了稳压器的功耗，缩短了稳压器的使用寿命。稳压器的功耗分为有载功耗和无载功耗，有载功耗大于无载功耗，这是在设计和使用稳压器时需要特别注意的。稳压器工作时的功耗主要取决于稳压器调整管的压差和流经的电流。所以在实际应用中，稳压器的压差应在允许值范围内越小越好。
为了实现电压连续可调，并降低稳压器的功耗，可采用外界取样电路，自动进行调控的设计方案。输入电压分为几个档位，从而降低稳压器的压差，电路简单、调试方便。价格低廉，并可大大降低稳压器的功耗，提高了稳压器的使用寿命和工作稳定性。
本文介绍了运算放大器对集成稳压器的输入—输出压差进行实时控制的基本原理，并介绍了30V/5A低功耗可调稳压电源的电路设计方法。
关键词：稳压器；变压器；可调电源
ABSTRACT
Summary of three-Terminal integrated LM338 voltage adjustable voltage regulator and LM324 op-amp output voltage adjustable 0~30V voltage for the amplifier to use. The regulated power supply with stable performance, simple structure, high precision voltage and current specifications, convenient adjustment and so on.
Three-Terminal adjustable regulator with small size, high stability, small output impedance, temperature as well as good performance. But in practice, adjustable regulator with input-output voltage increases, increasing the power of the regulator, shortening the life span of the regulator. Regulator-power is divided into on-load and no-load power consumption power consumption, have power greater than the no load power consumption, which is designed and used regulators need to pay special attention. Regulator power mainly depends on the voltage regulator to adjust when pipe pressure differential and flow through the current. So in practice, differential pressure regulator should be well within the range of allowed values is smaller.
In order to achieve continuous voltage can be adjusted, and reduce power consumption by regulators, using outside sample circuit, automatic control design. Input voltage is divided into several stalls, thereby reducing the differential pressure regulators, circuit is simple, easy to debug. Prices are low, and can greatly reduce the voltage of power consumption, improving the stability of the regulator's life and work.
Describes the integrated operational amplifier input-output voltage regulator fundamentals of pressure difference control in real time, and introduced the 30V/5A adjustable regulated power supply circuit design method of low power consumption.
Key word: Regulators; Transformer; Adjustable power
目录
1 引言 (1)
1.1 论文研究背景与意义 (1)
1.2 本课题研究内容与目标 (1)
2 线性稳压器 (2)
2.1 线性稳压器的主要特点 (2)
2.2 标准集成线性稳压器的产品分类 (3)
2.2.1 三端固定式集成稳压器的分类及工作原理 (3)
2.2.2三段可调式集成线性稳压器的分类及工作原理 (7)
2.2.3多端集成线性稳压器 (11)
2.2.4 跟踪式正、负压对称输出集成线性稳压器 (11)
2.2.5 其他集成线性稳压器 (11)
2.3 集成稳压器的选择 (11)
2.4 集成稳压器的主要技术参数 (13)
2.5 线性稳压器外部保护电路工作原理 (15)
2.5.1 反向偏压保护 (15)
2.5.2 输出端反极性电压保护电路 (16)
2.5.3 瞬态过电压保护电路 (17)
3 其他元器件的选型 (19)
3.1 运算放大器 (19)
3.1.1 运算放大器的作用及工作原理 (19)
3.1.2 运算放大器构成的电压比较器 (19)
3.1.3 运算放大器LM324 (21)
3.2 开关三极管 (22)
3.2.1 开关三极管的简单介绍 (22)
3.2.2 开关三极管的工作原理 (23)
3.2.3 开关三极管的特点及应用 (23)
3.3 稳压二极管 (24)
3.4 电压继电器 (24)
4 稳压电路的设计 (26)
4.1直流稳压电源的基本原理 (26)
4.1.1直流稳压电源设计思路 (26)
4.1.2直流稳压电源 (26)
4.2可调试集成稳压电源的设计 (27)
4.2.1.可调试三端集成稳压电源的设计基础 (27)
4.2.2 基本单元电路的设计 (30)
4.2.3 电路结构图设计 (31)
4.2.4 功耗计算 (33)
4.2.5 集成稳压器的散热器设计 (33)
5 电源的安装与仿真调试 (37)
5.1 元器件 (37)
5.1.1.电解电容的引脚 (37)
5.1.2.电阻 (37)
5.1.3 整流桥 (38)
5.1.4 二极管 (39)
5.1.5 三端可调稳压器 (39)
5.2 安装与调试 (39)
6 结语 (41)
致谢 (42)
参考文献 (43)
附录一电器主接线图 (44)
1 引言
1.1 论文研究背景与意义
随着电子技术的发展，电子设备在人们的生活和生产中的地位也越来越重要，许多的电子设备对所需的电源也提出了更高的要求。而这其中相当多的电子设备不能直接使用公用电网提供的交流电源, 而是需要稳定的直流电源，因此对直流电源的性能、体积、重量等的要求也不断提高，再加上当今世界能源贫乏，于是对稳压电源的功率损耗也提出了更严格的要求；同时，电子设备种类的不断增加，使得其对直流电源输出电压值、电流值的需求也越来越多。
从上世纪九十年代末起，随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。在80年代的第一代分布式供电系统开始转向到20世纪末更为先进的第四代分布式供电结构以及中间母线结构，直流/直流电源行业正面临着新的挑战，即如何在现有系统加入嵌入式电源智能系统和数字控制。
早在90年代中，半导体生产商们就开发出了数控电源管理技术，而在当时，这种方案的性价比与当时广泛使用的模拟控制方案相比处与劣势，因而无法被广泛采用。由于板载电源管理的更广泛应用和行业能源节约和运行最优化的关注，电源行业和半导体生产商们便开始共同开发这种名为“数控电源”的新产品。
现今随着直流电源技术的飞跃发展, 整流系统由以前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制, 从而使直流电源智能化, 具有遥测、遥信、遥控的三遥功能, 基本实现了直流电源的无人值守。
1.2 本课题研究内容与目标
在业余条件下进行电子制作，拥有一个可调节输出电压的稳压电源是非常有用的，市面上所售的成品可调稳压电源价格一般都在百元以上，外表看上去是挺好看的，但对于业余电子爱好者来说，实用是最主要的。本文介绍的这款可调稳压电源，采用三端集成LM338正电压输出输出的可调式稳压器来实现输出电压在0～30V之间连续可调电压供功率放大器使用。要求器件具有足够的散热条件。
2 线性稳压器
2.1 线性稳压器的主要特点
稳压器使输出电压保持稳定的供电装置，根据调整管的工作状态，直流稳压电源可分为两类：线性稳压电源和开关稳压电源。此外，还有一种使用稳压管的小功率直流稳压电源。
线性稳压器（Linear Voltage Regulator,简称Linear Regulator）,是最早使用的一中直流稳压电源，因其调整管工作在线性工作区而得名。换言之，调整管的压降是连续可变的，它工作在线性状态，并且调整管的压降就等于输入电压与输出电压的差值。与之相反，开关稳压器中的调整管（一般称作开关管）则工作在开、关（即通、断）状态下。显然不属于线性电源。
线性稳压器的特点就是稳压性能好、输出波纹电压小、工作时产生的噪声低、响应速度快、电路简单,成本低廉。标准线性稳压器主要缺点是调整管压降大，功耗高，容易发热，稳压电源的效率低，一般仅为35%-45%。因此，线性稳压器特别适用于系统对电源效率要求不高，但要求低波纹、低噪声，例如射频电路。高品质的音频及视频放大电路、模/数(A/D)转换器及数/模（D/A）转换器等领域。
集成化的标准线性稳压器与开关稳压器的比较，详见表2-1。
表2-1 集成化的标准线性稳压器与开关稳压器的比较
2.2 标准集成线性稳压器的产品分类
目前国内外生产的集成线性稳压器多达数千种，产品主要包括两种：固定输出式（含三段固定式、多段固定式、低压差固定式），可调输出式（含三段可调式、多频段可调式、低压差可调式）。按照输出电压的特点来划分，又有正压输出，负压输出，跟踪式正、负压输出共三种形式。
2.2.1 三端固定式集成稳压器的分类及工作原理
美国仙童（Fairchild）半导体公司于20世纪70年代初首先推出μA7800系列和μA7900系列三段固定式集成线性稳压器。它的问世是电源集成电路的一大革命。它极大的简化了电源的设计与应用，能以最简方式（类似于三极管）接入电路，并具有较完整的过电流、过电压、过热保护功能。目前，7800系列和7900系列已成为世界通用系列，也是用途最广、销量最大的集成线性稳压器。其优点是使用方便，不需作任何调整，外围电路简单，工作
安全可靠，适合制作通用型、标称输出的稳压电源。其缺点是输出电压不能调整，不能直接输出非标称值电压，电压稳定度还不够高。
(1)三段固定式集成线性稳压器的产品分类
三段固定式集成线性稳压器的产品分类见表2-2。表中。冠以CW的为国标产品。国外型号及主要生产厂家如下：KA（美国飞兆公司）、LM（美国国家半导体公司NSC、飞兆公司）、μA（美国仙童公司、TI公司）、MC（美国摩托罗拉公司、安森美公司）、TA（日本东芝公司）、μPC（日电NEC）、KIA （韩国KEC公司）、HA（日立）、L（意-法半导体有限公司ST）。目前，国产7800系列中没有7、8、10V这三种规格。
表2-2 三段固定式集成稳压器产品分类
(2)7800系列三段固定式线性稳压器的工作原理
7800系列束宇正压输出式线性稳压器，即输出端对公共段（地）的电压为正，这是目前最流行的一种线性稳压器。7800系列的最大输出电流为1.5A （部分产品为1A），峰值电流可达3.5A（或2.2A）。7805-7818的最高输入电压为35V，7824的最高输入电压为40V。最小输入——输出电压差为2V，为工作可靠期间，一般应选4-6V。输出电压值允许有 5%的偏差，电压调整率S V=0.1%,负载调整率S I=0.8%。
以国产CW7800系列产品为例，其主要技术指标见表2-3。
表2-3 CW7800系列的主要技术指标
根据器件本身功耗的大小，7800系列产品封装形式主要有TO -220塑料封装、TO -3金属壳封装，二者最大允许功耗（P DM ）分别为10、20W （安装合适的散热器）。7800系列的引脚排列分别如图2-1所示。INPUT （U I ）为输入端，OUTPUT （U O ）为输出端，GND 是公共端（地）。
图2-1 7800系列产品封装形式
7800系列集成线性稳压器的内部框图如图2-2所示。主要包括启动电路、基准电压源、恒流源、误差放大器、NPN 型调整管、调整管安全工作区保护电路、过热保护电路、取样电路（R 1和R 2，其中R 2为固定值，R 1的阻值与产品型号有关）。此外还有过流保护电路（图中未画）。启动电路仅在刚通电时起作用，帮助恒流源建立工作点，一旦线性稳压器工作正常后消失。7800系列采用带隙基准电压源。它首先通过电阻R 1、R 2获得取样电压U Q ，再经过误差放大器进行电压比较和放大，输入误差电压U r ，然后用U r 去调节调整管的压降，从未达到稳压目的。
图2-2 7800系列集成稳压器内部框图
当由于某种原因导致U I 升高时，U O 也按比例地升高，进而使U Q 升高，U r 降低，NPN 型调整管的基极电位U B 也随之降低，使输出电压U O 降低，最终可维持U O 不变。其稳压关系可表达为
U I ↑→U O ↑→U Q ↑→U r ↓→U B ↓→U O ↓
反之 U I ↓→U O ↓→U Q ↓→U r ↑→U B ↑→U O ↑
同理，当负载电阻R L 发生变化时
R L ↓→U O ↓→U Q ↓→U r ↑→U B ↑→U O ↑
反之 R L ↑→U O ↓→U Q ↓→U r ↑→U B ↑→U O ↑ 这就是7800系列集成线性稳压器的稳压原理。
对7800系列集成线性稳压器而言，其电位分布如下
U I >U O >U GND (0V)
其电流途径为：U I →内部调整管→U O →外部负载R L →GND 。输出电流I O 是从U O 端流出的。
2.2.2三段可调式集成线性稳压器的分类及工作原理
这是20世纪70年代末至80年代初发展起来的、由美国国家半导体公司（U I
U O
GND
(1)三段可调式集成稳压器的产品分类
三段可调式集成线性稳压器的产品分类见表2-4，W表示国内厂标。
表2-4三段式可调集成稳压器的产品分类
(2)三段可调式线性稳压器的工作原理
尽管三段固定式线性稳压器的问世极大的简化了线性稳压电源的设计与制作，但其输出电压是固定的，使用时仍有不便。三段固定式线性稳压器虽然也能接成可调式输出，却需要增加外部元器件，这会导致稳压性能降低。人们期待有一种可调式三段线性稳压器，美国国家半导体公司首创的三段可调式线性集成稳压器正好满足了这一需要。由于它稳压性能好，输出电压连续可调，因此被誉为第二代三段线性稳压器，可构成各种精密可调的线性稳压电源。
下面以LM 317为例介绍一下三段可调式线性稳压器。
LM 317型三段可调式集成线性稳压器的引脚排列及内部结构框图如图2-3所示，adj 为调整端。TO -220封装和TO -3封装的最大允许功耗分别为7.5、15W （安装合适的散热器）。与7800系列产品相比，它把内部电路（包括误差放大器、50μA 的“超级”恒流源、偏执电路等）的接地端改接到的输出端，使之在输入-输出压差下工作，因此LM 317没有接地端。此外，它内部的1.25V 基准电压源接在误差放大器同相输入端adj 之间。LM 317的主要技术指标为U I =2～40V ，U O =1.25～37V ，I OM =1.5A 。其电压调整率及负载调整率比7800系列提高了近一个数量级。图2-3（b ）中的R S 为过电流检测电阻。特别情况下若将adj 端接地，LM 317就构成了一个输入电压U O =1.25V 的固定式三段线性稳压器，即使这样，其稳压性能仍远优于7800。
（a ）
图2-3 LM317的引脚排解（a ）及内部结构框图（b ）
(3)LM338的基本参数和基本结构
下面介绍一下本设计将要用到的LM 338稳压器的基本参数、基本结构和典型应用。LM 338可调三端稳压器提供5A 的平均输出电流，输出电压范围为1.2V 至32V 连续可调。LM 338内置过载保护电路，自动限制功耗。此保护电路允许瞬态负载强电流通过，12A 以内的瞬态电流不会实施保护，以利于某些设备的顺利启动。
①LM338稳压器特性
1.输出电流：5A ；
2.允许瞬态电流：12A ；
3.输出电压：1.2V ～32V ；
4.最高输入输出压差：35V ；
5.线路调整率：0.005%；
6.负载调整率：0.1%；
7.工作温度：0～125℃；
②使用注意事项
U I
U O
Adj
1.LM 338是串联调整型的稳压电源，所以它在输出小电压大电流的时候管压降很大，管子功耗相应也大，温度会很高，所以使用时要加大的散热器。
2.电源的滤波电容要大，并且要关联一个小的电容器以便对高频进行滤波，电容尽量靠近管脚。
3.由于保护电路和关系，输出端尽量不要接大的电容和容性负载，否则保护电路可能误动作。
LM 338有两种封装，分别是TO -3金属封装、TO -220塑料封装，封装外形和引脚排列如图2-4（a ）和图2-4（b ）所示。
图2-4（a ）TO-220塑料封装 图2-4（b ） TO -3金属封装
LM338内部电路示意图如图2-5所示。
图2-5 LM 338内部电路示意图
2.2.3多端集成线性稳压器
这类线性稳压器以早期产品居多，亦有固定式、可调式之分。
2.2.4 跟踪式正、负压对称输出集成线性稳压器
其特点是当正电压输出因某种原因而发生变化时，负电压输出能自动跟踪并产生相应的变化，使二者的绝对值仍相等。跟踪特性对于采用双电源供电的精密运算放大器尤为重要，可防止运算放大器因正、负电源电压不对称而产生零漂。
2.2.5 其他集成线性稳压器
主要有低压差线性稳压器、高压线性稳压器、大电流输出式线性稳压器、专用线性稳压器、多路输出式及复合式线性稳压器。复合式线性稳压器内含线性稳压器和开关稳压器，建有线性稳压器稳压性能好、开关稳压器电源效率高等优点。
2.3 集成稳压器的选择
目前，国内生产的集成线性稳压器产品多达数千种，他们的工作原理、输出形式、调整方法、电路结构、技术参数和引出端数目也不尽相同。因此，在设计线性稳压器是，应从实际出发，尽量选择既符合使用要求，价格又较低的产品，做到物尽其用，切忌因片面追求高指标而造成浪费。
在选择方法上也有两种，一种是对功能、性能指标、外围电路复杂程度、外形尺寸及价格等因素，进行综合评价，折衷选择，另一种则是突出其中一、两项关键性指标作为选择的主要依据。一般情况下采用前一种方法。
首先考虑所选择的集成线性稳压器应满足仪器或设备对稳压电源性能
的要求，主要包括：①电压调整率（亦称线性调整率）、负载调整率（亦称电流调整率）、波纹抑制比（亦称电源抑制比）及输出电压温度系数；②输入电压范围、输出电压及最大输出电流；③保护功能；④允许环境温度。由此确定稳压器型号。
然后根据具体情况，选择能满足输出电流、输出电压、专用功能等需要的应用电路，并确定外围元器件的种类、型号及数量等。
最后用选的好的稳压器芯片及其应用电路进行初步设计，再根据对电源成本、外形尺寸、电路的复杂程度等具体要求进行调整，以便更好地满足设计者的要求。若标准线性稳压器难以满足设计要求，建议采用低压差线性稳压器（LDO）来代替标准线性稳压器实现优化设计。例如，要想设计多路输出式获跟踪式线性稳压器，从标准线性稳压器中很难找到合适的器件，因为这类稳压器大多属于早就定型的老产品，缺少合适的型号。相反，低压差或超低压差线性稳压器属于新产品，不仅具有很高的性价比，而且产品规格齐全，功能更强，很容易找到合适的型号。例如，多路输出式超低压差线性稳压器就有双路输出（TC1301/TC1302系列、LM2935、CAT6221和LP2966）、三路输出（R5320X系列及MIC2215）、四路输出（AS1352，一次性可编程）、五路输出（MAX1798/1799，带串行接口）等。要设计具有排序与跟踪功能的稳压器，推荐采用MIC68200型低压差稳压器。为降低便携式电子产品的待机功耗，低压差或超低压差线性稳压器大多具有通/断控制功能，这是传统的线性稳压器所不具备的。
表2-5列出了选择集成线性稳压器的方法。
表2-5 选择集成线性稳压器的方法
2.4 集成稳压器的主要技术参数
1．电压调整率
电压调整率（S V）亦称线性调整率，一般用百分数表示，但也有用mV来表示。它表示当输入电压在规定范围内变化时，输出电压的变化率。测量电压调整率的方法是给线性稳压器接上额定负载，首先测出在标称输入电压时的输出电压
值U O ，然后连续调节输入电压，使之从规定的最小值一直变化到最大值，记下输出电压与标称值的最大偏差ΔU O （可取绝对值）醉后带入下式计算电压调整率
%100??=
O
O
V U U S （2-2）
2.5 线性稳压器外部保护电路工作原理
2.5.1 反向偏压保护
当线性稳压器7800的输出电压超过25V，或者稳压器的输出端接有大负载电容C L(C L>25μF)时，应增加反相偏电压保护电路。保护二极管VD应反极性并联在U I端与U O端之间，正常情况下VD截至，不起作用；一旦输入端发生短路（例如滤波后电容短路后可造成此故障），是输入端接近于地电位，VD立即导通，C L上积存的电荷就通过VD迅速泄放到地，可防止向内部调整管的发射结放电而损坏芯片。利用保护二极管给负载电容提供放电回路的电路图如图2-7所示。
2.5.2 输出端反极性电压保护电路
设计运算放大器电平转换器时，经常采用正、负压对称的双电源供电方式。此时线性稳压器的负载R L并不接地，而是在两个极性相反的电源（+U O、- U O）之间。这就需要在两个稳压器的输出端与地之间分别街上钳位二极管VD1和VD2，构成如图2-9所示的输出端反极性电压保护电路。在启动电压器或发生短路故障时，一旦稳压器的输出端存在反极性电压，VD1或VD2就U O
北京工商大学 课程设计 《模拟电子技术》课程实验报告集成直流稳压电源的设计 专业：自动113 学号：1104010318 姓名：孟建瑶
集成直流稳压电源的设计 一、实验目的 1. 掌握集成直流稳压电源的实验方法。 2. 掌握用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器来设计直流稳压电源的 方法。 3. 掌握直流稳压电源的主要性能指标及参数的测试方法。 4. 为下一个综合实验——语音放大电路提供电源。 二、设计要求及技术指标 1. 设计一个双路直流稳压电源。 2. 输出电压 Uo = ±12V ， 最大输出电流 Iomax = 1A 。 3. 输出纹波电压ΔUop-p ≤ 5mV , 稳压系数 S U ≤ 5×10-3 。 4. 选作：加输出限流保护电路。 三、实验原理与分析 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。 基本框图如下。各部分作用： 1.电源变压器T的作用是将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 。变压器副边与原边的功率比为P 2 /P 1 =n，式中n是变压器的效率。 整流 电路 U i U o 滤波 电路 稳压 电路 电源 变压器 ～ 直流稳压电源的原理框图和波形变换
2. 整流电路：整流电路将交流电压U i 变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压U 1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。 3. 滤波电路： 各滤波电路C 满足R L -C=(3~5)T/2，式中T 为输入交流信号周期，R L 为整流滤波电路的等效负载电阻。
可调式直流稳压电源设计 姓名：艾林 学号：09325201 专业：电子信息工程 班级：093252 指导教师：黄河 2011年1月1 日
目录 一课程设计目地 (3) 二功能电路整体思路 (3) 三功能模块分析 (4) 四心得体会 (9) 五实物展示 (10) 六参考文献 (11) 七致谢 (11)
一设计目的 本次设计的题目为“可调试直流稳压电源”。在设计过程中应实现以下几点要求： 1.输入电压为220V AC 输出为直流电压 2.电压变化范围：1.8~17V 3.连续可调 二功能电路整体思路 若实现稳压电源，首先就要就电路进行稳压。在稳压方面可选用变压器来完成。由输入交流电压变为直流则须对电路进行整流。本次设计选用全波桥式整流电路进行整流。然后要对输入的电压进行调节。在调节方面。可选用可调节三端正电压稳压器进行调节（LM317）。通过整流后得电流幅值变化很大，所以需要用电容对电流进行滤波。然后输出即可。 电路模块： 稳压——>整流——>调压——>滤波——>输出
三功能模块分析 ⑴元件清单 注：制作实物所需其它设备：电烙铁覆铜板焊锡漆包线钳子等。
⑵元件性能分析 ①.色环电阻 电阻值计算示意图下如图所示： ②桥式整流器 原理图： 桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路。用来将交流电转变成直流电。桥式整流器利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。 桥式整流器是由多只整流二极管作桥式连接，外用绝缘朔料封装而成，大功率桥式整流器在绝缘层外添加金属壳包封，增强散热。桥式整流器品种多，性能优良，整流效率高，稳定性好，最大整流电流从0.5A到50A，最高反向峰值电压从50V到1000V。
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
前言 电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的技术，服务于各行各业。数字式稳压电源与传统稳压电源电路相比，具有操作方便、电压稳定度高的特点。目前，数字式直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛应用于我们生活、工作、科研、各个领域。 本文将介绍一种数字式直流稳压电源，要求输出电压量程±12V，0V～+12V 连续可调；输出电压可数字显示，显示精度优于±0.1%；输出电流400mA。其中，发挥部分为：电压调节方式为：以0.1V为步进加或减；通过按键对可调电压输出一路进行预置数，0V～12V的任意一整数电压值可作为预置数。 作为第一次课程设计，整个资料搜集与工作过程有待提高。第一步用一天时间重点温习模电课本中稳压电源部分，对直流稳压电压的原理，结构框图，变压、整流滤波、稳压三大部分有了初步了解。第二步结合任务书的基本要求，用两天时间查找搜集相关书籍与网络资料，在茫茫书海中找到核心资料，先确定总体方案为数控方式，再模块方案选择与论证，确立变压、单相桥式整流电容滤波、两路稳压输出、数控与数显的设计结构。画出整个电路草图。第三步，学习multisim 软件的电路原理图画法与电路仿真。在该软件的学习与使用的过程中遇到一些大大小小的问题。比如安装程序，熟悉各种工具的使用，元器件的查找，仿真起初难以出结果等等。原理图和仿真完成后，第三步则撰写报告。整个课程设计过程，不仅使我们更扎实的学习电子技术课程、学会仿真软件multisin；而且将理论知识与实践相结合，一定程度的锻炼了我们的动手和电子设计能力，资料搜集能力，也达到了一种将知识活学活用的目的。
目录 1设计要求 (4) 2整体设计方案 (5) 2.1设计思路 (5) 2.2总体方案论证与选择 (5) 3单元方案的选择与论证................................ 错误！未定义书签。 3.1整流电路模块.................................. 错误！未定义书签。 3.2滤波电路模块 (10) 4系统的硬件设计与实现................................ 错误！未定义书签。 4.1连续可调直流稳压电路.......................... 错误！未定义书签。 4.2A/D转化电路 ................................... 错误！未定义书签。 4.3数字显示电路.................................. 错误！未定义书签。 5 multisim的仿真与调试 (21) 6总结 (26) 7鸣谢 (26) 8元器件明细表及参考文献.............................. 错误！未定义书签。9收获体会 (27)
《模拟电子技术实验》集成直流稳压电源设计报告 姓名： 指导教师：陆鹏飞 时间：2012-6-27 自然班级：电子1003 （周三晚上7:00-9:00）
集成直流稳压电源设计 一、实验目的 1. 掌握集成直流稳压电源的实验方法。 2. 掌握用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器来设计直流 稳压电源的方法。 3. 掌握直流稳压电源的主要性能指标及参数的测试方法。 4. 为下一个综合实验——语音放大电路提供电源。 二、设计要求及技术指标 1. 设计一个双路直流稳压电源。 2. 输出电压Uo = ±12V，最大输出电流Iomax = 1A 。 3. 输出纹波电压ΔUop-p ≤5mV，稳压系数SU ≤5×10-3 。 三、电路框图及原理图 1、原理框图： 2电路框图： 图1
四、设计思想及基本原理分析。 1、设计思想： （1）根据要求选择三端稳压器。 （2）根据三端稳压器对输入电压的要求和桥式整流滤波电路的电压关系，计算出电源变压器副边电压U2的值，再根据输出电流的要求选择电源变压器。 （3）根据桥式整流电路和电网变化情况，计算出二极管的最大反向电压URM 和最大平均整流电流IDmax ，查手册确定整流二极管或整流桥的型号。 （4）根据电路要求和电网变化情况，计算出电容量和耐压值，查手册选定滤波电容的标称值和耐压值。 2、直流稳压电源的基本原理 在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源供电，小功率稳压电源一般是由电源变压器、整流、滤波和稳压等四部分电路组成。其基本电路框图及经各电路变换后，输出的波形如原理图所示。 (1)电源变压器 电源变压器是将交流电网220V 的电压变成所需要的电压值，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)整流电路 整流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图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③所示 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。电路中的每只二极管承受的最大反向电压约为反向击穿电压的一半或三分之二（U2是变压器副边电压有效值）。 (3)滤波电路 滤波电路选用一个2200μF 的大容量电解电容C1和一个0.1μF t ?0 ππ2π3π42 2U t ?0 ππ2π3π4o u 22U 图②电路 图③输出波形图
可调的直流稳压电源电路设计 课题名称直流稳压电源 所在院系 班级 学号 姓名 指导老师 时间
目录 一、摘要 (3) 二、设计要求 (3) 三、元件及其介绍 (4) 四、设计原理及参数计算 (4) (1)电源变压器 (4) (2)整流电路 (5) (3)滤波电路 (5) 五、直流稳压电源的工作原理 (6) 六、可调式三端稳压器的引脚图及其典型应用电路6 (1)设计电路图 (6) (2)仿真 (7) 七、设计结论心得体会 (8) 八、附表附录 (9)
摘 要 电源是电子设备中的一个重要组成部分, 其性能的优劣直接影响着设备的工作质量, 随着技术的不断革新, 电源技术发生了巨大变化。 随着科技的发展，直流稳压电源的工作频率有原来的几十千赫发展到现在的几百千，但是和西方的发达国家还是有一定的差距；以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论、工作原理、建模分析等等方面技术领先；因此，直流稳压电源的研制及应用在此方面与之也从在很大的差距。 本次设计的题目为串联型连续可调直流稳压负电源：先是家用电源经过变压器得到一个大约（15~30V ）的电压U1，然后U1经过一个桥堆进行整流，再采用可调阻值的滑动变阻器进行分压，在桥堆的输出端加一电容C 进行滤波，滤波后再通过LM317（具体参数参照手册）输出一个负电压，在LM317的输出端加一个电阻R1，调整端加一个电位器RW ，这样输出的电压就可以在某一范围内可调。因为电源的设计中要求输出电流可以扩展，在LM317的输出端加一个晶体管。这样输出的电压就可以在0~9.9V 范围内可调。 经过一系列的分析、准备、设计、调试…除了在布局和无焊接方面之外，设计的电路基本符合设计要求。 关键词: 开关电源; 稳压电源;可调 直流稳压电源 设计要求 输入（AC ）：U=220V ，f=50HZ ； 输出直流电压0~9.9v 输出电流Imax=100mA;(有电流扩展功能) 负载电流mA I 800 具有过流保护功能。 系统框图
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
目录 一、设计目的 (1) 二、设计任务及要求 (1) 三、设计步骤 (1) 四、总体设计思路 (2) 五、实验设备及元器件 (5) 六、测试要求 (5) 七、设计报告要求 (6) 八、注意事项 (6)
直流稳压电源的设计 一、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。 二、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：U o=+3V～+9V ②最大输出电流：I omax=800mA ③输出电压变化量：ΔU o≤15mV ④稳压系数：S V≤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。 三、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．电路安装、调试 （1）为提高学生的动手能力，学生自行设计印刷电路板，并焊接。 （2）在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。 （3）重点测试稳压电路的稳压系数。 （4）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。
可调的直流稳压电源电路设计 目录 一、设计目的 (2) 二、设计任务及要求 (2) 三、实验设备及元器件 (2) 四、设计步骤 (3) 1．电路图设计方法 (3) 2、设计的电路图 (3) 五、总体设计思路 (4) 1．直流稳压电源设计思路 (4) 2．直流稳压电源原理 (4) 1、直流稳压电源 (4) 2、整流电路 (5) 3、滤波电路——电容滤波电路 (6) 4、稳压电路 (8) 5、设计的电路原理图 (9) 3．设计方法简介 (9) 六、课程设计报告总结 (11)
一、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。 二、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输入（AC）：U=220V，f=50HZ； ②输出直流电压：U0=9→12v； ③输出电流：I0<=1A； ④纹波电压：Up-p<30mV； 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。 三、实验设备及元器件 1、装有multisim电路仿真软件的PC 2、三端可调的稳压器LM317一片 3、电压表、滑动变阻器、二极管、变压器
四、设计步骤 1．电路图设计方法 （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。 （5）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。 （6）采用三端集成稳压器电路，用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输 出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从 0 V起连续可调，因要求电 路具有很强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器 件较少，成本低且组装方便、可靠性高。 2、设计的电路图 图1 可调的直流稳压电源
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
要制作可调直流稳压电源，首先来了解一下可调直流稳压电源的基本工作原理。直流稳压电源工作流程为降压、整流（把交流电变直流电），输入滤波、三端稳压器稳压、输出滤波五部分。下面是具体介绍。 220V的交流电从直流稳压电源插头经保险管送到变压器的初级线圈，并从次级线圈感应出经约9V的交流电压送到4个二极管。二极管在电路中的符号有短线的一端称为它的负极（或阴极），有三角前进标志的一端称为它的正极（或阳极）。基本作用是只允许电流从它的正极流向它的负极（即只能按三角标示的方向流动），而不允许从负极流向正极。我们知道，交流电的特点是方向和电压大小一直随时间变化，用通俗的话说，它的正负极是不固定的。但是不管从变压器中出来的两根线中哪根电压高，电流都能而且只能由D3或D4流入右边的电路，由D1或D2流回去。这样，从右边的电路来看，正极永远都是D3和D4连接的那一端，负极永远是D1和D2连接的那一端。这便是二极管整流的原理。 二极管把直流稳压电源交流电方向变化的问题解决了，但是它的电压大小还在变化。而电容器有可以存储电能的特性，正好可以用来解决这个问题。在电压较高时向电容器中充电，电压较低时便由电容器向电路供电。这个过程叫作滤波。图中的C1便是用来完成这个工作的。 经过C1滤波后的比较稳定的直流电送到三端稳压集成电路LM317T的Vin端(3脚)。LM317T是一种这样的器件：由Vin端给它提供工作电压以后，它便可以保持其+V out端(2脚)比其ADJ端(1脚)的电压高1.25V。因此，我们只需要用极小的电流来调整ADJ端的电压，便可在+V out端得到比较大的电流输出，并且电压比ADJ端高出恒定的1.25V。我们还可以通过调整PR1的抽头位置来改变输出电压－反正LM317T会保证接入ADJ端和+V out 端的那部分电阻上的电压为1.25V！所以，可以想到：当抽头向上滑动时，直流稳压电源输出电压将会升高！ 图中C2的作用是对LM317T 1脚的电压进行小小的滤波，以提高直流稳压电源输出电压的质量。图中D5的作用是当有意外情况使得LM317T的3脚电压比2脚电压还低的时候防止从C3上有电流倒灌入LM317T引起其损坏。 元件选择： 直流稳压电源大部分元件的选择都有弹性。IC选用LM317T或与其功能相同的其它型号（如KA317等，可向售货员咨询）。直流稳压电源变压器可以选择一般常见的9-12V的小型变压器，二极管选1N4001-1N4007均可。C1选择耐压大于16V、容量470-2200μF的电解电容均可。值得注意的是C2的容量表示法：前两位数表示容量的两位有效数字，第三位表示倍率。如果第三位数字为N，则它的容量为前两位数字乘以10的N次方，单位为PF。如C2的容量为10×104=100000PF=0.1μF。C2选用普通的磁片电容即可。C3的选择类似于C1。电阻选用1/8W的小型电阻。现在的小电阻一般用色环来标示其阻值，如果你还不会识别这种表示法，请看这篇文章-色环电阻的识别。 本直流稳压电源需要的元件都可以在电子商店买到，主要元件清单如下：
数字显示可调直流稳压电源 第一章设计任务 数字显示可调直流稳压电源 制作一个带数字显示的可调的直流稳压电源，可采用线性稳压电源或者开关电源的形式。 要求：1. 电源用220v交流电供电。 2．直流输出范围9v到12v。 3. 输出电流至少能达到500mA。 4. 输出电压波纹小于50mv。 5. 输出电压的大小可以通过数码管显示，显示结果精确到小数点后1位（即百分位可以不准），显示结果与实际输出电压误差不超过5%（以万用表测量为准） 第二章设计步骤 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．电路安装、调试 （1）为提高学生的动手能力，学生自行设计印刷电路板，并焊接。 （2）在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。 （3）重点测试稳压电路的稳压系数。
（4）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。 第三章方案论证与比较 3．1 稳压电源的分类 稳压电源的分类方法繁多，按输出电源的类型分有直流稳压电源和交流稳压电源；按稳压电路与负载的连接方式分有串联稳压电源和并联稳压电源；按调整管的工作状态分有线性稳压电源和开关稳压电源；按电路类型分有简单稳压电源和反馈型稳压电源，等等。如此繁多的分类方式会让我们摸不着头脑，不知道从哪里入手。我们必须弄清楚各个类别的特点，才能从中选出最佳方案。 3．2．1 稳压电源部分方案 方案一：简单的并联型稳压电源； 并联型稳压电源的调整元件与负载并联，因而具有极低的输出电阻，动态特性好，电路简单，并具有自动保护功能；负载短路时调整管截止，可靠性高，但效率低，尤其是在小电流时调整管需承受很大的电流，损耗过大。 方案二：输出可调的开关电源；
宁波大红鹰学院 《模拟电子技术》 课程设计报告 课题名称：线性可调直流稳压电源 分院：机械与电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化 班级： 11电自3 姓名：XXX 学号：xxxxxxxxxx 指导教师：XX XXX 二○一三年十二月
线性可调直流稳压电源 一、设计任务 1、课题名称：线性可调直流稳压电源 2、设计要求 ①输出电压：V =4.5～12.0V； o ≥1A； ②最大输出电流：I omax ③输出纹波：V ≤10mV； P-P ④电压调整率：K u≤5%（最大输出电流时）； ⑤电流调整率：K i≤3%。（输出为12V时）。 二、硬件设计 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脉动直流电，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。 图1直流稳压电源的方框图
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。 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。 ④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。 （2）、整流电路 ①直流电路常采用二极管单相全波整流电路 图2单相桥式整流电路 ②工作原理 设变压器副边电压u2=错误！未找到引用源。U2sinωt，U2为有效值。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R L，且方向是一致的。 图 3单相桥式整流电路简易画法及波形图 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，即电路中的每只二极管承受的最
电子科学与技术专业课程设计 目录 一、设计目的作用 (1) 二、设计要求 (1) 2.1 直流稳压电源的种类及选用 (1) 2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 (2) 2.3 串联型直流稳压电源的设计要求 (2) 三、设计的具体实现 (2) 3.1 系统概述 (2) 3.2 单元电路设计与分析 (4) 3.2.1 降压电路 (5) 3.2.2 整流电路 (5) 3.2.3 滤波电路 (7) 3.2.4 稳压电路 (9) 3.3 元件电路参数计算 (10) 3.4 改进方案 (11) 3.5 电路主要测试数据 (12) 四、总结 (12) 五、附录 (12)
六、参考文献 (14)
设计要求 2.1 直流稳压电源的种类及选用 直流稳定电源按习惯可分为化学电源、线性稳定电源和开关型稳定电源，它们又分别具有各种不同类型： （1）化学电源：平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类，各有其优缺点。随着科学技术的发展，又产生了智能化电池；在充电电池材料方面，美国研制员发现锰的一种碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、放电时间，多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。 （2）线性稳压电源：线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区，靠调整管之间的电压降来稳定输出。由于调整管静态损耗大，需要安装一个很大的散热器给它散热,而且由于变压器工作在工频（50Hz)上,所以重量较大。该类电源优点是稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路，输出连续可调的成品；缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。 （3）开关型直流稳压电源：电路型式主要有单端反激式，单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹，功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态，开关电源因此而得名。开关电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠；缺点相 对于线性电源来说纹波较大（一般≤1% V ) (P P o-，好的可做到十几mV P P- 或更小)。 它的功率可自几瓦－几千瓦均有产品。 2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 （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10-2~10-4。 （2）输出电阻小 负载变化时（从空载到满载），输出电压Usc，应基本保持不变。稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。输出电阻（又叫等效内阻）用rn表示，它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比。rn反映负载变动时，输出电压维持恒定的能力，rn越小，则Ifz 变化时输出电压的变化也越小。性能优良的稳压
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)
. .页脚. 可调直流稳压电源设计报告 任微明（学号：） （物理与电子信息学院 10级科技班, 呼和浩特 010022） 指导教师:高焕生 摘要：主要采用变压器、整流、滤波、稳压的流程思路将输入220V交流电转换成电压3~12V的直流电源。其中，稳压电路采用三端固定稳压器LM317达到稳压效果，因此系统可根据实际需要对其设计进行适当的修改。本系统设计方便简单、易学易改、成本低廉、功能实用。 关键字：变压器；整流；滤波；稳压 1 设计容及要求 1.1 设计目的 1、学习小功率直流稳压电源的设计与调试方法。 2、掌握小功率直流稳压电源有关参数的测试方法。 3、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。 (3)通过电路的设计可以加深对该课程知识的理解以及对知识的综合运用。 1.2 设计容 设计一波形直流稳压电源，满足：当输入电压在220V±10%时，输出直流电压为3~12V。 1.3 设计要求 (1)电源变压器做理论设计； (2)合理选择集成稳压器； (3)完成全电路理论设计、计算机辅助分析与仿真、安装调试、绘制电路图，PCB板；
(4)撰写设计报告、调试总结报告。 2 设计方法与步骤 2.1 设计方法 单元电路设计、PCB板设计、电路的组装与调试。 2.2 设计步骤 （1）功能和性能指标分析：对题目的各项要求进行分析，整理出系统和具体电路设计所需的更具体、更详细的功能要求和技术性指标数据，以求得设计的原始依据。 （2）画出总体电路图，要求按相关规定，布局合理，图面清晰，便于对图的理解和阅读，为组装、调试和维修时做好准备。 （3）按总电路图安装电路，调试并改进。 3 电路的设计 图3 整体电路图 3.1 电源变压器 过整流电路将交流变为脉动的直流电压。由于此脉动的直流压含有较的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。电源变压器的作用是将交流220V的电压变为所需的电压值，然后通过的电压还随电网电压波动、负载何温度的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载何温度变化时，维持输出直流电压稳定。 3.2 整流电路 利用二极管的单向导电性，将交流电压变成单向脉动电压的电路，称为整流
可调直流稳压电源的工 作原理 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
可调直流稳压电源设计 摘要 可调直流稳压电源是采用当前国际先进的高频调制技术，其工作原理是将开关电源的电压和电流展宽，实现了电压和电流的大范围调节，同时扩大了目前直流电源供应器的应用。直流稳压电源的控制芯片是采用目前比较成熟的进口元件，功率部件采用现国际上最新研制的大功率器件，可调直流稳压电源设计方案省去了传统直流电源因工频变压器而体积笨重。与传统电源相比高频直流电源就较具有体积小、重量轻、效率高等优点，同时也为大功率直流电源减小体积创造了条件，此电源又称高频可调式开关电源。可调直流稳压电源保护功能齐全，过压、过流点可连续设置并可预视，输出电压可通过触控开关控制。 关键词：开关稳压电源；开关变压器；高频直流电源 目录
1可调直流稳压电源 可调直流稳压电源的工作原理 参数稳压器在输入交流电压150V-260V时，输出稳压在220V效果效于和高于这个范围，其效率要下降。采用单片微机进行第一步控制，使310V以下和90V以上的输入电压，调整控制在190V—250V范围，再用参数稳压器进行稳压效果很好。 由市电输入的交流电压变化波动很大，经过过压吸收滤波电路将高频脉冲等干扰电压滤去后，送入直流开关稳压电源、交流取样电路和控制执行电路。 直流开关稳压电源的功率小，但能把60-320V的交流电压娈换成+5V，+12V，-12V 的直流电压。+5V电压供给单片微机使用，±12V电压供给控制电路的大功率开关模块使用。 单片微机把取样电路采集到的输入电压数据，分析判断并发出控制信号送到触发电路，控制调节输出电压。 控制执行电路由SSR过零开关大功率模块和带抽头的自耦变压器组成。SSR之间采用RC吸收电路吸收过电压和过电流，使SSR在开关时不会损坏。控制执行电路把 90-310V的输入电压控制在190V-240V范围，再送到参数稳压器进行精确稳压。 参数稳压器由电感和电容组成LC振荡器，振荡频率50HZ。无论市电怎么变化，其振荡频率不会改变，因此输出电压不会变化，稳压精度高。即使输入电压波形失真很大，经参数稳压器振荡输出后却是标准的正弦波，因此稳压电源有强的抗干扰能力和净化能力。
直流稳压电源设计实验报 告 Prepared on 22 November 2020
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)
钦州学院 模拟电子技术课程设计报告 串联型连续可调直流稳压正电源设计 院系 专业 学生班级 姓名 学号 指导教师单位物理与电子工程学院 指导教师姓名 指导教师职称讲师 2013年10月
串联型连续可调直流稳压正电源 电子信息工程专业2010级 指导教师 摘要：根据设计的指标和要求，以集成三端稳压管为核心，构成稳压电路，加上电源变压、整流滤波网络，设计出集成直流稳压电源。市电220V由电源变压器变压为24V后，经桥式整流电路整流和电容滤波，便可接三端稳压管的稳压电路得到所需的连续可调直流稳压正电源。本系统工作可靠，性能稳定，电路简单，还具有防反接、过流保护功能。经测试，本系统动能完善，很好的实现了各项设计指标。 关键词：串联，电源，可调，稳压 设计目的: （1）进一步掌握模电电子技术课程所学的理论知识。 （2）熟悉几种常用稳压电源芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。 （3）掌握Multisim仿真软件的使用。 （4）学习Altium Designer基本知识，并运用其绘制电源sch原理图和PCB图； （5）掌握电子电路板制作的全过程，实现电源的制作； （6）懂得测量电源相关各项技术指标，完成系统调试。 设计技术指标与要求: （1）基本功能 设计制作一串联型连续可调直流稳压正电源电路。 （2）基本要求 ①输出直流电压1.5∽10V可调； m=300mA；（有电流扩展功能） ②输出电流I O ③稳压系数Sr≤0.05；
目录 前言 (1) 1串联型连续可调直流稳压正电源 (1) 1.1 设计方案 (1) 1.2 设计所需要元件 (2) 2 设计原理 (2) 2.1 电源变压部分 (3) 2.2 桥式整流电路部分 (3) 2.3 电容滤波电路部分 (4) 2.4 直流稳压电路部分 (5) 2.5 原理及计算 (5) 3电路仿真 (6) 3.1 电路仿真 (6) 4电路连接测试 (7) 4.1 安装焊接 (7) 4.2 测试 (9) 4.2.1 使用仪器 (9) 4.2.2 测试结果 (9) 5设计体会 (9) 参考文献 (10)
目录 摘要........................................................................................................................... I ABSTRACT .............................................................................................................. II 1 绪论 .. (1) 1.1 选题背景 (1) 1.2 设计概述 (1) 2 系统模块的设计方案 (2) 2.1 电源模块的确定 (2) 2.2 显示电路的设计方案 (2) 3 系统电路的设计 (3) 3.1 可调式直流稳压电源 (3) 3.1.1 电源的整流电路 (3) 3.1.2 电源的变压和滤波 (5) 3.1.3 集成稳压器LM317/LM337 (7) 3.2 电压显示电路 (8) 3.2.1 单片机AT89S52的介绍 (8) 3.2.2 A/D转换电路 (10) 3.2.3 显示电路的设计 (12) 3.3 系统的供电电路 (13) 4 实物的制作与调试 (14) 4.1 系统原理图 (14) 4.2 电路图的仿真 (15) 4.3 PCB图及PCB版的制作 (16) 4.4 实物的调试 (19) 结论 (24) 致谢 (25) 参考文献 (26) 附录1 程序代码 (27) 附录2 系统原理图 (31) 附录3 仿真原理图 (32)
实验室用稳压电源的设计与实现 摘要 电子设备在社会生活中得到了越来越广泛的应用，需要直流稳压电源的电子设备也越来越多，所以探讨直流稳压电源设计过程很有必要性。本设计主要设计的是实验室用稳压电源，该电源只输出直流电压，并且要求双路输出可调。电源主要包括变压器变压、桥式整流电路、滤波电路、可调式稳压电路、电压显示及其供电电源等部分组成。本文主要介绍了直流稳压电源的方案选取、显示电路及供电电源的设计、实物制作调试、直流稳压电源的硬件电路。其中整流部分采用桥式整流，稳压部分采用集成稳压块LM317/LM337，对稳压块设置外围电路可实现电压的输出调节，使用芯片ADC0804转换输出电压为数字信号，然后利用单片机AT89S52控制显示输出，但AT89S52在仿真软件proteus中并不存在，可使用功能与引脚与其相同的AT89C52代替。使用单片机设计显示电路，可使电路简单灵活，易于实现，显示精度较高，而且符合设计要求，是市场上广泛采用的电压显示方式。 关键字整流电路；滤波电路；集成稳压器；显示电路