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2006黑龙江赛区大学生电子设计竞赛
设计报告
题目：双极性跟踪可调精密直流稳压电源（F题）
学校：哈尔滨工程大学
参赛学生姓名：
校内编号：45
摘要
本系统是以凌阳SPCE061A单片机为核心控制器，具有电压（可预置、）可步进调整、设置的电压信号可显示的数控直流电压源。系统主要包括：凌阳SPCE061A最小系统板、键盘与显示电路、电压跟踪及扩流电路、校准电路、电
源电路等。系统中通过键盘按键对电压值进行预置，凌阳SPCE061A单片机送出相应的数字信号，经过D/A转换、电压跟随、扩流再输出所需电压；实际输出的电压经过滤波，经高输入阻抗跟随器、A/D转换器，将信号反馈到凌阳SPCE061A 单片机中构成闭环控制；通过液晶显示器显示此信号的值。
关键字：SPCE061A ，数控，双极性，跟踪
Abstract
This system is to take the SPCE061A as the core controller, have the electric voltage( can prepare to place) and can tread in to adjust, can electric voltage signal of constitution show of number control the direct current electric voltage source.The system mainly includes:The SPCE061A minimum system plank, keyboard and the manifestation electric circuit, electric voltages follow and expand the galvanism road, school the precise electric circuit, power supply electric circuit etc.It pass the keyboard key to carry on prepare to place to the electric current value in the system, the SPCE061A sends out the homologous numerical signal, through D/ A conversion, the electric voltage follows behind, expands to flow to output again the electric voltage needed;Actual output's electric voltage through filter the wave, was follow behind by high importation resistance machine, the A/ D conversion machine, shut the composing that the signal feedback goes to the SPCE061A wreath control;Pass the value that the LCD display shows this signal.
Keywords: SPCE061A ，Digital control,Binary, Follow
目录
1、设计任务及要求：................................ 错误！未定义书签。
1.1、任务...................................... 错误！未定义书签。
1.2、要求...................................... 错误！未定义书签。
2.2.1基本要求.............................. 错误！未定义书签。
2.2.2 发挥部分.............................. 错误！未定义书签。2方案比较和论证................................... 错误！未定义书签。
2.1控制模块的选择方案.......................... 错误！未定义书签。
2.2跟踪电路方案................................ 错误！未定义书签。3系统硬件设计..................................... 错误！未定义书签。
3.1系统总体设计................................ 错误！未定义书签。
3.2各硬件模块设计.............................. 错误！未定义书签。
3.2.1单片机控制电路........................ 错误！未定义书签。
3.2.2 A/D，D/A接口设计.................... 错误！未定义书签。
3.2.3键盘显示电路设计...................... 错误！未定义书签。
3.2.4系统电源电路.......................... 错误！未定义书签。
3.2.5电压源电路............................ 错误！未定义书签。
3.2.6过流保护电路.......................... 错误！未定义书签。4系统软件设计..................................... 错误！未定义书签。
4.1 主程序流程图.......................... 错误！未定义书签。
4.2 A/D转换程序流程图...................... 错误！未定义书签。
4.3D/A转换程序流程图...................... 错误！未定义书签。5系统的测量....................................... 错误！未定义书签。
5.1.1系统的保护........................... 错误！未定义书签。
5.1.2系统抗干扰设计........................ 错误！未定义书签。
5.2系统测试.................................... 错误！未定义书签。
5.2.1测试仪器.............................. 错误！未定义书签。
5.2.2测试方法.............................. 错误！未定义书签。
5.2.3测试数据及结果分析.................... 错误！未定义书签。参考文献........................................... 错误！未定义书签。附录............................................... 错误！未定义书签。附录一单片机最小系统原理图......................... 错误！未定义书签。附录二主程序清单................................... 错误！未定义书签。
1.设计任务与要求 1.1、任务
设计一种双路输出，电压极性相反、幅值相等跟踪调节的精密直流电压源，如图所示。
2.2、要求：
+V 与-V 均为相对GND 端的电压，+V 与-V 同步可调且对称变化，±S V 为测试检验时的标准值。除非特殊说明，以下均为开机预热15min 后、负载Ω=100L R 时的实测指标。 2.2.1基本要求
1．输出电压调节范围：V 999.3~0+=+V 、V 999.3~0-=-V ；
2．输出电压值在满度时的误差：mV 8S ≤-++V V ，mV 8S ≤---V V ； 3．输出电压值在满度时的对称度：mV 2≤--+V V ；
4．输出电压值设定的步进值分为四种：1 mV 、10mV 、100mV 、1V ； 5．输出纹波电压的峰峰值（满度输出时）不大于5mV ；
6．具有人机接口功能，输出电压设定值采用数字显示，设定电压为正值，格式为 . V ；
7．经济性、可靠性与操作的方便性。要求成本相对低、芯片使用数量相对
少、可靠性相对高、操作方便。工艺要达到较好的水平。
2.2.2 发挥部分
8．输出电压值在满度时的误差：mV 4S ≤-++V V ，mV 4S ≤---V V ； 9．输出电压值在满度时的对称度：mV 1≤--+V V
10．输出电压值的稳定度：开机预热15min 后的10min 内，在整个输出范围
内的电压稳定度优于0.1%；准确度优于0.2%； 11．输出纹波电压的峰峰值（满度输出时）：< 2mV ；
12．增加电源的负载能力，当U O =3V 时，输出电流I O ≥0.2A ，且满足1~4条的指标；
13．当一路负载Ω=8L1R 而另一路∞=L2R 时，在U O1=3.2V 条件下，能达到?U O <10mV 的指标；当Ω=8L2R 、∞=L1R 时，仍能达到?U O <10mV 的指标； 14．当输出电流幅值大于等于0.6A 时，输出端产生过载保护功能，同时产
生通道过载状态指示。当短路或过流因素排除后，应能恢复供电； 15．其他有特色的内容与创新。
2.方案比较与论证
本系统的重要部分包括控制器，跟踪电路，数控电压输出电路，以及反馈电路。下面就这几项的方案进行论证。
2.1、控制模块的选择方案
方案一：采用AT89C51单片机进行控制。本设计需要使用的软件资源比较简单，只需要完成数控部分、键盘输入以及显示输出功能。采用AT89C51进行控制比较简单，但是51单片机资源有限。
方案二：采用SPCE061A单片机进行控制。SPCE061A凌阳单片机具有强大功能的16位微控制器，其最大的优势就是它的在线下载及仿真功能，不像51等单片机还需要仿真器，增加额外开销。其在线仿真功能也很强大具有断点,单步，跟踪，观察，仿真器具备的功能它基本都具备。此外这款单片机存储空间大，能配合LCD液晶显示的字模数据存储，而无须扩展外部RAM。采用SPCE061A单片机，能将相当一部分外围器件结合到一起，使用方便，抗干扰性能提高。
鉴于上面分析，本设计采用方案二。
2.2.跟踪电路方案
方案一：采用电压跟随器与反相放大器实现,此方案实现起来较容易，电压跟踪的精度也较高，但是，后级驱动需用功放实现，对输出电压的精度有很大影响。
方案二：采用三极管与运放构成的跟踪电路实现
鉴于电路的驱动能力，本设计采用方案二。
3.系统硬件设计
3.1系统总体设计
根据题目要求和以上论证，本设计的系统框图如图1所示，主控制器与各外围模块的硬件连接图见附录三所示。系统工作过程如下：自制电源为电源电路，提供给各模块；SPCE061A单片机通过检测键盘输入，经过运算相应改变16位DAC 的输出值，电压源输出经过负载取出电压值，由16位ADC进行采样测量；最后通过LCD液晶显示出设定值。
图1 系统框图
3.2各硬件模块设计
本系统硬件电路主要包括：凌阳SPCE061A单片机最小系统、A/D和D/A电路，键盘与显示电路、电压源电路、电源电路等。下面分别说明各个电路模块。
3.2.1单片机控制电路
本系统采用SPCE061A单片机作为控制核心。SPCE061A是16位单片机，指令周期短，工作速率快，功耗低，具有丰富的片上资源，集成了可编程音频处理电路，可以在线下载，易于调试。尤其是其语音播放功能对增加语音报警功能提供了很大的方便。
3.2.2 A/D，D/A接口设计
根据题目要求，数控直流恒流源的精度为1mV，所以至少需要12位的A/D 转换器和D/A转换器。
A/D转换采用AD公司的AD977构成的转换电路，如图2。AD977是16位串行模/数转换器，采样频率高达200kHz，转换所需时间短，转换精度高。AD977转换器将采样电压转换成数字信号反馈给单片机，单片机将此反馈信号与预置值比较，根据两者间的差值调整输出信号大小。这样就形成了反馈调节，提高输出电压的精度。
图2. A/D转换电路
D/A转换采用16位AD5664构成的转换电路，如图3。AD5664具有较高的精度。D/A转换电路主要负责把单片机输出的控制信号送给高精度运算放大器，控制电压源输出电压大小。
图3. D/A芯片及其引脚
3.2.3键盘显示电路设计
键盘采用普通的4*4键盘,如图4，共有16个按键。但本系统只用到了其中的8个按键，8键用于步进加减1mv,10mv,100mv,1000mv.
图4. 键盘模块
本系统采用凌阳128×64点阵式SPLC501液晶显示模块。SPLC501液晶与单片机接口电路如图5所示，液晶这种显示方式非常直观，用户可以从显示器上看到很友好的界面，而且点阵式LCD的显示内容非常灵活，用户可以同时从显示器上看到汉字提示和两个电流值：其一为预先设定的电流值，即期望值；其二为输出电流的实测值。正常工作时两者相差很小。一旦出现偏差较大的状况，在一定范围内系统能自动调整，使误差满足精度要求。
图5. SPLC501液晶与单片机接口电路
3.2.4系统电源电路
由于系统对电流的精度及纹波要求较高，而系统电源的精度及稳定度在很大程度上决定了系统的性能，因此系统电源的设计是整个系统中的重要部分。
为了防止恒流源电路中的较大电流对控制部分产生干扰，将控制部分的电源和恒流源电路电源分成独立的两部分，分别由两组变压器供电，电路如图6所示。
控制部分：220V电压经变压器输出两组独立的交流12V电源和一个交流15V电源。其中一路交流12V电源经整流、滤波、7805稳压后输出+5V电压，给CPU和LCD供电；第二路交流12V电源经整流、滤波、7805稳压后输出-5V（正端接地）电压为运算放大器提供负工作电源。交流15V输出电压经整流、滤波、
7812稳压输出+12V电压，为运算放大器提供正工作电源。
图6. 系统电源电路3.2.5 电压源电路
图7. 电压源电路
3.2.6 过流保护电路
过流保护电路使用1欧的采样电阻，串联在输出负载电路中，当负载电流等于0.6A时,采样电阻上的电压为600MV,通过A/D转换将值送给SPCE061A,SPCE061A
通过D/A输出0 V电压来实现对电路的保护.具体流程如下图示:
当电流过大时,SPCE061A通过控制LCD显示如下信息.
4．系统软件设计
4.1主程序流程图
首先初始化系统，即凌阳SPCE061A单片机系统的初始化，液晶显示器显示欢迎界面"黑龙江省电子大赛，哈尔滨工程大学，双极性跟踪可调精密直流稳压电源"，D/A 、A/D模块的初始化；系统默认设定值为2000mV；然后凌阳SPCE061A单片机便不停地进行键盘扫描，根据扫描得到的键值进行相应地操作，见图8主程序流程图。
图8. 主程序流程图
4.2 A/D转换程序流程图
4.3 D/A转换程序流程图
DA算法如下所示
2)
用外部基准时: Vout=Vrefin * (D/N
2) 用内部基准时 Vout=2 * Vrefout * (D/N
5 系统的测量
5.1.1系统的保护
当系统工作不正常导致输出电流过大时，若无保护功能，将造成严重后果。因此，在硬件方面，选取带有过流、过热、短路保护功能的集成线性稳压电路LM78H15K；在软件方面，当键盘设定电压超过3999mV或者A/D转换器采样得到的电流值超过3999mV时，控制系统输出的控制信号会切换为0，则主电路输出的电流也相应为0，同时液晶显示"系统工作不正常"。这样系统得到双重保护，能确保其工作安全可靠。
5.2.2系统抗干扰设计
系统工作于较强的电磁辐射环境中，容易受到各种干扰的影响。轻则使电流输出不稳定，纹波电流增加，严重时会导致整个系统工作不正常。因此，本系统从硬件和软件两方面采取抗干扰的措施，以保证系统的可靠运行。
a、硬件抗干扰设计在220V电源进线端设置电源滤波器，消除
电网上的各类高频干扰，防止电网电压突变对系统造成冲
击。在运算放大器的输入端加设滤波电容，对抑制纹波电流
起到至关重要的作用。合理布置接地系统中的数字地与模拟
地，避免了数字信号对模拟信号的干扰。
b、软件抗干扰设计系统中采用看门狗技术，若程序出现
死循环或者跑飞现象，凌阳单片机内部的看门狗将使单片
机复位，将单片机重新拉回有序的工作状态。对A/D的转
换结果采用数字滤波技术，保证控制系统的稳定。
5.3 系统调试
测试方法
测试电路如图
将各个模块连接，然后进行预设电压值和实际输出电压值对比测试，记录两者之间的偏差，并进行软件修正。
.
由以上数据可以看出,电源精度完全符合题目要求基本部分和发挥部分的要求.
实验报告 实验课程：EDA技术实验 学生姓名：某某某 学号：5801215xxx 专业班级：测控技术与仪器xxx班 指导老师：刘诚 3333年33月33日
直流稳压电源电路原理图设计 一．实验目的： （1）熟悉原理图编辑器 （2）掌握原理图的实体放置与编辑 （3）熟练完成双路直流稳压电源电路原理图设计。 二：实验内容： 绘制双路直流稳压电源电路原理图如图所示 图1：双路直流稳压电源电路原理图 三：实验步骤： （1）启动Protel99SE，新建文件“双路直流稳压电源电路原理图.sch”进入原理图编辑界面。 （2）设置图纸。将图号设置为A4即可。 （3）添加元件库。GB4728——85 （4）放置元件。根据双路直流稳压电源电路的组成情况，
在屏幕左方的元件管理器中取相应的元件，并放置于屏幕编辑区。（5）设置元件属性。在元件放置后，用鼠标双击相应元件，出现元件属性菜单，更改元件标号及名称。 （6）调整元件位置，注意布局合理。 （7）连线。根据电路原理，在元件引脚之间连线。注意连线平直。（8）放置节点。一般情况下，“T”字连接处的节点是在连线时由系统自动放置的，而所有“十”字连接处的节点必须手动放置。（9）放置输入输出点.电源.地.，均使用Power Objects工具菜单即可画出。 （10）放置注释文字。 （11）进行电路的修饰及整理。在电路绘制基本完成后，还需要 进行相关整理，使其更加规范整洁。 （12）保存文件。 四：实验所绘原理图：
五：实验总结及心得： 通过这次的实验，也发现了自己添加元器件时，添加错了一个器件选型，也就是mc7915电源芯片，这个芯片的封装引脚分布没搞清楚。这跟78xx型的电源芯片有所区别。
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
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。
基础电源电路设计--双路输出可调直流稳压电源的设计 工作原理 本直流电源由电源、滤波、保护、稳压等四个基本模块组成,如图1 框图所示,其电路原理图如图2 所示。 图1 直流电源模块方框图 1.电源变压器采用降压变压器，将电网交流电压220V 变换成需要的交流电压。此交流电压经过整流后,可获得电子设备所需要的直流电压。 2.整流电路利用单相桥式整流电路,把50Hz 的交流电变换为方向不变但大小仍有脉动的直流电。其优点是电压较高、纹波电压较小,变压器的利用率高。设计采用IN4007二极管组成整流电路，也可以采用桥堆RS808 等做全桥整流,最大电流可达8A,配合本设计的大滤波电容,使得本电源的瞬时大电流的供电特性好、噪声小、反应速度快、输出纹波小。 3.滤波电路采用电容滤波电路,将整流电路输出的脉动成分大部分滤除,得到比较平滑的直流电。本电路采用4700μF/50V 的大电容C1、C2 使输出电压更加平滑,电源瞬间特性好,适合带感性负载，如电机的启动。C1、C2 各并联了一只0.1μF/63V 的CBB 电容，滤去高频干扰,使输入到集成电路LM317、LM337、LM7805的直流电尽可能的平滑和纯净。 4. LM7805固定输出5V 稳压输出。为适应不同应用场合的需要而将电压设置为可调，可调稳压电路由LM317 输出正电源,LM337 输出负电源。LM317 和LM337 均使用了内部热过载,包含过流保护、热关断和安全工作区补偿等完善的保护电路,使得电源可以省去保险丝等易损耗器件。可调节输出电压的计算Uo=1.25× (1+Rf/R), Rf 为可调电阻的取值（即图中的电位器W1、W2），R （即图中的电阻R1、R2）为三端可调稳压输出端与调整端间的电阻值。可调电阻选用精密可调电阻,保证输出电压的精确可调。如选用的可调电阻Rf 为5k Ω、R 为270Ω的组合,可以分别对1.25V ～24V-1.25V ～-24V 之间实现连续可调。 5.稳压电路因为线性电源发热量较大，所以本电源中需加了足够的散热器。 2）、参数计算 1.LM317 与LM337 的选择 LM317/LM337 的电压输出范围是±1.25V ～±37V ，负载电流最大为1.5A,仅需两个外接电阻来设置输出电压，连续可调。此外,它的线性调整率为0.01 和负载调整率0.1%也比标准的固定稳压器好。此外该器件内置过载保护电路、安全保护等多重保护功能。内阻小、电压稳定、噪音极低、输出纹波小(输出端最小仅用100μF),实际使用效果比LM78××、LM79××等稳压模组好。 2.稳压电阻Rf 、R 的选择 要保证 LM317/LM337在空载时能够稳定地工作,只要保证Uo/(Rf+R)≥1.5mA 就可以了。 1.5mA 为稳压块的最小稳定工作电流。可以选择Rf 、R 分别为5k Ω可调电阻和270 Ω的固定 交流220V 输入
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
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
长沙学院课程设计说明书 题目双路输出直流稳压电源系(部) 专业(班级) 姓名 学号 指导教师 起止日期2013/12/16-2013/12/26
模拟电子技术课程设计任务书（14） 系（部）：电子与通信工程系专业：电子信息工程指导教师：陈希课题名称双路输出直流稳压电源 设 计 内容及要求1、设计一个双路输出的集成稳压电源，其中一路为固定输出5V、1A ；另一路为可调输出9～15V、1A； 2、输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于0.5%，输出内阻小于0.15Ω 设计工作量1、系统整体设计； 2、系统设计及仿真； 3、在Multisim或同类型电路设计软件中进行仿真并进行演示； 4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、仿真分析、调试过程，参考文献、设计总结等。 进度安排起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注第一天课题介绍，答疑，收集材料 第二天设计方案论证 第三天进行具体设计 第四天进行具体设计 第五天编写设计说明书 指导老师意见 年月日教研室意见 年月日
长沙学院课程设计鉴定表 姓名周斌学号2012044106 专业电子信息工程班级一班 设计题目双路输出直流稳压电源指导教师陈希刘亮龙英指导教师意见： 评定成绩：教师签名：日期： 答辩小组意见： 评定成绩：答辩小组长签名：日期： 教研室意见： 最终评定等级：教研室主任签名：日期： 说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五等。
目录 目录.....................................................................................IV 摘要.. (1) 绪论 (1) 一、设计目的 (2) 二、设计任务及要求 (2) 三、双路输出直流稳压电源设计思路 (2) 四、设计原理 (2) 1、直流稳压电源的基本原理 (3) 五、电路相关元件及电路指标简介 (4) 1、LM317集成稳压器的特性简介 (4) 2、 LM7805稳压器的性能 (6) 3、稳压电源的技术指标 (7) 4、串联型稳压电路的主要特点 (7) 六、电路原件选择 (8) 1、选择电源变压器 (8) 2、选择整流电路中的二极管 (8) 3、集成三端稳压器 (9) 5、滤波电路中滤波电容的选择 (10) 七、用Multisim软件仿真 (10) 1 实验原理图仿真 (10) 2 仿真结果 (10) 八、总结与体会 (11) 九、参考文献 (13)
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
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
课程设计报告 课程设计名称：双路可调直流稳压电源设计与制作 指导教师： 学生： 学号： 班级： 专业： 学院： 完成时间：
1.稳压电源发展史 1955年美国的科学家罗那（G.H.Royer）首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器。此后，利用这一技术的各种形式的精益求精直流变换器不断地被研制和涌现出来，从而取代了早期采用的寿命短、可靠性差、转换效率低的旋转和机械振子示换流设备。由于晶体管直流变换器中的功率晶体管工作在开关状态，所以由此而制成的稳压电源输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻，因而当时被广泛地应用于航天及军事电子设备。由于那时的微电子设备及技术十分落后，不能制作出耐压高、开关速度较高、功率较大的晶体管，所以这个时期的直流变换器只能采用低电压输入，并且转换的速度也不能太高。 60年代，由于微电子技术的快速发展，高反压的晶体管出现了，从此直流变换器就可以直接由市电经整流、滤波后输入，不再需要工频变压器降压了，从而极大地扩大了它的应用范围，并在此基础上诞生了无工频降压变压器的开关电源。省掉了工频变压器，又使开关稳压电源的体积和重量大为减小，开关稳压电源才真正做到了效率高、体积小、重量轻。 70年代以后，与这种技术有关的高频，高反压的功率晶体管、高频电容、开关二极管、开关变压器的铁芯等元件也不断地研制和生产出来，使无工频变压器开关稳压电源得到了飞速的发展，并且被广泛地应用于电子计算机、通信、航天、彩色电视机等领域，从而使无工频变压器开关稳压电源成为各种电源的佼佼者。 2.方案论证 2.1串联式直流稳压电路 串联型直流稳压电源通常由电源变换电路、整流电路、滤波电路、稳压电路和负载组成，其原理框如图3.1-1、图3.1-2所示。 图3.1-1 直流稳压电源原理框图
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；
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)
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
DH1718D(E) 双路跟踪稳流稳压电源技术说明书（DH系列电源产品通过ISO9002认证） 北京大华无线电仪器厂 （国营第七六八厂）
目录 1．概述-------------------------------------------------------------------3 2．性能指标-------------------------------------------------------------------4 3．工作原理-------------------------------------------------------------------5 4．结构外观-------------------------------------------------------------------7 5．使用方法-------------------------------------------------------------------7 6．一般维修-------------------------------------------------------------------8 7．成套性-------------------------------------------------------------------8 8．储存-------------------------------------------------------------------9 9．质量保证-------------------------------------------------------------------9
《电子技术课程设计》实训报告题目双路直流稳压电源 实训报告评语
等级： 评阅人：职称： 年月日 一、实训目的 1、培养动手能力，在实践中加强对理论知识的理解。 2、掌握对电子元器件识别，相应工具的操作，相关仪器的使用，电子设备制作、装调的全过程的方法。 3、掌握查找及排除电子电路故障的常用方法。 4、学习使用proteus、protel电路仿真与设计软件，动手绘制电路图。 二、实训设备及仪器
1、电烙铁：焊接的元件多，所以使用的是外热式电烙铁，功率为30 w ，烙铁头是铜制。 2、螺丝刀、镊子等必备工具以及练习焊接时用的铜丝。 3、锡丝：由于锡熔点低，焊接时，焊锡能迅速散步在金属表面焊接牢固，焊点光亮美观。 4、松香，导线，剥线钳等其它需要用到的工具。 5、相关实验项目所需的电路板，电子元件等。 三、实训要求 1、识别不同的电子元器件的规格和种类，熟练掌握焊接技术。 2、按照电路图设计合理安排元器件的位置，连接好电路，对接口进行焊接，完成对指定功能的测试。未达到测试要求的重新调试，直至排除故障。 四、实训电路设计 1、电路设计框图 直流稳压电源包括电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成。其 框图如下： 波形的变化 变压器输出的信号 整流之后的信号
滤波之后的信号稳压之后的信号 各部分的作用 电源变压器部分：直流电源的输入为220v的电网电压，因而需要经过电源变压器降压之后，再对交流电压进行处理。 整流电路部分：变压器副边电压通过整流滤波电路从交流电压变为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压。 滤波电路部分：为了减少电压的脉动，需要通过低通滤波电路，是输出电压平滑。稳压电路部分：是输出直流电压基本不受电网波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性。 2、部分电路设计 变压器部分： 图1变压器使用双端输入三端输出变压器可以实现输出正负电压，变压器规格为单相220V输入三端输出12V、30W的变压器。 整流电路部分： 图2整流电路将交变电压转变成单向脉动直流电，常用的整流电路有单相桥式整
. .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
课程名称：电工电子学实验指导老师：实验名称：直流稳压电源 一、实验目的 1.掌握单相半波及桥式整流电路的工作原理。 2.观察几种常用滤波电路的效果。 3.掌握集成稳压器的工作原理和使用方法。 二、主要仪器设备 1.XJ4318型双踪示波器。 2.DF2172B型交流毫伏表。 3.MS8200G型数字万用表。 4.MDZ—2型模拟电子技术实验箱。 5.单级放大、集成稳压实验板。 三、实验内容 1.单相整流、滤波电路 取变压器二次侧电压15V挡作为整流电路的输入电压U2，并实测U2的值。负载电阻R L=240Ω，完成表 18-1所给各电路的连接和测量。(注：以下各波形图均在示波器DC挡测得)
2.集成稳压电路 (1)取变压器二次侧电压15V挡作为整流电路的输入电压U2，按图18-2连接好电路，改变负载电阻值R L，完成表18-2的测量。(注：以下各波形图均在示波器DC挡测得) 图18-2 整流、滤波、稳压电路 (2)取负载电阻R L=120Ω不变，改变图18-2电路输入电压U2(调变压器二次侧抽头)，完成表18-3的测量。(注：以下各波形图均在示波器DC挡测得)
表18-3 (R 四、实验总结 1.根据表18-1结果，讨论单相半波整流电路和桥式整流电路输出电压平均值U L和输入交流电压有效值U2之间的数量关系。 由此可见，对于不同电路，在相同的U2下，U L是不同的。下面分开讨论单相半波整流电路(即1~4号)和桥式整流电路(5~8号)：
单相半波整流电路：根据上述数据可见，在不加电容时U L=0.46U2；而加入不同电容后分别为U L=1.04U2、U L=1.20U2，可见比值有所提高；加入两电容且之间加有电阻后，U L=1.14U2，比值与只加一个电容的区别不大。 桥式整流电路：据上表数据，不加电容时U L=0.88U2；而加入不同电容后分别为U L=1.21U2、U L=1.26U2，可见比值也有所提高；加入两电容且之间加有电阻后，U L=1.20U2，可见与只加一个电容的差异不大。 将单相半波和桥式两种整流电路作比较，可发现在不加电容时，两电路的U L/U2比相差较大，而加入电容后，以及加入两电容且之间加有电阻后，该比值都比较接近，但桥式整流电路比单相半波整流电路的值稍大。 2.根据表18-1结果，总结不同滤波电路的滤波效果。 单相半波整流电路：按顺序比较四种电路，可见随着电路的改进输出波形越来越趋于平缓，比较交流分量也可看出，交流分量逐渐趋于0，可见整流滤波的效果越来越好。但比较U L可以看出，只加一个电容的电路比不加电容的数值要高，但加入两电容并之间加有电阻后，U L值反而有所降低，但差别并不大。因此对于一般要求的电路，选择第4种电路是最好的，整流好且输出电压损失较小。 桥式整流电路：按顺序比较四种电路，可见情况与单相半波整流电路类似，随着电路的改进输出波形越来越趋于平缓，交流分量也逐渐趋于0，因而整流滤波的效果越来越好。同样，只加一个电容的电路比不加电容的数值要高，在加入两电容并之间加有电阻时比只加一电容的输出电压略低，但相差不大。因此在实际使用时最后一种电路也是较优的选择。 比较单相半波整流电路和桥式整流电路可见，后者比前者滤波效果略好，但由于其所用元件较前者多，实际应用时成本会略高，因此用于实际情况时应综合考虑所需要求再选择整流方式。 3.根据表18-2和18-3结果，分析集成稳压器的稳压性能。 从表18-2可以看出，即使负载电阻大范围变化，输出电压都会基本保持不变，都基本稳定在12V左右，可见，在此种情况下，只改变负载电阻对输出电压几乎没有影响，因此此电路稳压性能非常好。 从表18-3可以看出，当其他条件不变而只改变输入电压幅值时，在输入电压小于15V时，输入电压对输出电压的影响很大。由图可见虽然在9V和12V的输入电压下输出电压都有一定的波动性，此时整流效果不好，且幅值会随输入电压的大小而变化；当输入电压在15V以上时，输出电压波形图为一条水平直线，且稳定在12V，此时整流效果很好，且幅值不再随输入电压大小而变化。因此实际应用时，必须有足够大的输入电压，才能使该集成稳压器工作正常。 五、心得体会 本次实验通过对各种整流滤波电路的测量研究，使我们较好地观察了几种常用滤波电路的效果，并能更好地结合理论，掌握其工作原理。实验结果的分析可以使我们知道何种条件下会出现怎样的情况，这对实际应用是非常有帮助的。 此次实验内容多而不繁，需要仔细连好各电路并耐心记录相应波形图。为方便操作，在做表18-1的电路时，可以按照如下顺序进行实验：12348765，这样在改变电路时只需改变几根导线即可，省去了很多时间，提高了实验效率。另外，在画波形图时务必要记录幅值轴和时间轴的坐标单位，作出的波形图才算完整，便于后续分析。 下面对实验结果的准确性作一简要分析。根据课本上相关理论知识，可知对于这类电路，理 论上U L≈0.9U2，而根据“实验总结1”里的U L/U2比可见，实验结果是U L=0.88U2；而对于这类 电路，理论上U L≈1.2U2，而实际实验结果为U L=1.21U2和U L=1.26U2。由此可见实验值与理论值十分接近，因此可推断这次实验是比较成功的，总体误差可能较小。这也反过来说明理论估算值是较符合实际的，因而课本上的估算方法是可行的。当然，为了检验上述结论，还需要进行多组平行实验才能做出较准确的判断。