课程设计论文
设计题目：单片机控制直流稳压电源设计
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年级：2013级
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单片机控制的直流稳压电源设计
摘要：
本系统以AT89S52单片机作为系统的核心，由D/A数字模拟转换模块、按键、LED串口显示模块等模块组成一个数控电源。该系统实现了输出电压：范围2～＋15.0V，步进1V，纹波不大于10mV；输出电流：500mA；输出电压值由数码管显示；由“＋”、“－”两键控制输出电压步进增减。输入模块的按键按下之后，对单片机就有了一个输入，单片机将输入的数字一方面给显示模块，让它们在数码管中显示出来；另一部分输给DAC0832，让它转化为模拟量电流输出，通过运算放大器将这模拟量转化为相应的电压，这电压经过放大后控制LM317的控制端，从而实现输出电压的控制。
关键词：AT89S52 单片机, 数控电源, D/A, 直流电源
1
目录
摘要 (1)
目录 (3)
目录1 (3)
目录2 (3)
1 直流稳压电源发展方向 (4)
2 系统概述 (4)
2.1 方案论证 (5)
2.1.1 控制器部分 (6)
2.1.2 显示部分 (6)
2.2电路特点 (7)
3 电路设计 (7)
3.1 总体方框图 (9)
3.2 工作原理 (10)
4各主要电路及部件工作原理 (10)
2.7 最小系统电路设计 (17)
5 软件流程图 (18)
6 原理图设计 (19)
2
6.1 ADC0804原理图 (19)
6.2.1 DAC0832原理图 (20)
6.2.2 DAC0832PCB板图............................ 错误！未定义书签。
6.3 单片机稳压电源整体原理图 (20)
6.3.1 单片机稳压电源整体原理 (21)
总结 (19)
致谢 ................................................. 错误！未定义书签。参考文献 .. (21)
附录一：系统原程序 (22)
3
1 直流稳压电源的发展方向
1智能化
目前在研制高精度、高性能、多功能的测量控制仪表时，几乎没有不考虑采用微处理器的。以微处理器为主体取代传统仪器仪表的常规电子线路，将计算机技术与测量控制技术结合在一起，组成新一代的所谓“智能化测量控制仪表”。智能仪器解决了许多传统仪表不能或不易解决的难题，同时还能简化系统电路，提高系统的可靠性，加快产品的开发速度。直流稳压电源一方面为仪器仪表提供电能量，是仪器仪表的“动力源”，另一面它本身就是仪器仪表，因此，它有可能而且应当智能化。
2 数字化
在传统直流稳压电源中，控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在六、七十年代，电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的。但是，现在数字式信号、数字电路显得越来越重要，数字信号处理技术日趋完善成熟，显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力)、便于软件包调试和遥感遥测遥调，也便于自诊断、容错等技术的植入。
3 模块化
电源的模块化有两方面的含义，其一是指功率器件的模块化;其二是指电源单元的模块化。模块化的目的不仅在于使用方便，缩小整机体积，更重要的是取消传统连线，把寄生参数降到最小，从而把器件承受的电应力降至最低，提高系统的可靠性。大功率的电源，由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考虑，一般采用多个独立的模块单元并联工作，采用均流技术，所有模块共同分担负载电流，一旦其中某个模块失效，其它模块再平均分担负载电流。极大的提高系统可靠性，即使万一出现单模块故障，也不会影响系统的正常工作。
4 绿色化
电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节电，这意味着发电容量的节约，而发电是造成环境污染的重要原因，所以节电就可以减少对环境的污染;其次这些电源不能(或少)对电网产生污染，国际电工委员会(IEC对此制定了一系列标准，如工EC555, IEC917,IECI000等。20世纪末，各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生，为21世纪批量生产各种绿色直流稳压电源产品奠定了基础。
2 系统设计
2.1 方案论证
2.1.1 控制器部分
应用STC89C52作为控制器。51系列优点之一是它从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器，或布尔处理器。它的处理对象不是字或字节而是位。它不光能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理，如传送、置位、清零、测试等，还能进行位的逻辑运
算，其功能十分完备，使用起来得心应手。51系列的另一个优点是乘法和除法指令，这给编程也带来了便利。而且，51系列的I/O脚的设置和使用非常简单，当该脚作输入脚使用时，只须将该脚设置为高电平（复位时，各I/O口均置高电平）。当该脚作输出脚使用时，则为高电平或低电平均可。低电平时，吸入电流可达20mA，具有一定的驱动能力；而为高电平时，输出电流仅数十μA甚至更小（电流实际上是由脚的上拉电流形成的），基本上没有驱动能力。
2.1.2 显示部分
使用LED显示。优点：可视角度宽，价格便宜。缺点：显示的内容少，介面呆板，而且占用较多的IO口资源。
2.2 电路特点
本电路使用了最基本数字电子芯片，运用了单片机等可编程芯片，电路原理简单，易于理解。显示部分用了两个四位一体数码管，这样使得显示更加清晰易懂。
3 电路设计
3.1 总体方框图如图1.1所示
图1.1
3.2 工作原理
单片机将根据按键锁进行的操作增加或减小A/D转换电路的输入数值，Ｄ／Ａ转换器将数字量按比例转换成模拟电压，然后经过射极跟随器控制调整输出级输出
5
所需的稳定电压。
4 各主要电路及部件工作原理
4.1 AT89C52单片机介绍
本设计中采用宏晶科技公司的STC89C52单片机作为控制芯片。STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器的低电压，高性能COMOS8的微处理器。该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。下面对设计中使用到的单片机组成部分进行简要介绍。
a. 运算器电路
运算器电路包括ALU（算术逻辑单元）、ACC（累加器）、B寄存器、状态寄存器、暂存器1和暂存器2等部件，运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算。
b. 控制器电路
控制器电路包括程序计数器PC、PC加1寄存器、指令寄存器、指令译码器、数据指针DPTR、堆栈指针SP、缓冲器以及定时与控制电路等。控制电路完成指挥控制工作，协调单片机各部分正常工作。
c. 定时器/计数器
MCS－52单片机片内有两个16位的定时/计数器，即定时器0和定时器1。它们可以用于定时控制、延时以及对外部事件的计数和检测等。
d. 存储器
MCS－52系列单片机的存储器包括数据存储器和程序存储器，其主要特点是程序存储器和数据存储器的寻址空间是相互独立的，物理结构也不相同。
e. 并行I/O口
MCS－52单片机共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2和P3），每一条I/O线都能独立地用作输入或输出。P0口为三态双向口，能带8个TTL门电路，P1、P2和P3口为准双向口，负载能力为4个TTL门电路。
f. 串行I/O口
MCS－521单片机具有一个采用通用异步工作方式的全双工串行通信接口，可以同时发送和接收数据。
g. 中断控制系统
8051共有5个中断源，即外中断2个，定时/计数中断2个，串行中断1个。
h. 时钟电路
MCS－52芯片内部有时钟电路，但晶体振荡器和微调电容必须外接。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列，振荡器的频率范围为1.2MHz～12MHz，典型取值为6MHz。
i. 总线
以上所有组成部分都是通过总线连接起来，从而构成一个完整的单片机。系统的地址信号、数据信号和控制信号都是通过总线传送的，总线结构减少了单片机的连线和引脚，提高了集成度和可靠性。
6
选用单片机的结构：
1 一个8 位算术逻辑单元
2 32 个I/O 口4 组8 位端口可单独寻址
3 两个16 位定时计数器
4 全双工串行通信
5 6 个中断源两个中断优先级
6 128 字节内置RAM
7 独立的64K 字节可寻址数据和代码区
每个8051 处理周期包括12 个振荡周期每12 个振荡周期用来完成一项操作如取指令和计算指令执行时间可把时钟频率除以12 取倒数然后指令执行所须的周期数因此如果你的系统时钟是11.059MHz 除以12 后就得到了每秒执行的指令个数为921583条指令取倒数将得到每条指令所须的时间1.085ms 。
AT89C52的管脚图如图1.2所示。
图1.2 89CS52管脚图
4.2 MAX7221芯片简要说明
4.2.1 MAX7221功能介绍
MAX7221是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器,它连接微处理器与8位数字的7段数字LED显示，也可以连接条线图显示器或者64个独立的LED。其上包括一个片上的B型BCD 编码器、多路扫描回路，段字驱动器，而且还有一个8*8的静态RAM用来存储每一个数据。MAX7221是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器,它连接微处理器与8位数字的7段数字LED 显示，也可以连接条线图显示器或者64个独立的LED。其上包括一个片上的B型BCD编码器、多路扫描回路，段字驱动器，而且还有一个8*8的静态RAM用来存储每一个数据。一个方便的四
7
线串行接口可以联接所有通用的微处理器。每个数据可以寻址在更新时不需要改写所有的显示。MAX7221同样允许用户对每一个数据选择编码或者不编码。MAX7221芯片管脚如图1.3所示。
图1.3 MAX7221芯片管脚图
4.2.2 MAX7221引脚介绍
1.Din脚，串行数据输入端，数据存入内部16位移位寄存器。
2. DIG0-DIG7脚，8位共阴极数码管的控制输入端，显示关闭时输出高电平。
3.GND脚，接地段，4和9脚都要接地。
4.CS脚，片选输入端，当CS=0时，串行数据存入移位寄存器，当CS为上升沿时锁存最后16位数据。
5.CLK脚，串行时钟输入端，最高频率10MHz，在时钟上升沿数据移位存入内部移位寄存器，当时钟下降沿时，数据由Dout输出，CLK输入仅当CS=0是有效。
6.SEGA-SEGG,SEGDP脚，数码管七段驱动和小数点驱动端，关闭显示时各段驱动输出为高电平。
7.Iset 脚，连接到Vdd的电阻连接端，用来模拟设定各段驱动电流。
8.Vdd脚，5v正电压输入端。
9.Dout脚，串行数据输入端，数据由Din输入，经16.5个时钟延迟后由Dout引脚输出，此引脚用来扩展MAX7221。
4.3 DAC0832芯片简要说明
4.3.1 引脚及其功能
DAC0832是双列直插式8位D/A转换器。能完成数字量输入到模拟量(电流)输出的转换。图为DAC0832的引脚图和内部结构图。其主要参数如下：分辨率为8位，转换时间为1μs，满量程误
8
差为±1LSB，参考电压为(+10?/span>-10)V，供电电源为(+5～+15)V，逻辑电平输入与TTL 兼容。
从图中可见，在DAC0832中有两级锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，它的允许锁存信号为ILE，第二级锁存器称为DAC寄存器，它的锁存信号也称为通道控制信号/XFER。若需要相应的模拟信号电压信号，可通过一个高阻抗线性运算放大器实现。运放的反馈电阻可通过RFB端引用片内固有电阻，也可以外接。DAC0832逻辑输入满足TTL电平，可直接与TTL电路或微机连接。DAC0832引脚图如图1.4所示。
图1.4 DAC0832芯片管脚图
图中，当ILE为高电平，片选信号 /CS 和写信号 /WR1为低电平时，输入寄存器控制信号为1，这种情况下，输入寄存器的输出随输入而变化。此后，当 /WR1 由低电平变高时，控制信号成为低电平，此时，数据被锁存到输入寄存器中，这样输入寄存器的输出端不再随外部数据DB 的变化而变化。
对第二级锁存来说，传送控制信号 /XFER 和写信号 /WR2同时为低电平时，二级锁存控制信号为高电平，8位的DAC寄存器的输出随输入而变化，此后，当 /WR2由低电平变高时，控制信号变为低电平，于是将输入寄存器的信息锁存到DAC寄存器中。
图中其余各引脚的功能定义如下：
1.DI7～DI0 ：8位的数据输入端，DI7为最高位。
2.IOUT1 ：模拟电流输出端1，当DAC寄存器中数据全为1时，输出电流最大，当 DAC寄存器中数据全为0时，输出电流为0。
3.IOUT2 ：模拟电流输出端2， IOUT2与IOUT1的和为一个常数，即IOUT1＋IOUT2＝常数。
4.RFB ：反馈电阻引出端，DAC0832内部已经有反馈电阻，所以 RFB端可以直接接到外部运算放大器的输出端，这样相当于将一个反馈电阻接在运算放大器的输出端和输入端之间。
5.VREF ：参考电压输入端，此端可接一个正电压，也可接一个负电压，它决定0至255的数字量转化出来的模拟量电压值的幅度，VREF范围为(+10～-10)V。 VREF端与D/A内部T形电阻网络相连。
6、Vcc ：芯片供电电压，范围为(+0～15)V。
7、AGND ：模拟量地，即模拟电路接地端。
8、DGND ：数字量地。
4.4 ADC0804芯片简要说明
4.4.1 ADC0804转换原理
ADC0804是属于连续渐进式的A/D转换，这种类型的A/D转换速度快，分辨率高外，还有价钱便宜的优点，普遍被应用于微电脑的接口设计上。
ADC0804芯片管脚图如图1.5所示：
图1.5 ADC0804芯片管脚图
它的主要电气特征如下：
1.工作电压：+5v
2.模拟输入电压范围：0～+5v
3.分辨率：8位
10
10 9 8 7 6
g f GND a b
1 2 3 4 5
dp
.
e d GND c dp
a b c d
e
f
g
D
D
+5V
4.转换时间：100μs
5.转换误差：1LSB
6.参考电压：2.5v
4.5 数码管显示
4.5.1数码管结构
输出电压采用7段数码管进行显示。数码管由8个发光二极管（以下简称字段）构成，通过
不同的组合可用来显示数字0 ~9、字符A ~ F 、H 、L 、P 、R 、U 、Y 、符号“-”及小数点“.”。
数码管的外型结构如图 4.5（a ）所示。数码管又分为共阴极和共阳极两种结构，分别如图4.5（b ）和图4.5（c ）所示。
（a ） 外型结构 （ b ） 共阴极 （c ）共阳极
图1.6 数码管结构图
4.5.2数码管工作原理
共阳极数码管的8个发光二极管的阳极（二极管正端）连接在一起，通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。
共阴极数码管的8个发光二极管的阴极（二极管负端）连接在一起，通常，公共阴极接低电平（一般接地），其它管脚接段驱动电路输出端，当某段驱动电路的输出端为高电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能提供额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。
4.5.3数码管字形编码
要使数码管显示出相应的数字或字符必须使段数据口输出相应的字形编码。对照图4.4（a），字型码各位定义如下：
数据线D0与a字段对应，D1字段与b字段对应……，依此类推。如使用共阳极
数码管，数据为0表示对应字段亮，数据为1表示对应字段暗；如使用共阴极数码管，数据为0表示对应字段暗，数据为1表示对应字段亮。如要显示“0”，共阳极数码管的字型编码应为：11000000B（即C0H）；共阴极数码管的字型编码应为：00111111B（即3FH）。依此类推可求得数码管字形编码如表1.1所示。
表1.1 数码管字型编码表
显示字符字
形
共阳极共阴极
dp g f e d c b a 字型码dp g f e d c b a 字形码
0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 C0H 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH
1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 F9H 0 0 0 0 0 1 1 0 06H
2 2 1 0 1 0 0 1 0 0 A4H 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH
3 3 1 0 1 1 0 0 0 0 B0H 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH
4 4 1 0 0 1 1 0 0 1 99H 0 1 1 0 0 1 1 0 66H
5 5 1 0 0 1 0 0 1 0 92H 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH
6 6 1 0 0 0 0 0 1 0 82H 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH
7 7 1 1 1 1 1 0 0 0 F8H 0 0 0 0 0 1 1 1 07H
8 8 1 0 0 0 0 0 0 0 80H 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH
9 9 1 0 0 1 0 0 0 0 90H 0 1 1 0 1 1 1 1 6FH
A A 1 0 0 0 1 0 0 0 88H 0 1 1 1 0 1 1 1 77H
B B 1 0 0 0 0 0 1 1 83H 0 1 1 1 1 1 0 0 7CH
C C 1 1 0 0 0 1 1 0 C6H 0 0 1 1 1 0 0 1 39H
D D 1 0 1 0 0 0 0 1 A1H 0 1 0 1 1 1 1 0 5EH
E E 1 0 0 0 0 1 1 0 86H 0 1 1 1 1 0 0 1 79H
F F 1 0 0 0 1 1 1 0 8EH 0 1 1 1 0 0 0 1 71H H H 1 0 0 0 1 0 0 1 89H 0 1 1 1 0 1 1 0 76H L L 1 1 0 0 0 1 1 1 C7H 0 0 1 1 1 0 0 0 38H P P 1 0 0 0 1 1 0 0 8CH 0 1 1 1 0 0 1 1 73H R R 1 1 0 0 1 1 1 0 CEH 0 0 1 1 0 0 0 1 31H U U 1 1 0 0 0 0 0 1 C1H 0 0 1 1 1 1 1 0 3EH
Y Y 1 0 0 1 0 0 0 1 91H 0 1 1 0 1 1 1 0 6EH
-- 1 0 1 1 1 1 1 1 BFH 0 1 0 0 0 0 0 0 40H
. .0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 1 0 0 0 0 0 0 0 80H
熄灭灭 1 1 1 1 1 1 1 1 FFH 0 0 0 0 0 0 0 0 00H 显示部分电路如图1.7 所示
图1.7 数码管显示电路
4.6 整流滤波、初步稳压
图1.8
（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
13.
a 、单相半波整流电路
单相半波整流电路是最简单的整流电路，图1.9是单相半波阻性负载的整流电路
图1.9
电路中，T 为变压器，其作用是将市电220V 的交流电压变成所需要的直流电压，VD 是整流二极管，其作用是方向变化的交流电变为单相的脉动直流。 输出直流电压的平均值，即直流电压V 0可按下式求出
2220
045.0)(sin 221V t td V V
==
?ωωπ
π
(2-1)
半波整流电路的优点是结构简单，使用的元器件少。但缺点是输出的波形脉动大，直流成分比较低；变压器有半个周期不导电，利用率低；变压器电流含有直流成分，容易饱和。所以只能用在输出功率较小、负载要求不高的场合。
b 、单向全波整流电路
单向全波整流电路如图1.10所示。
图1.10 单相全波整流电路
全波整流电路接入滤波电容C ，其充放电过程与半波整流相同，但由于V21和V22轮流通过VD1和VD2向电容C 充电，所以输出电压的脉动比半波整流时小。
14
c 、桥式整流电路
图1.11 桥式整流电路
桥式整流电路的电压可作如下估算。整流元件仍认为是理想的，在纯电阻负载条件下，电压的顺时值为：
πωω20sin 22<<=t t
V V O (2-2)
负载直流电压平均值为 29.0V V O =
每个二极管截止时的反向电压相同，为V2的幅值。即：
22V Vd = (3-4)
导通二极管的电流平均值为负载电流平均值的一半，最大值与负载电流最大值相同。 综上，桥式整流电路的特点是：与半波整流电路相比，在V2,RL 相同的条件下，输出的直流电压提高了一倍；电流脉动程度减小；变压器正负半周都有对称电流流过，既得到充分利用，又不存在单向磁化的问题。所以它的应用较为广泛。但是需要4个整流二极管，线路稍复杂。
以上简单介绍了几种整流电路，根据其优缺点的判断，所以在我的设计中采用了桥式整流电路。一方面，能使电能得到充分利用，另一方面，由于有现成的整流桥集成元件，设计起来也比较方便。
（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。
交流电经整流电路后可变为脉动直流电流，其中含有较大的交流分量，为了使设备能用上纯净的直流电，还必须用滤波电路滤除脉动电压中的交流成份。滤波电路一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联上电容器C ，或在负载中串联上电感器L ，或由电容，电感组合而成的各中复式滤波电路。
a 、电容滤波电路
电容滤波就是在整流电路后面,用大量的电解电容与负载并联例如以桥式电路为例,整流滤波电路如图1.12所示:
15
图1.12电容滤波电路
电容滤波电路简单，制作方便。但是它的输出电流不宜太大，而且要求输出电压的脉动成分较小时，必须增加电容器的容量，因此电路的体积大也不经济。为此，RC-π型滤波电路在实际电路中经常使用。
RC-π型滤波电路如图1.13所示：
它实际上就是在电容滤波的基础上再加上1级RC滤波电路构成的。采用这种滤波电路可以进一步降低输出电压的脉动系数。但是，这种滤波电路的缺点是在R上有直流压降，因而必须提高变压器次级电压；因而整流管的冲击电流仍然比较大；同时，由于R产生压降，外特性比电容滤波更软。所以这种电路只适用于小电流的场合。
图1.13RC-π型滤波电路
b、电感滤波器
利用电感具有阻止电流变化的特点，在整流电路的负载回路中串联电感L，如图1.14所示，即构成电感滤波电路。
图1.14电感滤波电路
当整流后的脉动电流增大时，电感L 将产生反电势－L (di/dt)，阻止电流增大；相反，当电流减小时，电感L 将阻止电流减小，从而使负载电流脉动成分大大降低，达到滤波的目的。 由于电感交流电阻很大，而直流电阻很小，输出直流分量在电感上损失很小，所以它适用于负载电流比较大的场合，而且外特性较好，即负载电流变化时，输出直流电压变化较小，另外，电感滤波的二极管导通角不会减小，避免了浪涌电流的产生。
为了进一步改善滤波效果，可以采用LC 滤波电路，它是在电感滤波电路的基础上，再在负载电阻RL 上并联电容器C ，如图1.15所示
图1.15 LC 滤波电路
29.0V V O 不难看出，当L 值很小，或RL 很大时，该电路和电容滤波电路很类似，呈现
电容滤波的特点，为了保证整流二极管的导电角仍为180度，一般要求L 值很大，对基波信号而言应满足RL<3Ω。
LC 滤波电路中输出电压中的基波分量应由j ωL 和RL//(1/ωC)分压得到，所以输出电压的脉动成分比仅用电感滤波时更小；而负载电流变化时均能有良好的滤波效果，所以说他对负载的适应性比较强。
在大功率输出的电源稳压电路中，由于输出电流较大，为了减少功率损耗，一般不用电阻做滤波器件，经常使用的是LC 元件构成的π型滤波电路。为了增大电感量，一般来说，L 选用铁心电感，C 选用电解电容，如图1.16所示：
图1.16 π型LC 滤波电路
（1） 输出电压的估算
显然，电容滤波电路的输出电压与电容的放电时间常数τ=RLC 有关，τ应远大于 17
u2的周期T，分析及实验表明，当τ=RLC≥（3～5）T /2 时，滤波电路的输出电
压可按下式估算，即UO≈1.2U2
（2）整流二极管导通时间缩短了，存在瞬间的浪涌电流，要求二极管允许通过更大的电流，管子参数应满足IFM＞2IV=IO
（3）在已知负载电阻RL的情况下，根据式子选择滤波电容C的容量，即
C≥（3～5）T /2RL 若容量偏小，输出电压
UO将下降，一般均选择大容量的电解电容；电容的耐压应大于u2的峰值，同时要考虑电网电压波动的因素，留有足够的余量。电容滤波电路的负载能力较差，仅适用于负载电流较小的场合。固定三端稳压器稳压电路如图1.17所示，在输入与公共端之间、输出端与公共端之间分别接了0.33μf、0.1μf的电容,可以防止自激振荡。
图1.17 三端稳压电路
4.7 最小系统电路设计
通过键盘模块输入给定的电压值传送给单片机，单片机在接受到信号后进行处理运算，并显示其给定的电压值，然后经D/A转换以输出电压，并将采样电阻上的电压经过A/D转换输入单片机系统，通过补偿算法进行数值补偿处理，调整电压输出，并驱动显示器显示当前的电压值。
最小系统的核心为STC89C52，为了方便单片机引脚的使用，我们将单片机的引脚用接口引出，电路如图1.18
19
5 软件流程图
就业环境良好，电气专业毕业生具有“点多、面宽、适应性强”的特点。一般来说，电气专业毕业生能够在电气工程相关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域担任重要工作，也能到各级发电厂、供电局、电网调度所、各类大、中型企业从事电力设计、建设、调试、生产、运行、管理、市场运营、科技开发和技术培训等工作，或从事电气设备的维护、检修、安装和调试等方面的工作。
系统软件流程图直观的描述了如何实现对系统输出电压的调节。首先对系统的输出电压进行初始化，设定为5V（常用电压值），然后通过判断按键是+键或是-键对系统的输出电压进行相应的调节，并保证输出电压不超出设定范围，具体的调节过程如图1.19所示。
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~~
数控直流稳压电源 摘要: 本系统以实现直流稳压电源的模拟、数字双线控制为目的,用AT89S52单片机作为主控制芯片,以ICL7107作为数显转换核心，实现对电源输出电压的数字控制及数字显示。 关键词：直流稳压，数字电位器，数控 一、作品介绍 本系统电路主要包括五大部分: ●整流滤波保护电路 ●+5V稳压电路 ●可调稳压电路 ●数控电位器 ●单片机系统 ●数字显示电路 本系统主要特点： ●采用负反馈截流式过流保护方案，电源使用更安全。 ●输出电压范围大，可输出1.25-22V ●采用分立元件搭建分压电阻网络，由单片机控制 ●基于ICL7107的独立数字显示电路，显示精度高达0.01V
二、系统方框图 三、各模块的设计 1、整流滤波保护电路 整流电路采用最常用的全桥整流方案。保护电路的设计原理如下：
场强效应管RFP25n06的特性是g极高电平时导通，低电平是截止。要使电路能在过流有效地截断，就必须使Q2导通，使电平下拉，此时25n06截止。要使Q2导通，则要使其Vbe大于或等于0.7V（但此电路实际导通电压只要0.2V，原因未查出）。由于Vbe=Vr8+Vr4-Vr6,故要调节R8、R6，使得R8的电压略小于R6的电压，此时使Q2能有效的截止，25n6导通，电路正常工作；当电路过流时，R4压降增大，使得Vbe达到导通要求，故能使得Q2能导通，25n06截止，起到保护电路的作用。S4起到复位功能，在过流保护后，连通三极管的b、e两端，使其重新截止，使Q1重新导通，从而连通电路， 其余部分（C4、D1、R2、R3、R5、R7、DS1、R？、C3的作用）：
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
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
模拟电路课程设计报告设计课题： 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：
一、设计任务与要求 1．输出电压可调：Uo=+3V～+9V; 2．最大输出电流：Iomax=800mA; 3．输出电压变化量：ΔVop_p≤5mV 4. 稳压系数：S V ≤3 10 3- ? 5.有保护装置。 二、方案设计与论证 稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图1所示。 + 电源 + 整流 + 滤波 + 稳压 + u1 u2 u3 u I U0 _ 变压器 _ 电路 _ 电路 _ 电路 _ （a）稳压电源的组成框图 u （b）整流与稳压过程 图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程 方案一： 单相半波整流电路： 单相半波整流简单，使用器件少，它只对交流电的一半波形整流，只要横轴上面的半波或者只要下面的半波。但由于只利用了交流电的一半波形，所以整流效率不高，而且整流电压的脉动较大，无滤波电路时，整流电压的直流分量较小，
单相全波整流电路： 使用的整流器件较半波整流时多一倍，整流电压脉动较小，比半波整流小一半。无滤波电路时的输出电压Vo=0.9Vi ，变压器的利用率比半波整流时高。变压器二次绕组需中心抽头。整流器件所承受的反向电压较高。 方案三： 单相桥式整流电路： 使用的整流器件较全波整流时多一倍，整流电压脉动与全波整流相同，每个器件所承受的反向电压为电源电压峰值，变压器利用率较全波整流电路高。 综合3种方案的优缺点:决定选用方案三。 三、单元电路设计与参数计算 整流电路采用桥式整流电路，电路如图2所示。在u2的正半周内，二极管D1、D4导通，D2、D3截止；u2的负半周内，D2、D3导通，D1、D4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。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，即 。 电路中的每只二极管承受的最大反向电压 为22U (U 2是变压器副边电压有效值 )。 12 1o f I I =t t 图2整流电路
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。
` 基于单片机的直流稳压电源设计 姓名： 学号：
基于单片机的直流稳压电源设计 摘要介绍了一种基于单片机的直流稳压电源设计方案，该系统由初步整流稳压部分、单片机控制部分、DAC、稳压部分和显示部分组成。该稳压电源可步进调节、实时显示，弥补了传统稳压电源的不足，其核心技术是通过单片机控制数模转换来改变其后稳压模块的输出。利用单片机控制数模转换芯片DAC00832输出电压作为稳压电路的参考电压；稳压电路采用的是串联型稳压电路，单片机控制的DAC0832的输出电压具有高稳定性，参考电压稳定进而能够很好地保证输出端电压的稳定性；单片机通过键控改变DAC0832的输出电压，作为参考电压发生改变，稳压电路调整管的压降也会相应地发生变化，从而改变输出电压；另外，电路还设计了数码管显示电路，以增加稳压电源使用的直观性，配合键控电路使电源使用起来非常方便直观。 关键词单片机，稳压电源，连续步进可调，DAC
Abstract Describes a DC voltage-stabilized power supply design scheme based on single-chip, preliminary rectifier voltage parts, the system by single-chip computer control part, DAC, voltage regulators and display components. The regulator can be adjusted stepped, real-time display, make up for the lack of traditional power supply, the core technology is controlled by single-chip digital-analog conversion to change the output of the voltage regulator module. Using single tablets machine control number die conversion chip DAC0832 output voltage as regulator circuit of reference voltage; regulator circuit used of is series type regulator circuit, single tablets machine control of DAC0832 of output voltage has high stability, reference voltage stability turn to is good to guarantee output end voltage of stability; single tablets machine by key control change DAC0832 of output voltage, as reference voltage occurs change, regulator circuit adjustment tube of pressure drop also will corresponding to occurs changes, to change output voltage; and circuit design of digital display circuits, to increase the voltage stabilizing power of intuitive, with the keyed circuit power is very easy and intuitive to use. Key word MCU, Regulated Power Supply, Stepping and adjustable row, DAC
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
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
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。
模拟电路课程设计报告设计课题：直流稳压电源设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计时间： 直流稳压电源设计 一、设计任务与要求 1．输出电压可调：Uo=+3V～+9V 2．最大输出电流：Iomax=800mA 3．输出电压变化量：ΔV op_p≤5mV 4. 稳压系数：S V ≤3 10 3- ?
二、方案设计与论证 稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图1所示。 + 电源+ 整流+ 滤波+ 稳压+ u1u2 u3 u I U0 _ 变压器_ 电路_ 电路_ 电路_ （a）稳压电源的组成框图 u u u3 图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程 方案一： 单相半波整流电路： 单相半波整流简单，使用器件少，它只对交流电的一半波形整流，只要横轴上面的半波或者只要下面的半波。但由于只利用了交流电的一半波形，所以整流效率不高，而且整流电压的脉动较大，无滤波电路时，整流电压的直流分量较小，Vo=，变压器的利用率低。方案二： 单相全波整流电路： 使用的整流器件较半波整流时多一倍，整流电压脉动较小，比半波整流小一半。无滤波电路时的输出电压Vo=，变压器的利用率比半波整流时高。变压器二次绕组需中心抽头。整流器件所承受的反向电压较高。 方案三： 单相桥式整流电路： 使用的整流器件较全波整流时多一倍，整流电压脉动与全波整流相同，每个器件所承受的反向电压为电源电压峰值，变压器利用率较全波整流电路高。 综合3种方案的优缺点:决定选用方案三。 三、单元电路设计与参数计算
整流电路采用桥式整流电路，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R L ，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，即 。电路中的每只二极管承受的最大反向电压 为22U (U 2是变压器副边电压有效值)。 在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联，以达到使输出波形基本平滑的目的。 选择电容滤波电路后，直流输出电压：U o1=～U 2，直流输出电流： （I 2是变压器副 边电流的有效值。），稳压电路可选集成三端稳压器电路。 总体原理电路见图4。 3．1选择集成三端稳压器 因为要求输出电压可调，所以选择三端可调式集成稳压器。可调式集成稳压器，常见主要有CW317、CW337、LM317、LM337。317系列稳压器输出连续可调的正电压，337系列稳压器输出连可调的负电压，可调范围为~37V ，最大输出电流m ax O I 为。稳压内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。其电压调 图4 稳压电路原理图 12 1 o f I I =() 2~5.12 1I I o =t ?0π π2π 3π 42 2U t ?0π π2π3π 4o u 2 2U 图2整流电路 图3输出波形图
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。
电工与电子技术课程设计直流稳压电源设计 专业 班级 姓名 指导教师 日期_ __
前言 主要内容: 课题名称与技术要求： 设计课题：串联型晶体管稳压电源 <1>输出直流电压Uo=12V,且连续可调，调节范围±2V <2>最大输出电流Ilm≤200mA <3>稳压系数Sr<10% <4>具有过流保护功能 资料收集与工作过程简介: 在这次课程设计的过程中，我仔细看了课程设计的要求，去逸夫图书馆借了相关的资料，查阅了设计论文的格式样本，比较了各种设计方案的优劣，最终把自己觉得最好的方案的相关参数计算出来。自从上个学期开始，我们就开始学电工，这学期的模电在实际生活中十分有用，在设计过程中我也发现了许多问题，正如参加飞思卡尔设计电路焊板子一样，我还有很多不足之处。通过了对该电路的设计，调试，我学会了用整流变压器，整流二极管，滤波电容以及集成稳压器等元件设计直流稳压电源。 这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
目录 摘要---------------------------------------------------------------------4 设计要求---------------------------------------------------------------6 主要器件选择---------------------------------------------------------9 单元电路设计原理，参数计算------------------------------------12 结论与心得体会-----------------------------------------------------17 参考文献--------------------------------------------------------------18 元器件明细表--------------------------------------------------------19
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 ........................................
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
电子技术课程设计) —可调直流稳压电源 专业班级： $ 姓名： 学号：
? 目录 一、设计目的 (3) 二、设计任务及要求 (3) 三、实验设备及元器件 (3) ~ 四、设计步骤 (4) 1、电路图设计方法 (4) 2、设计的电路图 (5) 五、总体设计思路 (5) 1、直流稳压电源设计思路 (5) 2、直流稳压电源原理 (6) （1）直流稳压电源 (6) （2）整流电路 (6) · （3）滤波电路——电容滤波电路 (7) （4）稳压电路 (9) 3、设计的电路原理图 (10) 4、设计方法简介 (10) 六、课程设计报告总结 (12) 七、参考文献 (12) (
。 引言 直流稳压电源一般由电源变压器，整流电路，滤波电路及稳压电路所组成。变压器把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1-25V可调。 关键词：直流，稳压，变压。 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； U：1v--25v； ②输出直流电压 2 I≤1A； ③输出电流： 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、在仿真软件multisim上画出电路图，仿真和调试，并测试其主要性能参数。
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)