内容摘要
本设计是关于±12V简易直流稳压电源的设计，论题方向是以单相桥式整流及三端集成稳压器为主，设计一台具有实用价值的小容量简易直流稳压电源。要求：输入电压AC220V、输出电压±12V、输出电流1A、容量24W、输入端须设上电指示灯、输出端须具备短路和过流保护功能。
按照所学知识和相关指导书及补充的写作要求，综述了目前常用直流稳压电源的分类、各自适用范围及优缺点，完整详细地设计了±12V简易直流稳压电源电路，并对各组成部分的功能及工作原理进行了分析。
关键词：直流稳压电源；集成稳压器；小容量；设计；分析
目录
内容摘要 ............................................................ I 关键词：直流稳压电源；集成稳压器；小容量；设计；分析 ................ I 引言 .. (1)
1 直流稳压电源的分类 (2)
2 设计规范及任务 (3)
2.1 设计规范 (3)
2.2 设计任务 (3)
2.3 要求掌握 (3)
3 各电路组成的工作原理及设计的采用 (4)
3.1 指示电路 (4)
3.2 变压电路 (4)
3.3 整流电路 (4)
3.4 滤波电路 (5)
3.5.1 结构与符号 (7)
3.5.2 线性三端集成稳压器的分类及型号 (7)
3.5.3 三端集成稳压器的工作原理 (7)
3.5.4 三端集成稳压器的基本应用电路 (10)
4 基本原理 (12)
4.1 电路的基本组成 (12)
4.2 组成部件的功能 (12)
5 各电路组成的元件选择与参数确定 (13)
5.1 指示电路 (13)
5.2 变压电路 (13)
5.3 整流电路 (13)
5.4 滤波电路 (14)
5.5 稳压电路 (14)
5.6 稳压电源的保护电路 (14)
6 电路图及电路的工作原理 (15)
6.1 ±12V简易直流稳压电源电路图 (15)
6.2 ±12V简易直流稳压电源电路的工作原理 (15)
7 主要元器件清单 (16)
参考文献 (17)
引言
人类的经济活动已经进入工业经济时代，并正在转入高新技术产业迅猛发展的时期，电源是位于市电与负载之间，向负载提供优质电能的供电设备，是工业的基础，而稳压电源技术是一种应用功率半导体器件，综合电力变换技术、现代电子技术、等多学科技术。随着科学技术的发展，目前稳压电源技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科；它为现代通讯、电子仪器、计算机、工业自动化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高功率、高可靠性起着关键的作用。
小功率稳压电源的组成主要是由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成。电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。但这样的电压还随电网电压波动（一般有±10%左右的波动）、负载和温度的变化而变化。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、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。
将串联稳压电源和保护电路集成在一起的集成稳压器。现在的集成稳压器只有三个端口：输入端、输出端和公共端，称为三端集成稳压器。本次设计的±12V稳压电源是采用三端集成电路为主要稳压器件，他具有结构简单、体积小重量轻、电源输出不间断、功率高、造价低、电源能工作在特殊的环境中、高稳定度（节约电能、降低材料消耗以及提高生产效率）之优点，随着电子设备的越来越普及，将越来越广泛。并为现代生产和生活带来深远的影响。
1 直流稳压电源的分类
当今，电子产品已普及到工作与生活的各个方面，其性能价格比愈来愈高，功能愈来愈强，供电的电源电路在整机电路中是相当重要的。它的性能直接影响整个电子产品的精度、稳定性和可靠性。电压稳定的方式，由传统的线性稳压发展到今天的非线性稳压，电源电路也由简单变得复杂，电源技术正从过去附属于其他电子设备的状态，逐渐演变成一个独立学科分支。目前生产的直流稳压电源种类很多，主要分类方法是按调整元件的工作状态分类，其次还可以从其它不同角度来分类：
(1) 按稳定方式分，有参数型稳压电源和反馈调整型稳压电源。
参数型稳压电源电路简单，主要是利用电子元件的非线性实现稳压，例如一只电阻和一只稳压二极管即成参数稳压器。按调整元件的工作状态分，有线性稳压电源和开关稳压电源。
反馈调整型稳压电源具有负反馈闭环，是闭环自动调整系统，它的优点是技术成熟，性能优良、稳定，设计与制造简单；缺点是体积大，效率低。
(2) 非线性电源主要是指开关电源，开关电源的分类方法多种多样。按激励方式分，有自激式和它激式
(3) 按调制方式分，有保持开头工作频率不变，控制导通脉冲宽度的，称为脉宽调制型（PWM）；也有保持开头导通时间不变，改变工作频率的称为频率调制型（PFM）；还有宽度和频率均改变的，称为混合型。
(4)按开关电流工作方式分，有频率调制型分晶体管型和可控制硅型。
2 设计规范及任务
2.1 设计规范
设计一个±12V简易直流稳压电源，满足：
1．当输入电压在220V交流时，输出直流电压为±12V。
2．输出电流为1A，容量为24W。
3．输入端须设上电指示灯，输出端须具备短路和过流保护功能。
2.2 设计任务
1. 绘制出所设计的直流稳压电源的系统框图，并分析各组成部分的功能及工作原理。
2. 设计出每个功能方框图的具体电路图，并根据所提供的技术参数的要求，计算出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。具体参数要求：变压器的额定电压、额定电流、额定容量、电压比；整流元件的型号；电阻的阻值和功率；电容的容值和耐压以及类型；稳压块型号等。
2.3 要求掌握
通过此集成直流稳压电源的设计，要求掌握：
1. 选择变压器、整流二极管、滤波电容及三端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 各电路组成的工作原理及设计的采用
3.1 指示电路
指示电路为上电输入电源的有电指示，当稳压电源连接到市电AC220V后，有1红色电源指示灯亮。此稳压电源为简易直流稳压电源，所以要求体积比较小。如选用指示灯来指示会使得体积增大，所以一般均采用红色发光二极管来指示，这样体积小成本低。
3.2 变压电路
通常直流稳压电源使用电源变压器来改变输入到后级电路的电压。电源变压器由初级绕组、次级绕组和铁芯组成。初级绕组用来输入电源交流电压，次级绕组输出所需要的交流电压。通俗的说，电源变压器是一种电→磁→电转换器件。即初级的交流电转化成铁芯的闭合交变磁场，磁场的磁力线切割次级线圈产生交变电动势。次级接上负载时，电路闭合，次级电路有交变电流通过。
变压器的电路图符号见图1
Tr
图1 变压器的电路图符号
3.3 整流电路
整流电路的主要作用是由整流电路、直流中间电路和逆变电路三部分以及有关的辅助电路组成。在电流型变频器中整流电路的作用相当于一个直流电流源，而在电压型变频器中整流电路的作用则相当于一个直流电压源。经过变压器变压后的仍然是交流电，需要转换为直流电才能提供给后级电路，这个转换电路就是整流电路。在直流稳压电源中利用二极管的单项导电特性，将方向变化的交流电整流为直流电。整流电路的种类如下：
1. 半波整流电路
半波整流电路只利用电源的正半周，电源的利用效率非常低，所以半波整流电路仅在高电压、小电流等少数情况下使用，一般电源电路中很少使用。
2. 全波整流电路
全波整流电路每个整流二极管上流过的电流只是负载电流的一半，比半波整流小一倍。由于全波整流电路需要特制的变压器，制作起来比较麻烦，所以在实
际运用中很少使用。
3. 桥式整流电路
桥式整流电路使用普通的变压器，每个整流二极管上流过的电流是负载电流的一半，与全波整流相同。桥式整流比全波整流多用了两个整流二极管，由于四个整流二极管连接成电桥形式，所以称这种整流电路为桥式整流电路。
通常情况下桥式整流电路见图2
桥式整流电路图
桥式整流电路简化电路图桥式整流电路电压、电流波形图
图2 桥式整流电路图
为了克服半波整流和全波整流的缺点，在本设计中整流电路采用最常用的桥式整流电路。
3.4 滤波电路
滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。电容器C对直流开路，对交流阴抗小，所以C应该并联在负载两端。电感L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L应与负载串联。经过渺小滤波电路后，既可保留直流分量，又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。滤波电路的种类如下：
1. 电容滤波电路
电容滤波电路是利用电容的充放电原理达到滤波的作用。在脉动直流波形的上升段，电容充电，由于充电时间常数很小，所以充电速度很快；在脉动直流波
形的下降段，电容放电，由于放电时间常数很大，所以放电速度很慢。在电容还没有完全放电时再次开始进行充电。这样通过电容的反复充放电实现了滤波作用。桥式整流电路电容滤波电路电压、电流波形见图3
当L R =∞时：02U = 当L R 为有限值时：
2020.9U U <<
通常取021.2U U = RC 越大0U 越大 为获得良好滤波效果，一般取：
(3~5)/2L R C T ≥
（T 为输入交流电压的周期）
图 3 桥式整流电路电容滤波电路电压、电流波形图 2. 电感滤波电路
电感滤波电路是利用储能元件电感器L 的电磁感应使电流不能突变的性质，把电感L 与整流电路的负载串联，也可以起到滤波的作用。
3. 复式滤波电路
当单独使用电容或电感进行滤波，效果仍不理想时，可采用复式滤波电路。复式滤波电路常用的有三种类型，(17页)它们的电路组成原则是，把对交流阻抗大的元件（如电感、电阻）与负载串联，以降落较大的纹波电压，而把对交流阻抗小的元件（如 电容）与负载并联，以旁路较大的纹波电流。其滤波原理与电容、电感波类似。
本设计为简易直流稳压电源，综上所述，采用结构简单、价格低廉的电容滤波电路。
3.5 稳压电路
由于输入电压u 1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。稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等
优点。
3.5.1 结构与符号
将串联稳压电源和保护电路集成在一个器件上，这个器件就是集成稳压器。早期的集成稳压器外引线较多，现在的集成稳压器只有三个：输入端、输出端和公共端，称为三端集成稳压器。它的电路符号见图4，外形如图5所示。
图4 电路符号图 5 三端集成稳压器外形
3.5.2 线性三端集成稳压器的分类及型号
1. 三端固定正输出集成稳压器，国标型号为CW78--/CW78M--/CW78L--
2. 三端固定负输出集成稳压器，国标型号为CW79--/CW79M--/CW79L—
3. 三端可调正输出集成稳压器，国标型号为CW117--/CW117M--/CW117L--
CW217--/CW217M--/CW217L—
CW317--/CW317M--/CW317L--
4. 三端可调负输出集成稳压器，国标型号为CW137--/CW137M--/CW137L—
CW237--/CW237M--CW237L—
CW337--/CW337M--/CW337L—
5. 三端低压差集成稳压器
6. 大电流三端集成稳压器
三端集成稳压器型号中数字含义：1---为军品级；2---为工业品级；3---为民品级。军品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-55℃～150℃；工业品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-25℃～150℃; 民品级多为塑料封装，工作温度范围0℃～125℃。
3.5.3 三端集成稳压器的工作原理
现以具有正电压输出的CW78××系列为例介绍它的工作原理。
图6是CW7800的电路原理图。这个电路大体上可分成几个组成部分，其框图如图7所示，与典型的串联型稳压电路相比，多了保护电路和启动电路。
图6 CW7800集成稳压电路原理图
图7 CW7800集成稳压电路原理框图
1. 调整管
由V16和V17组成复合调整管，采用复合结构可以用小电流推动较大的输出电流，并有很高的输入阻抗。
2. 放大电路
由V3、V4及V9组成，为了提高放大器的输入阻抗，V3、V4管接成达林顿形式，为了增加放大器的增益，用V8、V9管组成的电流源作为集电极的有源负载，反馈电压Uk通过V6（V2作为有源负载）送到V3管的基极，放大管V4的集电极输出推动V16、V17，这样整个放大器具有很高的增益。
3. 基准电路
由V1、V2、V5、V6、及R2等组成，我们知道稳压电源的输出电压与基准电压
成一定比例关系，因此基准电压的稳定程度是决定稳压电源性能的关键。这个稳压器的基准电压电路是与放大电路重合在一起的，由V6提供电流，这是一种零漂移基准源，它不仅克服了稳压管基准源的温漂，而且避免了齐纳管热噪声的影响。
从图中可以得出基准电压为
652234R be be R be be U U U I R U U =++?++
如果V3~V6管性能相同，则上式可表示为
22
4R be R U U I R =+?
根据V1、V2和V7组成的镜像电流源电路可得
22
2231ln R T R R
I R U R R ?=??
式中U T 为温度电压当量，常温下U T =26mV 。 22
314ln R be T R R
U U U R R =+??
此式中前一项的温度系数是负值，后一项的温度系数是正值，选择合适的电阻值就可以使这两项的温度系数相互抵消，得到零温漂的基准电压，按图中标注的数值可得
3282840.62610ln 2.4 2.18 4.58()1 1.4R U V -??+
???=+= 此时输出电压
192001950.25
4.585()5R R R U U V R ++=?
=?≈
4. 取样电路
由R 19和R 20组成，输出电压变化量与基准电压比较后送入误差放大器V3、V4的基极，由于V3、V4本身的b 、e 极PN 结电压是基准电压的组成部分，所以误差放大器的工作状态受温度影响不大，工作稳定性好，假设由于负载变化引起输出电压增加，其变化量由电阻R 19 、R 20取样后反馈到误差放大V3基极，使其电位提高，从而V3、V4集电极电流增大，其集电极电位下降，即调整管基极电位下降，输出管V17压差变大，输出电压降低，抵消了原来输出电压增大的变化，使输出电压保持稳定。
5. 保护电路
CW7800中有3种保护：过流保护、安全区保护和过流保护。
a 、 过流保护：由R 11和V15完成，R 11串联在调整管V17的发射极和输出端之间，当输出电流超过额定值时（即R11上压降超过0.7V 时），V15管由截止变为导
通，使V16管基极电位降低，减少注入电流，从而限制了输出电流。
b 、 安全区保护：由R 13、V19、R 12和V15管组成调整管安全工作区保护电路，在容许的工作电流下，V17管的基-射极压差限制在一定范围内（约0.7V ），超过这个范围时，R 13、V19支路将有电流通过，其中一部分注入V15管的基极，限制V17管的输出电流，V17管基射极压差越大，V15管基极注入电流也就越大，V17集电极电流就减少得越多，使V17的工作电压、电流都保持在安全工作区内。
c 、 热保护电路：由R 7和V14组成，R 7是正温度系数的扩散电阻，V14管的b 、e 结电压具有负的温度系数，V14管的集电极接在V16管的基极上，温度较低时，R 7上的压降不足以激励V14导通，对调整管没有影响，当芯片温度达到临界时，R 7上的压降升高，V14管导通，集电极电位降低，从而减小V16、V17的输出电流，减小芯片的功耗，降低芯片的温度，达到过热保护的目的。
6. 启动电路
由电阻R 4、R 5、R 6稳压管V18、晶体管V12、V13组成，从图中可以看出前述放大、基准源和调整电路都是由V8和V9的电流源提供静态电流的，但V8和V9本身却未构成基流通路，因此在接入U i 后将因电流源状态未建立而使稳压电源无法工作，启动电路的作用就是要解决这个问题。它的工作原理：接通电源后，输入电压U i 使电阻R 4和稳压管V18支路流过电流，此时V18有7V 的稳定电压，从而使V12导通，约有1mA 的恒定电流流过电阻R 5、R 6、R 7，这时V13的基极电压U b13约为
671318125670.5 2.7
()(70.7) 3.1()
3.30.5 2.7b V be R R U U U V R R R ++≈-=-?=++++ U b13大于U be13+U be7+U be1≈2.1V,所以V13及V7、V1晶体管均导通，从而有电流通过V1、V7、R 1支路，V13的集电极与V8、V9的基极连接在一起，这样V8、V9有了基流，也导通了，建立了电路的工作点。在整个电路正常工作后，U e13约为U R -U be6-U be5≈3.4V ，高于U b13，因此V13管截止，将启动电路与基准电路的联系切断，避免了它对稳压性能的影响。
3.5.4 三端集成稳压器的基本应用电路
基本应用电路如下图8所示。由于输出电压决定于集成稳压器，所以输出电压为12V ，最大输出电流为1.5A 。为使电路正常工作，要求输入电压U I 比输出电压U O 至少大2.5～3V 。输入端电容C1用以抵消输入端较长接线的电感效应，以防止自激振荡，还可抑制电源的高频脉冲干扰。一般取0.1～1μF 。输出端电容C2、C3用以改善负载的瞬态响应，消除电路的高频噪声，同时也具有消振作用。D 是保护二极管，用来防止在输入端短路时输出电容C3所存储电荷通过稳压器放电而
损坏器件。CW7900系列的接线与CW7800系列基本相同。
D
GN D
图8 CW7800集成稳压器基本应用电路
由题目±12V简易直流稳压电源的设计可知，本设计应采用CW7809和CW7909两只三端稳压器相结合并装设相关外围元件而成。综合上面对CW7800和CW7900三端稳压器的简介可知，这样电路不仅满足了±12V的电源输出，还能够满足了要求的输出电流1A、输出端具备短路和过流保护功能。
4 基本原理
4.1 电路的基本组成
一般直流稳压电源都使用AC220V市电作为电源，经过变压、整流、滤波后输送给稳压电路进行稳压，最终成为稳定的直流电源。这个过程中的变压、整流、滤波等电路可以看作直流稳压电源的基础电路，没有这些电路对市电的前期处理，稳压电路将无法正常工作。
因设计任务中要求输入端须设上电指示灯，所以本次设计的小功率稳压电源由上电指示电路、变压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路五个部分组成，如图9所示。
+ 上电 + 变压 + 整流 + 滤波 + 稳压 +
u1指示 u2 u3 u4 u I U0
_ 电路 _ 电路 _ 电路 _ 电路 _ 电路 _
（a）稳压电源的组成框图
u
t
（b）稳压电源各单元电压波形图
图9 稳压电源的组成框图及电压波形图
4.2 组成部件的功能
1. 上电指示电路：输入电源有电指示，接入电网220V交流电后指示灯亮。
2. 变压电路：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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
5 各电路组成的元件选择与参数确定
5.1 指示电路
普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点，可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。它属于电流控制型半导体器件，使用时需串接合适的限流电阻。普通红色发光二极管不能直接接到市电AC220V 电路中。由实践所得,普通红色发光二极管只要串接一只阻值为150k Ω、功率为1/4W 的限流电阻后再接到市电AC220V 电路中，便可作为上电指示电路。
5.2 变压电路
由于CW7812最高输入电压为35V ，输入电压U I 比输出电压U O 至少大2.5V ，故CW7812的输入电压范围为： 2.535o I U U +≤≤ 即：12 2.535I V V U V +≤≤
14.535I V U V ≤≤
Im 214.512.081.2 1.2
in U V
U V ≥
== 根据我国的220V 电网的电压波动基本在10%左右，这里设计取 213.8U V =
变压器变比：1222015.9413.8U V
k U V
==
= 变压器变比：变压器副边电流：2max 1o I I A >=，取 2 1.2I A =，
因此，变压器每组副边输出功率：222 1.213.816.56P I U A V W ≥=?=， 变压器总的副边输出功率：222216.5633.12P P W W ==?=
由于小型变压器副边功率在10~30V 时的效率为0.7η=，所以变压器原边输入功率
2
133.1247.310.7
P W
P W η
≥
=
=，为留有余地，选用功率为50W 的变压器。 5.3 整流电路
流过整流二极管的平均电流为：11
10.522
D o
I I A A =
=
?= 整流二极管承受的最高反向电压为：213.819.55RDM U V V == 1N4001的反向击穿电压50RDM U V ≥，额定工作电流1D I A =，故整流二极管选用1N4001。
5.4 滤波电路
滤波电容大小可由纹波电压和稳压系数来确定。因设计要求中对这两个参数没作要求，所以按正常范围选择滤波电容：1000μF
滤波电容的耐压应213.819.55V V =。所以滤波电容选择1000μF/35V 的电解电容即可。
5.5 稳压电路
选择三端固定式集成稳压器CW7812的特性参数为输出电压12o U V =+，最大输出电流max 1.5o I A =，最小输入输出压差min () 2.5I o U U V -=，均在上述计算范围内。
选择三端固定式集成稳压器CW7912的特性参数为输出电压12o U V =-，最大输出电流max 1.5o I A =，最小输入输出压差min () 2.5I o U U V -=-，均在计算范围内。
输入端电容C 5 、C 6用以抵消输入端较长接线的电感效应，以防止自激振荡，还可抑制电源的高频脉冲干扰，取0.47μF 的。输出端电容C 7、C 8用以改善负载的瞬态响应，消除电路的高频噪声，同时也具有消振作用，C 7、C 8取0.1μF 。为了减小输出纹波电压，在输出端并联大容量电解电容C 3、C 4，C 3、C 4
耐压应
1216.97o V V =，选取470μF/ 25V 的电解电容。取D5、D6是保护二极管，用来防止在输入端短路时输出电容C3、C 4所存储电荷通过稳压器放电而损坏器件。
5.6 稳压电源的保护电路
保护电路的主要作用是由微处理器对检测电路得到的各种信号进行算法处理，以判断为频器本身或系统是否出现了异常。当检测到变频器或系统的异常时 ，则进行各种心要的处理，包括停止变频器的输出，以对变频器和系统提供保护。为保护整个稳压电源，在上电指示电路前串接一只保险丝。整个稳压电源的总电流略大于电源变压器的原边绕组的电流
11500.23220P W U I A U V
>=
==总 考虑到电源变压器的瞬时冲击电流和留有余地，选用0.5A 的保险丝。
6 电路图及电路的工作原理
6.1 ±12V 简易直流稳压电源电路图
完整电路图如下见图10
图10 ±12V 简易直流稳压电源电路图
6.2 ±12V 简易直流稳压电源电路的工作原理
输入市网电压AC220V 、50Hz 的交流信号后，通过0.5A 保险丝FU 送到上电指示电路和变压器的原边绕组，上电指示电路由1只普通红色发光二极管串接1只150k Ω、功率1/4W 的限流电阻而成。通过电源变压器得到较低的副边电压U 2并送到整流电路。整流电路由4个1N4001二极管组成桥式整流电路，当正弦交流电压为正的时候，D 1、D 3导通，当交流电压为负的时候D 2、D 4导通，是输出的电压周期变为原来的一半，且电压总为正，从而初步达到变交流电压为直流电压。经过整流以后的电压U i 经过滤波电容C 1、C 2的滤波作用将整流以后的电压里的交流成分即纹波电压滤除。当滤波电容不接负载时由于电容没有放电回路，所以输出的是一个恒定的电压量；当滤波电容接负载的时候由于有了放电回路，而电容的放电时间常数为一定值，使放电的时间被控制在一定的范围，从而达到滤波的目的。选用1000μF 的电解电容作滤波电容。每个稳压器输入和输出端接入的电容C 5 、C 6 、C 7、C 8是实现频率补偿，防止稳压器产生高频自激振荡和抑制电路引入的高频干扰。选用漏电流小的0.47μF 的钽电容作为稳压器输入端的电容C 5 、C 6；0.1μF 的钽电容作为稳压器输出端的电容C 7、C 8。为了减小输出纹波电压，在输出端并联大容量470μF 的电解电容作为C 3、C 4。防止在输入端短路时输出电容C3、C 4所存储电荷通过稳压器放电而损坏器件，取D5、D6两只1N4001二极管如图跨接在稳压器的输入与输出端之间。
+12V
GND
-12V
7 主要元器件清单元件表
参考文献
[1] 李国锋，王宁会.电源技术.模拟部分(第四版).大连理工大学出版社，2010.5第3-25页.
[2] 张乃国.电源技术.中国电力出版社，1998年.
[3] 胡翔骏.电路分析.高等教育出版社，2001年.
[4] 闫艳，乔华.高精度高对称度正负电源的研究.河北煤炭，2006年，第5期.
题目：0-12v直流稳压电源的设计与制作 系别：信息工程 作者： 班级： 学号： <摘要>： ①本文介绍了0-12v直流稳压电源的设计与制作 ②该设计采用串联型晶体管稳压电源电路 ③具有连续可调功能。 <关键词>： 稳压整流滤波二极管 LM317.
第一章：方案的选择与论证 1.设计要求： ①输出直流电压范围为：0-12v ，连续可调； ②最大输出电流为200mA ； ③只允许AC220V 供电，电源变压器可选用外购。 ④最大输出纹波电压峰峰值不超过5mA ，内阻R0≤0.1Ω. 2.总体方案设计与论证及选择 直流稳压电源包括变压器，整流，滤波，稳压电路组成。其框图如下： 变压器 → 整流电路 → 滤波电路 → 稳压电 路 （1） 整流电路：交流电压转变成单向脉动直流电 a 、半波整流 U0= ()t d u ? π ωπ 021 = ()()t d t u ? π ωωπ 2sin 221= π 2 U 2=0.45U2 b 、桥式整流 然而单相桥式整流电路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式一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此在次设计中我选用单相桥式整流电路。 在调整管部分，既可以采用单管调整也可以采用复合管调整，但在此设计中要求额定电流lm ≤200mA ，因此在此设计中我选用单管做调整管。 （2）滤波电路： 经整流后的电压仍具有较大的交流分量，必须通过滤波电路将交流分量滤掉。尽量保留其输出中的直流分量，才能获得比较平滑的直流分量。 可以利用电容两端电压不能突变或流经电感的电流不能突变的特点，将电容与负载并联，或将电感与负载串联就能起来滤波作用。 （3）稳压电路： 由于滤波后的直流电压Ui 受电网电压的波动和负载电流变化的影响（T 的影响）很难保证输出电流电压的稳定。所以必须在滤波电路和负载一直加上稳压电路，才能保证输出直流电压的进一步稳定。
开关稳压电源设计报告 成员名字：方愿岭段洁斐梅二召 摘要：为提高电源的利用效率和缩小设计电源的尺寸，本文介绍一种含有MC3406集成芯片的开关稳压电源，并对成芯片内部结构和外部电路作简要介绍，最终给出一个完整的开关稳压电路设计电路并对电路作具体论证最终完成开关稳压电源的实物制作。 A switching power supply design report Abstract:In order to improve the efficiency in the use of the power supply and reduce the size of the power source design, this paper introduces a kind of contains MC34063 integrated chips of a switching power supply, and the integrated chip internal structure and external circuit is briefly introduced, finally give a complete a switching circuit design circuit to make concrete demonstration and circuit switching power supply finally complete the making of objects. 关键词：开关稳压电源；整流滤波电路；PWM控制电路；MC34063 引言 电源是各种电子设备的核心，因此电源的优劣直接关系到电子设计的好坏。另外电子设计者不得不考虑的一个问题就是效率问题，所
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
一、设计题目 题目：±12V 对称稳压电源 二、设计任务 设计任务和技术指标： 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。输出最大电流为1A ，输出纹波电压小于5mV,稳压系数小于错误！未找到引用源。，输出内阻小于0.1?.并加输出保护电路。 三、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 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 。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。根据电路的需求，我们选择了±15V 10W 的变压器。 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。我们选用了桥式整流滤波电路。 ③ 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。其中固定式稳压器有7800和7900系列。7800输出正电压，7900 输出负电
压，根据本设计要求，我们选用7812和7912。 2．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。 ①测量稳压电源输出的稳压值及稳压范围 首先使调压器的输出为0V，通过示波器或万用表观测稳压电路的输出，然后调节调压器的输出，使输入到变压器的交流电压逐渐增加，当稳压电路输出的直流电压值不再随着调压器输出电压的增加而改变时，此时电路输出的直流电压值即为稳压电源的稳压值。使稳压器输出在稳压值上的输入电压范围为稳压电路的稳压范围。 ②测量稳压电源的稳压系数SU 稳压系数定义为：当负载保持不变时，输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比。稳压系数反映电网电压波动时对稳压电路的影响，越小越好。调节调压器的输出，使输入到变压器的交流电压分别为220V+10%和220V-10% ，测量稳压电源的输出电压，根据公式计算稳压电源的稳压系数SU。 ③测量稳压电路的输出电阻Ro 输出电阻Ro 定义为：当稳压电路输入电压保持不变时，由于负载变化而引起的输出电压变化量与输出电流变化量之比。输出电阻反映稳压电路受负载变化的影响，越小越好。可用输出换算法测量输出电阻Ro 。 ④测量稳压电源的纹波电压和纹波因数 纹波电压是指在额定负载条件下，稳压电源输出直流电压中所含的交流分量。在
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~~
专题五线性稳压源设计 杨涛 09282055 生医0902班 合作者：李勇达 指导教师：任希
题目五：线性稳压源设计 杨涛 09282055 摘要：直流稳压电源通常是输入为频率为50Hz，220V的正弦信号，输出为稳定的直流信号。其组成主要为电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分，将输入的交流信号转变为所需要的直流信号，以电压的形式输出。本文从稳压电路的不同来设计了两种电压源电路：以稳压管作为稳压电路的线性稳压电源和以串联开关型稳压电路来稳压的电压源。 关键词：线性；稳压电源；整流，滤波 1.稳压电源的结构 直流稳压电源的输入通常是交流电网提供的50Hz、220V（单相）或380V（三相）正弦波，输出是稳定的直流电压。直流稳压电源的组成框图如下图1所示，由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。 ～ U O 50Hz 图一直流稳压电源结构框图 电压变压器的作用是降低电压，经220V或380V的电网电压降低到所需要的幅值。整流电路是利用二极管的单向导电性将电源变压器输出的交流电压变换成脉动的直流电压。经整流电路输出的电压虽然是直流电压，但有很大的交流分量。滤波电路是利用储能元件（电感、电容）将整流电路输出的脉动直流电压中的交流成分滤出，输出比较平滑的直流电压。负载电流较小的多采用电容滤波电路，负载电流较大的多采用电感滤波电路，对滤波效果要求高的多采用电容、电感和电阻组成复杂的滤波电路。稳压电路利用自动调整的原理，使输出电压在电网电压波动和负载电流变化时保持稳定，即输出直流电压几乎不变。我们设计的是输入电压为220V、50Hz的单相电网电压，输出为稳定的直流电压的电压源。 2.整流电路 整流电路有很多种我们设计时用到的是单项式整流电路，其电路图如图2，图中变压器将输入的电网电压降低到所需幅值。
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
<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。
全国大学生电子设计大赛 稳 压 电 源 设 计 报 告
稳压电源 摘要： 本稳压电源，由变压器次级绕组接入，通过桥式整流和电容滤波，经过 LM7812、LM7912稳压，形成典型的双电源稳压电路，输出±12V 100mA电流。桥式整流后的电压，经过LM2576降压后，输出+5V电压，给后一级的LDO稳压电路供电，AS1117在满载（800mA）时，压差仅1.2V。用+5V供电，可以保证其工作在线性状态，3.3V输出稳定。 关键字： LM7812、LM7912、LM2576、AS1117 Abstract: The regulated power supply, the transformer secondary windings access, through the bridge rectifier and capacitor filter, through the LM7812, LM7912 voltage regulator, the formation of double power supply circuit, the output current of the 100mA + 12V. After the bridge rectifier voltage, through the LM2576 step-down, output +5V voltage, LDO voltage regulator circuit power level to, AS1117 at full load (800mA), pressure difference is only 1.2V. With +5V power supply, can ensure that the work in the linear state, the 3.3V output stability. Keywords: LM7812、LM7912、LM2576、AS1117
DCDC电源设计方案 1、DC/DC电源电路简介 DC/DC电源电路又称为DC/DC转换电路，其主要功能就是进行输入输出电压转换。一般我们把输入电源电压在72V以内的电压变换过程称为DC/DC转换。常见的电源主要分为车载与通讯系列和通用工业与消费系列，前者的使用的电压一般为48V、36V、24V等，后者使用的电源电压一般在24V以下。不同应用领域规律不同，如PC中常用的是12V、5V、3.3V，模拟电路电源常用5V15V，数字电路常用3.3V等。结合到本公司产品，这里主要总结24V以下的DC/DC电源电路常用的设计方案。 2、DC/DC转换电路分类 DC/DC转换电路主要分为以下三大类： （1）稳压管稳压电路。 （2）线性(模拟）稳压电路。 （3）开关型稳压电路 3、稳压管稳压电路设计方案 稳压管稳压电路电路结构简单，但是带负载能力差，输出功率小，一般只为芯片提供基准电压，不做电源使用。比较常用的是并联型稳压电路，其电路简图如图(1)所示， 选择稳压管时一般可按下述式子估算： (1)Uz=Vout;(2)Izmax=(1.5-3)I Lmax(3)Vin=(2-3)V out 这种电路结构简单，可以抑制输入电压的扰动，但由于受到稳压管最大工作电流限制，同时输出电压又不能任意调节，因此该电路适应于输出电压不需调节，负载电流小，要求不高的场合，该电路常用作对供电电压要求不高的芯片供电。 有些芯片对供电电压要求比较高，例如AD DA芯片的基准电压等，这时候可以采用常用的一些电压基准芯片如MC1403,REF02,TL431等。这里主要介绍TL431、REF02的应用方案。 3.1TL431常用电路设计方案 TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准电压源。它的输出
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
第1章 绪论 电子技术是电类专业的一门重要的技术基础课，课程地显著特点之一是它的实践性。要想很好的掌握电子技术，除了掌握基本器件的原理，电子电路的基本组成及分析方法外，还要掌握电子器件及基本电路的应用技术，课程设计就是电子技术教学中的重要环节。本课程设计就是针对模拟电子技术这门课程的要求所做的，同时也将学到的理论与实践紧密结合。 本次课程设计的课题是半导体直流稳压电源的设计和调试，本课程设计将就直流稳压电源电路的工作原理、参数计算、元件选取、电路调试等做详细的介绍和说明。 第2章 系统设计方案论证及分析 2.1概 述 220V经电源变压器降为约+24V的交流电，先经过整流桥和电容C1和C2进行滤波后，经过稳压芯片LM317得到在1.26v-17.51v可调的一个相对稳定的直流电压，然后把整流后的电压接到7812稳压芯片，7809稳压芯片，7805稳压芯片、7905稳压芯片上，分别得到+12v，+9v， +5v、-5v的电压。 为了能更直观地知道所调电压的电压值，我们还运用了ICL7107芯片和数码管等元器件的组合电路进行了扩展设计即电压值显示电路，使
电源使用变的更方便。 为提高输出电压的稳定系数，对电子滤波器的性能进行了改善，电源调整管采用复合管的形式。分别在整流滤波和稳压后加电容C3、C4、C5、C6，……，C13实现频率补偿,防止高频自激振荡和抑制高频干扰。为了减小稳压电源输出端由输入电源引入的低频干扰分别加电容C12、C13。为防止LM317输出电压短路，在该线路上加入1N4148二极管。经过一系列的改善如：减小输出电压纹波系数，达到优良的滤波效果等，是最终电路达到了设计要求。 2.2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。 2.3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，输出直流电压为1.26V-17.51V，12V，9V，±5V； (2)输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于5%。 （3）在可调电压端接入一个数字电压表，直接测出调出电压的数值。 2.4设计要求
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)
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
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。
毕业设计（论文）开题报告 题目直流开关电源技术 系（院）物理与电子科学系年级2009级专业电子信息科学与技术班级2班学生姓名学号 指导教师职称讲师 二〇一三年三月 开题报告填表说明
1.开题报告是毕业设计（论文）过程规范管理的重要环节，是培养学生严谨务实工作作风的重要手段，是学生进行毕业设计（论文）的工作方案，是学生进行毕业设计（论文）工作的依据。 2.学生选定毕业设计（论文）题目后，与指导教师进行成分讨论协商，对题意进行较为深入的了解，基本缺点工作过程思路，并根据课题要求查阅、收集文献资料，进行毕业实习（社会调查、现场考察、实验室试验等），在此基础上进行开题报告。 3.课题的目的意义，应说明对某一学科发展的意义以及某些理论研究所带来的经济、社会效益等。 4.文献综述是开题报告的重要组成部分，是在广泛查阅国内外有关文献资料后，对与本人所承担课题研究有关方面已取得的成就及尚存的问题进行简要综述，并提出自己对一些问题的看法。 5.研究内容，要具体写出在哪些方面开展研究，要突出重点，实事求是，所规定的内容经过努力在规定的时间内可以完成。 6.在工作开始前，学生应在指导教师帮助下确定并熟悉研究方法。 7.在研究过程中如要做社会调查、实验或在计算机上进行工作，应详细说明使用的仪器设备、耗材及使用的时间及数量。 8.课题分阶段进度计划，应按研究内容分阶段落实具体时间、地点、工作内容和阶段成果等，以便于有计划开展工作。 9.开题报告应在指导教师指导下进行填写，指导教师不能包办代替。 10.开题报告要按学生所在系规定的方式进行报告，经系主任批准后方可进行下一步的研究（或设计）工作。
晶体管扩流5V/3A线性稳压电源设计 一、线性稳压电源 1.1工作原理 电源是各种电子设备必不可缺的组成部分。线性稳压电源具有性能可靠，构造简单，反应速度快，纹波干扰小等特点，在电路中得以广泛的应用。目前，虽然各种开关电源得到了很大的发展，但在性能要求较高的模拟电路，如音响电路、高精度测量等电路中，仍然无法替代线性稳压电源。线性稳压电源主要由工频变压器、整流电路、线性稳压电路等组成，其结构如图1。 图1 线性稳压电源结构图 常用的线性串联型稳压电源芯片有：78XX 系列（正电压型），79XX 系列（负电压型）。例如7805 ，输出电压为5V ）；LM317 （可调正电压型），LM337 （可调负电压型）；1117 （低压差型，有多种型号，用尾数表示电压值。如1117-3.3 为3.3V ，1117-ADJ 为可调型）,LM2940。通常这些线性稳压电源IC内部由调整管、参考电压、取样电路、误差放大电路等几个基本部分组成。线性稳压电源的主要缺陷，除了工频变压器的体积较大外，就是变换效率较低，通常只能达到35%-60%。而变换效率低的主要原因在于线性稳压电路的效率较低。使线性稳压电路中的电压调整管上承受较大的功耗，需要使用大面积的散热片对其散热，这就进一步加大了线性稳压电源的体积。 常用的5V线性稳压电源如7805的输出电流通常不超过1A，因此在需要线性稳压电源输出电流达到3A的时候需要对现有的线性稳压电源进行扩流。常用的线性稳压电源扩流方法有使用晶体管电流放大的特性进行扩流。为降低损耗，此次设计选用了低压差线性稳压电源LM2940。图2是利用晶体利用晶体管扩流的3A/5V线性稳压电源的扩流设计。
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
线性稳压器和开关模式电源的基本概念 关键字：线性稳压器开关模式电源SMPS 摘要 本文阐述了线性稳压器和开关模式电源(SMPS)的基本概念。目的是针对那些对电源设计和选择可能不很熟悉的系统工程师。文章说明了线性稳压器和SMPS的基本工作原理，并讨论了每种解决方案的优势和劣势。以降压型转换器为例进一步解释了开关稳压器的设计考虑因素。 引言 如今的设计要求在电子系统中有越来越多的电源轨和电源解决方案，且负载范围从几mA(用于待机电源)到100A以上(用于ASIC电压调节器)。重要的是必需选择针对目标应用的合适解决方案并满足规定的性能要求，例如：高效率、紧凑的印刷电路板(PCB)空间、准确的输出调节、快速瞬态响应、低解决方案成本等。对于系统设计师来说，电源管理设计正成为一项日益频繁和棘手的工作，而他们当中许多人可能并没有很强的电源技术背景。 电源转换器利用一个给定的输入电源来产生用于负载的输出电压和电流。其必需在稳态和瞬态情况下满足负载电压或电流调节要求。另外，它还必须在组件发生故障时对负载和系统提供保护。视具体应用的不同，设计师可以选择线性稳压器(LR)或开关模式电源(SMPS)解决方案。为了选择最合适的解决方案，设计师应熟知每种方法的优点、不足和设计关注点，这是十分重要。 本文将着重讨论非隔离式电源应用，并针对其工作原理和设计的基本知识作相关介绍。 线性稳压器 线性稳压器的工作原理 我们从一个简单的例子开始。在嵌入式系统中，可从前端电源提供一个12V总线电压轨。在系统板上，需要一个3.3V电压为一个运算放大器(运放)供电。产生3.3V电压最简单的方法是使用一个从12V总线引出的电阻分压器，如图1所示。这种做法效果好吗？回答常常是―否‖。在不同的工作条件下，运放的V CC引脚电流可能会发生变化。假如采用一个固定的电阻分压器，则IC V CC电压将随负载而改变。此外，12V总线输入还有可能未得到良好的调节。在同一个系统中，也许有很多其他的负载共享12V电压轨。由于总线阻抗的原因，12V总线电压会随着总线负载情况的变化而改变。因此，电阻分压器不能为运放提供一个用于确保其正确操作的3.3V稳定电压。于是，需要一个专用的电压调节环路。如图2所示，反馈环路必需调整顶端电阻器R1的阻值以动态地调节V CC上的3.3V。