数字显示连续可调直流稳压电源的设计

题目

数字显示连续可调直流稳压电源的设计

专业班级:机械工程系电子102班

学号: 11515026

学生姓名：王帅

指导教师：屈芳升

2013年6 月

数字显示连续可调直流稳压电源的设计

随着科技的发展，电气、电子设备已经广泛的应用于日常、科研、学习等各个方面。电源已经成为电气和电子设备中必不可少的能源供应部件，对电源的研究和开发已经成为新技术、新设备开发的重要环节，在推动科技发展中起着重要作用。本文介绍了一种数字显示连续可调直流稳压电源的设计方案，此方案应用7824及7924芯片组成稳压电源的电源模块，用ICL7107芯片组成了数显模块，最终通过两个模块的连接实现连续可调直流稳压功能。同时，本文还对电源模块和数显模块的基本原理，参数计算和性能指标等进行了分析讲解。这种电源价格便宜，电路简单，并且可通过旋钮在-24V~24V 范围内调节电压，使用方便、安全、稳定性高。

关键词：稳压电源A/D 转换器电源模块稳压模块

河南职业技术学院机械电子工程专业（论文）

目录

第一章绪论 (1)

1.1 直流稳压电源的介绍 (1)

1.2 直流稳压电源的技术指标 (1)

1.2.1 描述输入交流电压变化对输出电压影响的技术指标 (1)

1.2.2 描述负载变化对输出电压影响的技术指标 (2)

1.3 稳压电源的分类 (3)

第二章电源总体方案确定 (5)

2.1 电源模块的选定 (5)

2.1.1 晶体管串联式直流稳压电路 (5)

2.1.2 用单片机制作的可调直流稳压电源 (5)

2.1.3 采用三端集成稳压器电路 (6)

2.1.4 方案的确定 (7)

2.2 显示模块的选定 (7)

2.2.1 采用双积分A/D 转换器MC14433 的方案 (7)

2.2.2 采用ICL7107 的方案 (7)

2.2.3 方案确定 (7)

第三章电源模块的设计 (8)

3.1 三端稳压器的工作原理 (8)

3.2 稳压器的主要参数 (8)

3.2.1 输出电压V。 (8)

3.2.2 输出电压偏差 (8)

3.2.3 最大输出电压ICM (8)

3.2.4 最小输入电压Vimin (9)

3.2.5 最大输人电压Vimax (9)

3.2.6 最小输入、输出电压差(Vi-Vo) (9)

3.2.7 电压调整率SV (9)

3.2.8 电流调整率Si (9)

3.2.9 输出电压温漂ST (9)

3.2.10 输出阻抗Z。 (10)

3.2.11 输出噪声电压VN (10)

3.3 7824 芯片的技术指标 (10)

3.4 7924 芯片的技术指标 (11)

3.5 电源模块的确定 (12)

3.6 电路参数的计算 (13)

3.6.1 输入电压Ui (13)

3.6.2 变压器副边的输出电压U2 (13)

3.6.3 整流二极管及滤波电容 (13)

3.7 电源电路原理图确定 (14)

第四章数显模块的设计 (15)

4.1 A/D 转换器原理 (15)

4.2 ICL7107 简介 (18)

4.3 ICL7107 的管脚排列 (18)

4.4 ICL7107 功能说明 (21)

4.4.1 模拟部分 (21)

4.4.2 数字部分 (23)

4.5 元器件的选择 (25)

4.5.1 积分电阻 (25)

4.5.2 积分电容 (25)

4.5.3 自动教校零电容 (26)

4.5.4 参考电容 (26)

4.5.5 振荡器元件 (26)

4.5.6 参考电压 (26)

4.5.7 ICL7107 的电源供电 (26)

4.6 数显模块电路原理图确定 (27)

第五章电路功能模块的连接 (29)

5.1 数显模块和电源模块的连接 (29)

5.2 总电路原理图图 (29)

结束语 (30)

致谢 (31)

参考文献 (32)

附录 (33)

附录1：总电路原理图 (33)

第一章

1.1 直流稳压电源的介绍

绪论

直流稳压电源又称直流稳压器。它的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直接输出电压都能保持稳定。直流稳压电源分连续导电式与开关式两类。前者由变压器把单相或三相交流电压变到适当值，然后经整流、滤波，获得不稳定的直流电源，再经稳压电路得到稳定电压(或电流)。这种电源线路简单、纹波小、相互干扰小，但体积大、耗材多，效率低(常低于40％～60％)。后者以改变调整元件(或开关)的通断时间比来调节输出电压，从而达到稳压。这类电源功耗小，效率可达85％左右。所以，80年代以来发展迅速。从工作方式上可分为：①可控整流型。用改变晶闸管的导通时间来调整输出电压。②斩波型。输入是不稳定的直流电压，以改变开关电路的通断比得到单向脉动直流，再经滤波后得到稳定直流电压。③变换器型。不稳定直流电压先经逆变器变换成高频交流电，再经变压、整流、滤波后，从所得新的直流输出电压取样，反馈控制逆变器工作频率，达到稳定输出直流电压的目的。

1.2 直流稳压电源的技术指标

衡量一台稳压电源的好坏，一方面要从功能角度来看，即容量大小(输出电压和输出电流)、调节范围大小、效率高低等，人们称其为使用指标或性能指标;另一方面要从外观、形状、体积、重量等直观形象来看，这些称为电气指标;更重要的是要看它的质量高低，即输出电压的稳定度等，一般称为质量指标。下面重点介绍质量指标。

1.2.1 描述输入交流电压变化对输出电压影响的技术指标

(1)稳压系数稳压系数有绝对稳压系数和相对稳压系数两种。绝对稳压系数表示负载不变而输入交流电压变化时，稳压电源输出直流电压变化量△U0 与输入交流电压变化量△Ui 之比，

即

K=

?U 0 ?U i

(式1.1)

它表示输入交流电压变化△U，引起输出电压变化△U0 越小输出电压就越稳定。这种表示方法在工程中常常用到。相对稳压系数表示负载不变时，稳压电源输出直流电压U0 的相对变化量△U0/ U0 与输入交流电压U，的相对变化量△Ui/ U0 之比，即

?U 0 S= ?U i

U0 Ui

（式1.2）

(2)电压调整率电压调整率表示负载电流为额定值时输入交流电压在额定值上下变化± 10%时，稳压电源输出电压的相对变化量(百分数)，即

Su =

?U 0 × 100% U0

（式1.3)

一般直流稳压电源的电压调整率为1%，0.1%，0.01%等。有的也可以用绝对值表示。

1.2.2 描述负载变化对输出电压影响的技术指标

(1)负载调整率(也称电流调整率) 在交流电源额定电压的条件下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，用百分数表示。?U i/ ×100% U0

Si =

(式1.4)

(2)输出电阻(也称内阻) 在额定输出电压的条件下，负载电流变化?I L 引起输出电压变化

△U0，则输出电阻为

R0 = ?U 0 ?I L

(式1.5)

(3)纹波电压(现称周期和随机漂移，用PARD 表示) 1）最大纹波电压在额定输出电压和额定输出电流条件下，输出纹波(包括噪声)电压的绝对值大小，通常以峰值或有效值表示。2）纹波系数γ 在额定输出电压和额定电流条件下，输出纹波电压的有效值Urms 与输出直流电压U0 之比，即

γ=

U rms ×100% U0

(式1.6)

(4)温度漂移和温度系数环境温度的变化会影响元器件参数的变化，从而引起稳压电源输出电压的变化，称为温度漂移。常用温度系数表示温度漂移的大小，温度每变化 1 0 C 所引起输出电压值的变化?U uT 称为绝对温度系数，单位是V/ 0 C 或mV/ 0 C。温度每变化1 0 C 所引起的输出电压相对变化△U0r/ U0T 称为相对温度系数，单位是%/ 0 C。(5)漂移稳压电源在输入电压、负载电流和环境温度保持一定的情况下，经过一定的工作时间后元器

件参数的不稳定也会造成输出电压的变化，慢变化叫做漂移，快变化叫噪声。在一般使用中只考虑漂移就可以了。表示漂移的方法有两种，一种是用指定时间内输出电压值的变化△U0 来表示;另一种是用指定时间内输出电压的相对变化△Uot/Uo、来表示。考察漂移时间可以定为1 分钟、10 分钟、1 小时、8 小时或更长。

1.3 稳压电源的分类

现代应用的稳压电源的种类比较多，分类方式也很多。按稳定对象分有交流稳压电源和直流稳压电源。是交流还是直流要看稳压电源的输出电压是交流还是直流。按稳定方式分，有参数稳压电源和反馈调整稳压电源。参数稳压电源电路简单，利用元件的非线性实现稳压，结构也简单。比如，用一只电阻和一只可控硅稳压管就能构成参数稳压电源。反馈调整型稳压电源是一个负反馈闭环自动调整系统，它根据稳压电源的输出电压的变化量，经过取样、比较放大、再反馈给控制调整元件，使输出电压得到补偿而趋于原值，从而达到稳定。此电路较复杂，但稳定度高。按稳压电源的调整元件与负载的联接方式来分类，可以分为并联稳压电源和串联稳压电源两种。调整元件与负载并联的叫并联稳压电源或分流稳压电源，它通过改变调整管元件流过的电流的多少来适应输入电网电压的变化及负载电流的变化，以保持输出电压的稳定。这种稳压电源效率较低，只有某些专用场合才适用。调整元件与负载串联的稳压电源叫做串联稳压电源。在这种稳压电源中，调整元件串联在输入端和输出端之间，输出电压就依靠调整元件改变自身的等效电阻来维持恒定。按调整元件分，有辉光放电管稳压电源，稳压管稳压电源，电子管稳压电源，晶体管稳压电源，可控硅稳压电源等。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。所谓线性稳压，就是其调整管工作在线性放大区。这种稳压电源的主要优点是调压范围宽、稳定度高，但变换效率低;开关稳压电源的调整管工作在开关状态，主要的优越性就是变换效率高，可达70%一95%。根据需要，还可以有其他分类方法，例如集成电极输出型、发射极输出型;高压、低压;通用、专用等。

第二章

所研究稳压电源的技术指标如下：输入电压：输出电压：

电源总体方案确定

本课题要求电源可靠性高，电压调节方便，并且电压显示正确、稳定。220V 交流电压；-24V~24V 直流电压；

2.1 电源模块的选定

电源的设计方法有很多种,比较简单的有三种。

2.1.1 晶体管串联式直流稳压电路

电路框图如图2.1 所示,该电路中,输出电压UO经取样电路取样后得到取样电压, 取样电压与基准电压进行比较得到误差电压,该误差电压对调整管的工作状态进行调整,从而使输出电压发生变化,该变化与由于供电电压UI 发生变化引起的输出电压的变化正好相反,从而保证输出电压UO 为一恒定值(稳压值) 。因输出电压要求从0V 起实现连续可调,因此要在基准电压处设计一辅助电源,用以控制输出电压能够从0V 开始调节。

图2.1 串联式稳压电源电路图

单纯的串联式直流稳压电源电路是很简单的,但增加了辅助电源后,电路比较复杂,由于都采用分立元件,电路的可靠性也难以保证。

2.1.2 用单片机制作的可调直流稳压电源

该电路采用可控硅作为第一级调压元件,用稳压电源芯片LM317、LM337 作为第二级调压元件,通过AT89CS51 单片机控制继电器来改变电阻网络的阻值,从而改变调压元件的外围参数,并加上软启动电路,获得0～24V电压,驱动能力可达1A ,同时可以显示电源电压值和输出电流值的大小。其硬件电路主要包括变压器、整流滤波电路、压差控制电路、稳压及输出电压控制电路、电压电流采样电路、掉电前重要数据存储电路、单片机、键盘显示等几部分,硬件部分原理图如图2.2所示。

图2.2 用单片机制作的直流稳压电源电路图

正、负端压差控制电路的作用是减少LM317 和LM337 输入端和输出端的压差以降低LM317 和LM337 的功耗。稳压电路由三端稳压芯片LM317(负压用LM337) 及外围器件组成,输出电压控制电路采用继电器控制的电阻网络。电阻网络的每个电阻都需要精密匹配,电阻的精密程度直接影响输出电压的精度。电压电流采样电路由单片机控制实时对当前电压电流进行采样,以修正输出电压值。掉电前重要数据存储电路用以保存当前设置的电压值,可以方便用户在重新上电后不用设置,而且也不会因为电压值过高损坏用户设备。该电源稳定性好、精度高,并且能够输出±24V 范围内的可调直流电压,且其性能优于传统的可调直流稳压电源,但是电路比较复杂, 成本较高,使用于要求较高的场合。

2.1.3 采用三端集成稳压器电路

该电路框图如图2.3所示, 它采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连续可调, 因要求电路具有很强的带负载能力,须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。

图2.3 集成稳压器稳压电源设计

2.1.4 方案的确定

根据要求，我们要实现-24V～24V 连续可调，这种要求属于日常应用，因此我们就要做到尽量使电源制作简单，成本低廉，稳定性和精确性较高即可，第3 种方案正好能满足要求，因此，选定采用三端集成稳压器组成稳压电路。

2.2 显示模块的选定

为了使稳压电源在使用中更加简便和更具人性化，增加一个数字电压显示模块是一个既简单又实用的方法。对于数显模块的选择，我们主要有两种方案。

2.2.1 采用双积分A/D 转换器MC14433 的方案

采用双积分A/D 转换器MC14433，它有多路调制的BCD 码输出端和超量程输出端，采用动态扫描显示，便于实现自动控制。但芯片只能完成A/D 转换功能，要实现显示功能还需配合其它驱动芯片等，使得整部分硬件电路板布线复杂，加重了电路设计和实际焊接的工作。

2.2.2 采用ICL7107 的方案

采用双积分A/D 转换器ICL7107，它是大规模集成芯片，将模拟电路和数字电路集成在一个有40 个功能端的电路内，包含了A/D 转换、逻辑控制、译码驱动等电路，只需外接少量元件就能组成三位半数字电压表。电路设计简单，电路板布线不复杂，便于焊接、调试。电源采用稳压电源提供的±5V 输出，显示部分采用共阳极数码管。

2.2.3 方案确定

由于采用ICL7107 芯片连接简单，材料便宜并且较精确，因此，在此次设计中采用ICL7107 芯片组成的显示模块电路作为数显模块。

第三章电源模块的设计

在第二章中，我们已经确定使用三端稳压器实现稳压电路，在三端稳压器中最常用的就是78XX 和79XX 系列芯片，这种芯片的特点是价格低廉，稳压性能好，组成电路简单等特点，又因为我们电源范围是-24V~24V，因此稳压电路我们就选用7824 和7924 芯片组成。

3.1 三端稳压器的工作原理

三端集成稳压器大多采用串联稳压方式。从图3.1所示方框图中可以看出，它由启动电路、基准电路、误差放大器、调整管、取样电阻及保护电路等组成。它与分立元件的串联调整稳压器电路工作原理完全相同。

78XX、图3.1 78XX、79XX 稳压集成电路原理框图

3.2 稳压器的主要参数3.2.1 输出电压V。

输出电压是指稳压器的各工作参数符合规定时的输出电压值。对于固定输出稳压器，它是常数;对于可调式输出稳压器，它是输出电压范围。。

3.2.2 输出电压偏差

对于固定输出稳压器，实际输出的电压值和规定的输出电压Vo 之间往往有一定的偏差。这个偏差值一般用百分比表示，也可以用电压值表示。

3.2.3 最大输出电压ICM

最大输出电流指稳压器能够保持输出电压不变的最大电流。

3.2.4 最小输入电压Vimin

输人电压值在低于最小输入电压值时，稳压器将不能正常工作。

3.2.5 最大输人电压Vimax

最大输入电压是指稳压器安全工作时允许外加的最大电压值。

3.2.6 最小输入、输出电压差(Vi-Vo)

它是指稳压器能正常工作时的输入电压U 与输出电压八是最小电压差值。

3.2.7 电压调整率SV

电压调整率是指当稳压器负载不变而输入的直流电压变化时，所引起的输出电压的相对变化量。SV 常用下式表示:

Sv =

式中:△Vo——输出电压变化量; △Vi——输入电压变化量。

?Vο × 100%(% / v ) ?Vι ? ?Vο

（式3.1）

电压调整率有时也用某一输入电压变化范围内的输出电压变化量表示。电压调整车用来表征稳压器维持输出电压不变的能力。

3.2.8 电流调整率Si

电流调整率是指，当输入电压保持不变而输出电流在规定范围内变化时，稳压器输出电压相对变化的百分比，可用下式表示:

Si =

?Vo × 100 % Vo

（式3.2）

电流调整率有时也用负载电流变化时输出电压的变化量来表示。

3.2.9 输出电压温漂ST

输出电压温漂也称输出电压的温度系数。其定义为，在规定的温度范围内，当输入电压和输出电流不变时，单位温度变化引起的输出电压变化量，用公式表达为:

ST =

?Vo × 100% ?T ? Vo

（式3.3）

式中:△T—温度变化量。

3.2.10 输出阻抗Z。

输出阻抗指，在规定的输入电压和输出电流的条件下，在输出端上所测得的交流电压与交流电流之比，即

Zo =

dV o dI o

（式3.4）

输出阻抗反映了在动态负载状态下，稳压器的电流调整率。

3.2.11 输出噪声电压VN

它是指当稳压器输入端无噪声电压进入时，在其输出端所测得的噪声电压值。输出噪声电压是由稳压器内部产生的，它对许多负载是有害的。

3.3 7824 芯片的技术指标

7824 芯片参数如下图所示

图3.2 7824 芯片参数

3.4 7924 芯片的技术指标

7924 芯片参数如下图所示

图3.3 7924 芯片参数

3.5 电源模块的确定

7824、7924芯片都是定值稳压芯片，而我们要求的是连续可调的直流稳压电源，因此我们必须要设计一个电路，使7824和7924组成的稳压电路可以实现调压功能。

7824、7924稳压集成电路图3.4 7824、7924稳压集成电路

电路如图3.4所示，由变压器输出交流双向电压经桥式整流对整流，C1、C2滤波得到一直流电压，其中变压器双电源的中心抽头作为公共接地端，然后分别把该直流电压正负极接入7824的1脚和7924的3脚。7824的3脚接到电位器w2的滑动触片“d” 上，7924的1脚接到电位器w1的滑动触片“c”上。当将触片“c”滑到“0”端接地时，调节w2，即可从“a”端得到正向可变电压；若将触片“d”滑到“0”端接地，

调节w1，在“b”端就可得到负向可变电压，将w1、w2换成同轴电位器，将获得正负对称的可调电源，输出电压值连续可调，可达到同步调节的目的。

3.6 电路参数的计算3.6.1 输入电压Ui

输出电压U0 应与稳压电源要求的输出电压的大小范围相同，稳压电路的最大允许电流ICM

Uo max + (Ui ? Uo) min ≤ Ui ≤ Uo min + (Ui ? Uo ) max

式中：Uomax—最大输出电压Uomin—最小输出电压（Ui-Uo)min—稳压块最小输入输出压差（Ui-Uo)max—稳压块最大输入输出压差通常情况下我们取输入电压Ui 比输出电压Uo 大6V

（式3.5）

3.6.2 变压器副边的输出电压U2

通常根据变压器副边输出的功率Po 来选择变压器。对于容性的负载，变压器副边的输出电压U2 与稳压器输入电压Ui 的关系为

Ui min Ui max ≤U2 ≤ (1.1 ~ 1.2) (1.1 ~ 1.2)

副边电流的取值标准为

（式3.6）

I 2 > Io max

3.6.3 整流二极管及滤波电容

整流二极管VD 的反向击穿电压URM 应满足

URM > 2U 2

（式3.7）

（式3.8）

额定工作电流IF 应满足

IF > Io max

滤波电容C 的容量估算公式为

（式3.9）

C>

Ict ?Uip ? p

（式3.10）

式中：ΔUip-p—稳压器输入端纹波电压的峰-峰值Ic—电容C 放电电流t—电容C 放电时间，t=T/2=0.01S 滤波电容C 的耐压值应大于2U 2 ，也可用下式估算

T Io max 2 C ≥ (3 ~ 5) Ui min

（式3.11）

3.7 电源电路原理图确定

根据以上各式确定数值后，电路图如下：

图3.5 电源电路原理图

第四章

数显模块的设计

电源模块设计完成后，接下来就是数显模块的设计。根据前面介绍我们选定了ICL7107 芯片作为数显模块，ICL7107 是一个3 位半A/D 转换器，是常用的数显模块芯片，本模块设计的重点就是了解它的原理，确定他的参数参数，选择元器件并设计出电路。

4.1 A/D 转换器原理

随着数字技术，特别是信息技术的飞速发展与普及，在现代控制、通信及检测等领域，为了提高系统的性能指标，对信号的处理广泛采用了数字计算机技术。由于系统的实际对象往往都是一些模拟量（如温度、压力、位移、图像等），要使计算机或数字仪表能识别、处理这些信号，必须首先将这些模拟信号转换成数字信号；而经计算机分析、处理后输出的数字量也往往需要将其转换为相应模拟信号才能为执行机构所接受。这样，就需要一种能在模拟信号与数字信号之间起桥梁作用的电路--模数和数模转换器。将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模数转换器（简称a/d 转换器或adc,analog to digital converter）,它主要用以下三种方法实现A/D 转换：逐次逼近法、双积分法、电压频率转换法。(1)逐次逼近法逐次逼近式A/D 是比较常见的一种A/D 转换电路，转换的时间为微秒级。采用逐次逼近法的A/D 转换器是由一个比较器、D/A 转换器、缓冲寄存器及控制逻辑电路组成，如图4.1 所示。基本原理是从高位到低位逐位试探比较，好像用天平称物体，从重到轻逐级增减砝码进行试探。

图4.1 逐次逼近式A/D 转换器原理框图

逐次逼近法转换过程是：初始化时将逐次逼近寄存器各位清零；转换开始时，先将逐次逼近寄存器最高位置1，送入D/A 转换器，经D/A 转换后生成的模拟量送入比较器，称为Vo，与送入比较器的待转换的模拟量Vi 进行比较，若Vo

图4.2 双积分式A/D 转换的原理框图

双积分法A/D 转换的过程是：先将开关接通待转换的模拟量Vi，i 采样输入到积V 分器，积分器从零开始进行固定时间Ｔ的正向积分，时间Ｔ到后，开关再接通与Vi 极性相反的基准电压VREF，将VREF 输入到积分器，进行反向积分，直到输出为0V 时停止积分。Vi 越大，积分器输出电压越大，反向积分时间也越长。计数器在反向积分时间内所计的数值，就是输入模拟电压Vi 所对应的数字量，实现了A/D 转换。(3)电压频率转换法采用电压频率转换法的A/D 转换器，由计数器、控制门及一个具有恒定时间的时钟门控制信号组成，如图4.3 所示。它的工作原理是V/F 转换电路把输入的模拟电压转换成与模拟电压成正比的脉冲信号

图4.3 电压频率式A/D 转换原理框图

电压频率转换法的工作过程是：当模拟电压Vi 加到V/F 的输入端，便产生频率 F 与Vi 成正比的脉冲，在一定的时间内对该脉冲信号计数，时间到，统计到计数器的计数值正比于输入电压Vi，从而完成A/D 转换

ICL7107 4.2 ICL7107 简介

ICL7107 是高性能、低功耗的三位半A/D 转换器电路。它包含有七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统。ICL7107 可直接驱动发光二极管（LED）。ICL7107 将高精度、通用性和真正的低成本很好的结合在一起，它有低于10μV 的自动校零功能，零漂小于1μV/ C，低于10pA 的输入电流，极性转换误差小于一个字。真正的差动输入和差动参考源在各种系统中都很有用。在用于测试量负载但愿、压力规管和其他桥式传感器时会有更突出的优点。另外，只要用十个左右的无源元件和一个LED 屏就可以与ICL7107 构成高性能的仪表面板，实现了低成本和单电源工作。

O

4.3 ICL7107 的管脚排列

ICL7107 的管脚排列如图4.4 所示

图4.4 ICL7107 的管脚排列图

各管脚说明如下：1 端：U+ =5V，电源正端。26 端：U- =﹣5V ，电源负端。19 端：1 ab4，千位数笔段驱动输出端，由于3 位的计数满量程显示为“1999” 所以ab4 ，2

输出端应接千位数显示器显示“1”字的b 和c 笔段。20 端：POL，极性显示端（负显示），与千位数显示器的g 笔段相连接（或另行设置的负极性笔段）。当输入信号的电压极性为负时，负号显示，如“19.99” ；当输入信号的电压极性为正时，极性负号不显示如“19.99” 。

21 端：BP，液晶显示器背电极，与正负电源的公共地端相连接。27 端：INT，积分器输出端，外接积分电容C 。28 端：BUFF，输入缓冲放大器的输出端，外接积分电阻R 。

29 端：AZ，积分器和比较器的反相输入端，接自校零电容C AZ 。30、31 端：INLO、INHI，输入电压低、高端。由于两端与高阻抗CMOS 运算放大器相连接，可以忽略输入信号的注入电流，输入信号应经过1M ? 电阻和0.01 ?F 电容组成的滤波电路输入，以滤除干扰信号。2～8 端：个位数显示器的笔段驱动输出端，各笔段输出端分别与个位数显示器对应的笔段a～g 相连接。9～14、25 端：十位数显示器的笔段驱动输出端，各笔段输出端分别与十位数显示器对应的笔段a～g 相连接。15～18、22～24 端：百位数显示器的笔段驱动输出端，各笔段输出端分别与百位数显示器对应的笔段a～g 相连接。32 端：COM，模拟公共电压设置端，一般与输入信号的负端，负基准电压端相接。33、34 端：C REF ? 、C REF + ，基准电容负压、正压端，它被充电的电压在反相积分时，成为基准电压，通常取C REF =0.1 ?F 。35、36 端：REFLO、REFHI，外接基准电压低、高位端，由电源电压分压得到。37 端：TEST，数字地设置端及测试端，经过芯片内部的500 ? 电阻与GND 相连。38、39、40 端：OSC1~3 ，产生时钟脉冲的振荡器的引出端，外接R1、C1 元件。振荡器主振频率 f OSC 与R1C1 的关系为

f OSC =

0 . 45 R 1C 1

（式4.1）

4.4 ICL7107 功能说明4.4.1 模拟部分

图4.5 表示ICL7107 的模拟部分。每个测试周期分为 3 个阶段，他们分别是1）自动校零阶段（A-Z）2）信号积分阶段（INT）3）反向积分阶段（DE）。

图4.5 ICL7107 的模拟部分框图

(1)自动校零阶段在自动校零阶段做三件事。

第一，内部高端输入和低端输入与外部管脚脱开，在内部与模拟公共管脚短接。

第二，参考电容充电到参考电压值。

第三，(1)围绕整个系统形成一个闭合回路，对自动校零电容CAZ 进行充电，以补偿缓冲放大器、积分器和比较器的失调电压。由于比较器包含在回路中，因此自动校零的

精度仅受限于系统噪声。任何情况下，折合到输入端的失调电压小于10μV。

一个5v直流稳压电源设计报告

直流稳压电源设计 姓名:_ 学号：_ 专业： 班级：_______ 2012年3月12号 课题： 220v交流电转５v直流电的电源设计

一．电路实现功能 该电路输入家用220v交流电，经过全桥整流，稳压后输出稳定的5v直流电。 二．特点 方便实用，输出电压稳定，最大输出电流为1A，电路能带动一定的负载 设计方案 设计思路： 考虑到直流电流电源。我们用四个1N4007四个晶体管构成桥式整流桥。，将220V50Hz的交流电转换为直流电。以电容元件进行整流。因为我们要输出5V的电压，所以选用7805。 设计原理连接图： 一、变压器变压 220V交流电端子连一个降变压器把电压值降到8V左右

二、 单项桥式全波整流电路 根据图，输出的平均电压值0()201sin ()AV U d π ωτωτπ=?

即：0()20.9AV U U 三、 电容滤波 本设计我们使用电容滤波，滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。 C 越大， RL 越大，τ越大，放电越慢，曲线越平滑，脉动越小。 四、 直流稳压 因为要输出5V 的电压，所以选用LM7805三端稳压器件 五、 总电路

如图所示电路为输出电压+5V、输出电流1.5A的稳压电源。它由电源变压器B，桥式整流电路D1～D4，滤波电容C1、C3，防止自激电容C2、C3和一只固定式三端稳压器(7805)极为简捷方便地搭成的。 220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压，再经过桥式整流电路D1～D4和滤波电容C1的整流和滤波，在固定式三端稳压器LM7805的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化)。此直流电压经过LM7805的稳压和C3的滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路的电源。三端稳压器是一种标准化、系列化的通用线性稳压电源集成电路，以其体积小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用简捷方便等特点，成为目前稳压电源中应用最为广泛的一种单片式集成稳压器件。 六、实验所需元器件 万用板一个，1N4007晶体管四个，（220伏至8伏） 交流变压器一个，电解电容2200μF一个，电解电容 100μF一个，电容0.1F两个，LM7805三端稳压器一 个。电烙铁一个，松香若干，锡丝若干~~

直流稳压电源电路的设计实验报告

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

直流稳压电源课程设计报告(1)

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

可调式直流稳压电源设计

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。

模拟电子 课程设计 直流稳压电源的设计

新疆大学 课程设计报告 所属院系：电气工程学院 专业：电气工程及其自动化 课程名称：电子技术基础A 设计题目：直流稳压电源的设计 班级： 学生姓名： 学生学号： 指导老师: 常翠宁努尔.买买提 完成日期：2017. 7. 01

课程设计题目：直流稳压电源的设计 要求完成的内容： 1.输出直流电压1.5~10V可调； 2.输出电流I m=300mA； O 3.稳压系数Sr≤0.05； 4.具有过流保护功能。 指导教师评语： 该生通过查阅文献和资料和手册，能够综合运用电子技术课程中所学到的理知识，并能消 化和理解，把理论与实践进行结合起来。具有分析问题和解决问题的能力，较好地完成了设计任务。 评定成绩为： 指导教师签名：2017年 7 月01 日

直流稳压电源的设计 直流稳压电源的设计要求是设计中包括电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四个部分。通过四部分的组合将 220V 交流电压转变为设计要求直流电压。并且用仿真软件进行仿真分析。 一、方案设计 1.总体设计框架图 方案的总体思路如下：直流稳压电源一般由直流电源变压器、整流电路、滤波电路及稳压电路所组成，其基本框图如下： 1.1电源变压器 是降压变压器，它将220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。 1.2整流电路 此设计的整流部分主要采用桥式电路，即由四个二极管交叉而成。但使用二极管时应注意以下问题： (1) 最大整流电路流f I 指二极管长期运行允许通过的最大正向平均电流。若使用时超过此值，有可能烧坏二极管。 U (2) 最高反向工作电压rm 指允许施加在二级管两端的最大方向电压，通常为击穿电压的一半。 (3) 反向电流r I 指二极未击穿时的反向电流值。其值会随温度的升高而急剧增加，其值越小，二极管的单向导电性越好。但是反向电流值会随温度的上升而显著增加。 (4) 最高工作频率f

直流稳压电源(0-12v连续可调

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)

可调集成直流稳压电源课程设计报告OK

设计课题:可调集成直流稳压电源专业班级: 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计时间:

一、设计任务与要求 1.设计一集成稳压电路要求: (1）输出电压可调:V + 3+ = V Uo9 ~ (２)最大输出电流：mA max= Io800 (３)输出电压变化量：mV ? ≤ Uo15 (4)稳压系数:003 Sv .0 ≤ 2.通过设计集成直流稳压电源，要求掌握： （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。 二、方案设计与论证 1.直流稳压电源的基本原理 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： 其中， (１）电源变压器:是降压变压器,它的作用是将220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ｕi。变压器的变比由变压器的副边按确定,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,将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滤除。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。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。 (4)稳压电路:稳压管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。 2.设计方案: 方案一: 采用78０5三端稳压器电源: 固定式三端稳压电源（78０5)是由输出脚Vo,输入脚Vi和接地脚GNＤ组成,它的稳压值为＋5V,它属于CＷ78xx系列的稳压器,输入端接电容可以进一步的滤波,输出端也要接电容可以改善负载的瞬间影响,此电路的稳定性也比较好，只

可调的直流稳压电源电路设计

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

连续可调直流稳压电源的设计与制作

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。

直流稳压电源的项目设计方案

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

模电直流稳压电源课程设计(模电课设

一、设计题目： 直流稳压电源 二、设计要求： 输出电压可以在3—10V连续调节，稳压电源可采用串联型稳压电路或三端稳压电路设计。

目录 一、设计题目-----------------------------1 二、设计要求-----------------------------1 三、原理与分析 --------------------------3 四、具体实现---------------------------8 五、各部分定性说明以及定量分析--------10 六、设计心得体会----------------------13 七、参考文献---------------------------15

三、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直流电源变压器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： 图1 示意图 （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。 （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。图2：

各滤波电容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。 图3

（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。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）。图4 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

直流稳压电源课程设计[1]

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。

可调直流稳压电源

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：

直流稳压电源电路设计

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。

课程设计_可调直流稳压电源

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

可调直流稳压电源的设计说明

可调直流稳压电源设计报告 任微明(学号：20101106133 ) (物理与电子信息学院10 级科技班,内蒙古呼和浩特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 设计内容及要求 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 设计内容 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

12V直流稳压电源工程设计方案

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

±12V简易直流稳压电源课程设计设计

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

直流稳压电源的设计方法

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

可调直流稳压电源的设计完整版

可调直流稳压电源的设计 直流稳压电源的设计 设计要求 基本要求：短路保护，电压可调。若用集成电路制作，要求具有扩流电路。 基本指标：输出电压调节范围：0-6V，或0-8V，或0-9V，或0—12V； 最大输出电流：在0.3A-1.5A区间选一个值来设计； 输出电阻Ro：小于1欧姆。 其他：纹波系数越小越好（5%Vo），电网电压允许波动范围 + -10%。 设计步骤 1．电路图设计 （1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。 （2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 （3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。 （4）总电路图：连接各模块电路。 2. 设计思想 （1）电网供电电压交流220V(有效值)频率为50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。 （2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。 （3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。 （4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响 。 的稳定直流电压输出，供给负载R L 电路设计

（一）直流稳压电源的基本组成 直流稳压电源是将频率为50Hz 、有效值为220V 的单相交流电压转换为幅值稳定、输出电流为几十安以下的直流电源，其基本组成如图（1）所示： 图（1） 直流稳压电源的方框图 直流稳压电源的输入为220V 的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。 变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，半波整流电路和全波整流电路的输出波形如图所示。可以看出，他们均含有较大的交流分量，会影响负载电路的正常工作。 为了减小电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。理想情况下，应将交流分量全部滤掉，使滤波电路的输出电压仅为直流电压。然而，由于滤波电路为无源电路，所以接入负载后势必影响其滤波效果。对于稳定性要求不高的电子电路，整流、滤波后的直流电压可以作为供电电源。 交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或者负载变化时，其平均值也将随之变化。稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性。 （二）各电路的选择 1.电源变压器 电源变压器T 的作用是将电网220V 的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压U i 。实际上，理想变压器满足I 1/I 2=U 2/U 1=N 2/N 1=1/n ，因此有P 1=P 2=U 1I 1=U 2I 2。变压器副边与原边的功率比为P 2/ P 1=η，式中η是变压器的效率。根据输出电压的范围，可以令变压器副边电压为22V ，即变压系数为0.1。 2.整流电路 T 负 载