科学技术学院
SCIENCE & TECHNOLOGY COLLEGE OF
NANCHANG UNIVERSITY
《工程训练》报告
REPORT ON ENGINEERING TRAINING
题目串联负反馈稳压电源设计与制作
学科部、系：
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学生姓名：
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起讫日期：
摘要
当今社会飞速发展，人们所享受着电子设备带来的很多便利，但是任何电子设备都有一个共同的特点，就是他们的电源电路。可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路，电子设备的发展根本无从谈起。
任何一种电路都需要电源，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，再经变压、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。首先介绍了变压器的基本工作原理及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，系统地介绍了一些在本次实训中要用到的元器件。同时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。在完成该电路理论地设计与计算之后，我们又全面学习了Protel 和Altium Designer两个在电子电路设计与制作中必须熟知的两个软件，实践了PCB制板的全过程。最后，安装元器件，调试，分析，测试性能验收。
目录
第一章串联负反馈直流稳压电源的概述
1.1 制作串联反馈型稳压电源的目的要求 (3)
一、基本目的 (3)
二、基本要求 (3)
1.2 基本知识介绍 (3)
一、电源变压器知识 (3)
二、整流电路 (4)
三、滤波电路 (5)
四、串联型稳压电路 (6)
1.3 主要元器件简介 (6)
第二章串联负反馈稳压电源设计与计算
2.1 原理图 (7)
2.2 电路整体结构的设计与各部分相关参数的计算 (7)
一、整流部分设计与计算 (7)
二、滤波电路 (8)
三、稳压输出电路部分相关参数的计算 (8)
第三章Protel及Altium Designer软件的介绍与使用
3.1 Protel原理图绘制与仿真图 (8)
3.2 Altium Designer绘制原理图与导入PCB (8)
第四章PCB板的制作与元器件的安装
4.1 PCB板的制作流程介绍 (15)
4.2 生成PCB图及制板 (15)
4.3 安装元器件 (15)
第五章调试分析与性能测试 (16)
第六章心得体会 (17)
附录工程训练成绩评定表 (18)
第一章串联反馈型稳压电源整体简介
1.1 制作串联反馈型稳压电源的目的要求
一、基本目的
此次工程训练选择使用分立式元器件构成串联反馈型直流稳压电源。学生通过实训了解相关分立式元器件的基本结构、工作原理、特性和参数以及由它们构成的串联型直流稳压电源的工作原理、原理图的设计和参数的计算、元器件的选用、计算机软件实现硬件的仿真、PCB板的设计、电路的安装和调试，最后完成达到技术指标要求的标准产品。
二、基本要求
1、依据性能指标和器件状况，设计稳压电源电子电路，并计算器件参数确定选择器件；
○1输入电压：220V+10%
○2直流输出电压：Uo=+3V～+15V
○3最大输出电流：Iomax=500mA
○4过流保护：I。>2.4A
○5内阻:R<1
2、以本工程训练为实例先学习Altium Designer基本知识，并运用其绘制电源PCB图；
3、学习Protel知识，对本电源电路进行仿真，最终确定PCB图；
4、掌握电子电路板制作的全过程，实现电源的制作；
5、测量电源相关各项技术指标，完成系统调试。
1.2 基本知识介绍
一、电源变压器知识
1．初级(Primary Winding)：是指电源变压器的电源输入端。
2．次级(Secondary Winding)：是指电源变压器的输出端。
3．额定输入电压U：是指电源变压器的初级所接上的电压，也就是电源变压器的工作电压。对GS变压器来说，U＝230V；对BS变压器来说，U＝240V。
4．空载电流I：是指电源变压器的初级接上额定输入电压U而次级不带负载（即开路）时，流过初级的电流。I与变压器的设计有关，即使是两个不同厂家生产的相同规格的电源变压器，其I也可能不同。
5．空载电压U：是指变压器初级接受上额定输入电压U次级不带负载（即开路）时，次级两端的电压。U与变压器的设计有关，即使是两个不同厂家生产的相同规格的电源变压
器，其U也可能不同。
6．负载电流I：是指变压器初级接上额定输入电压U，次级接上额定负载时，流过负载的电流。
7．负载电压U：是指变压器初级接上额定输入电压U，次级接上额定负载时，负载两端的电压。
8．定输出功率P：是指变压器在额定输入电压U时的输出功率，它表示变压器传送能量的大小。一般来说，在相同频率下，P越大，变压器的尺寸越大；P相同，即使输出电压U不同，变压器的尺寸也相同，即变压器的价格也应相差无几。
由公式P=U*I可知若输出功率P一定，若输出电压U越高，则输出电流I越低。举例来说，一个输出功率P=10V A的变压器，若输出电压U=24V，则输出电流I= P/U=10V A/24V ＝0.416A；若U=12V，则输出电流I=0.833A。
电源变压器：将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压，一般次级电压u2较小。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。
对于本次工程训练对电源变压器的要求主要为次级空载电压大小，额定输出功率，变压器的额定容量，所以在本次工程训练中选择的是小型单相式变压器，有四组输出线分别为7V、10V、17V、10V。可根据具体功率及计算要求选择。
二、整流电路
1、半波整流电路
由以上图可知，半波整流电路的利用率低，一般不采用。
2、全波整流电路
由于变压器副线圈的接线较复杂，在实际中也一般不采用。
3、桥式整流电路
电路工作原理:利用二极管正向导通、反向截止的工作原理,当U2为正半周时二极管D1、D3导通,D2\D4截止当U2为负半周时二极管D2、D4导通, D1、D3截止。而流过负载的电流的方向是一致的,在负载形成单方向的全波脉动电压。.从而实现将交流的电压变为直流电压.主要参数：Uo=0.9*Ui，脉动系数:S=0.67，选管原则: If ≥1/2Io，Ur ≥1.414U2。结构简单性能优越，绝大多数整流电路采用桥式整流电路，所以本次工程训练采用桥式整流。
三、滤波电路
滤波电路主要有：电容滤波、RC-∏型滤波、LV-∏型滤波、L滤波，LC滤波，其中LC 滤波电路在负载电流较大或较小时，均有较佳的滤波特性，故LC滤波对负载的适应性最强，整流管的冲击电流小，特别适用在电流变化较大的场合，所以本电路采用LC滤波电路。
LC 滤波电路LC 滤波波形
电路利用电感器两端的电流不能突变的特点，把电感器与负载串联起来，以达到使输出电流平滑的目的。从能量的观点看，当电源提供的电流增大（由电源电压增加引起）时,
电感器L把能量存储起来；而当电流减小时，又把能量释放出来，使负载电流平滑，所以电感L有平波作用,再并上一个电容,利用电容的充放电作用,使得负载电流较大时或较小时均有较佳的滤波能力. 主要参数:LC滤波电路的直流输出电压,如忽略电感上的压降,则输出直流电压等于全波整流的输出电压,则有Uo=0.9U2
四、串联型稳压电路
稳压电路：它能在电网电压和负载电流的变化时，保持输出直流电压的稳定。它是直流稳压电源的重要组成部分，决定着直流电源的重要性能指标。
稳压电路的主要指标：稳压系数Sr、稳压电路的输出电阻，纹波系数
1.稳压系数Sr：稳压系数是在有负载固定不变的前提下，输出电压的相对变化量△Uo/Uo与稳压电路输入电压相对变化量△Ui/Ui之比，即：该指标反映了电网波动对输出电压的影响。此外稳压电路输入电压Usc就是整流滤波以后的直流电压。
2．稳压电路的输出电阻：输出电阻可以衡量稳压电路受载电阻的影响程度,即：除了上述两个指标外,有时还用其它指标:电压调整率，指当电网电压（u2）变化10%时，输出电压的相对变化量；电流调整率，指当输出电流Io从零到最大时，输出电压的相对变化；最大波纹电压，反映在输出端存在的HZ或者100Hz交流分量，通常以有效值或峰—峰值表示；
3.温度系数，指电网电压和负载都不变时，由于温度变化面引起的输出电压漂移等。直流稳压电路的类型很多，有：硅稳压管稳压电路、串联某型稳压电路、集成稳压电路，开关稳夺电路，其中集成稳压电路相对于其它类型的稳夺电路来讲具有体积小、稳定性高、输出电阻小、温度性能好、使用方便、外围元件少等优点，在实际应用中得到广泛应用。集成稳压器有两种：输出固定电压和可调输出电压的稳压块。
4.纹波电压是指叠加在直流输出电压U。上的交流电压，通常以有效值或峰—峰值表示。在电容滤波电路中，负载电流越大，纹波电压也越大，因此纹波电压因在额定输出电流情况下测出。
1.3 主要元器件简介
一、三极管：
（1）8050NPN管：25v 700mA 200mW 150MHZ 放大倍数30——100
（2）8550PNP管：40v 1500mA 1000mW 200MHZ 放大倍数40——140
（3）大功率三极管2SC2563NPN，通用参数：8.0A/120V
二、常用整流二极管参数
IE5408 最大平均正向电流(A):3 峰值反向电压VRRM(V):1000 最大全周期正向压降VFM(V):1.200 最大非重复浪涌电流IFSM(A):200
最大反向电流IR(mA):0.010
第二章串联负反馈稳压电源设计与计算
2.1 原理图
原理电路图说明：
整个电路大致分为四个部分:取样电路(R8,R10,R13,组成的分压器)，基准环节（Q7，D6组成稳压电路），调整部分（Q1，Q2调整管），放大比较（由Q7组成），电路可以实现在3~15v直流电压的输出；
2.2 电路整体结构的设计与各部分相关参数的计算
直流稳压电源电路可分为以下几个模块：
变压器（220V50Hz）→整流→滤波→稳压电路（反馈调整、取样电路）→稳定直流
一、整流电路
1、整流输出电压平均值：（U o）
U o= 1/2ρ∫02ρu o d(wt)=0.9U2
负载上的平均电流：I L=0.9U2/R L
2、脉动系数S
S定义为：整流输出电压的基波峰值U om与平均值U o的比值。所以，经计算知S=2/3≈0.67
二、滤波电路
RLC愈大→电容放电越慢→Uo越大，一般取
t d=R L C≥(3~5)T/2 ( T :电源电压的周期)
近似估算：U o=1.2U2
三、稳压输出电路部分相关参数的计算
可分析得知该电路具有稳压功能。
对应原理图看有(一个档位)：
U L=（R13+R10）U o/(R8+R13+R10)
所以,输出最小：
Uo=(R8+R13+R10) U L/(R13+R10)
输出最大：
Uo= (R8+R13+R10) U L/R13
第三章Protel及Altium Designer软件的介绍与使用
3.1 Protel软件的概述
Protel简介：Protel ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。②支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、A VR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。③提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。④具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。本章介绍Proteus ISIS软件的工作环境和一些基本操作。
3.2 Altium Designer软件的概述与使用
一、Altium Designer的概述
Altium Designer是业界第一款也是唯一完整的板级设计解决方案。Altium Designer拓宽
了板级设计的传统界限，集成了FPGA 设计功能，从而允许工程师能将系统设计中的FPGA 与PCB设计集成在一起。Altium Designer以强大的设计输入功能为特点，在FPGA 和板级设计中，同时支持原理图输入和HDL硬件描述输入模式；同时支持基于VHDL 的设计仿真，混合信号电路仿真、布局前/后信号完整性分析。Altium Designer 的布局布线采用完全规则驱动模式，并且在PCB 布线中采用了无网格的SitusTM拓扑逻辑自动布线功能；同时，将完整的CAM输出功能的编辑结合在一起。基于Altium新推出的支持Livedesign 的DXP平台，Altium Designer 在你的整个系统设计流程中充分发挥其卓越的性能。支持多国语言（中文、英文、德文、法文、日文）完全兼容Protel98/Protel99/Protel99se/ProtelDXP，并提供对Protel99se 下创建的DDB文件导入功能支持PCB与FPGA引脚的双向同步提供完善的混合信号仿真、布线前后的信号完整性分析功能提供了对高密度封装（如BGA）的交互布线功能NanoBoard NB1开发板和板上的逻辑可编程芯片一起组成了可重新配置的系统设计验证平台NanoBoard NB1使用板上JTAG* 接口与用户的PC进行连接, 来支持硬件设计的下载和提供NanoBoard NB1与用户PC之间的通讯NanoBoard NB1是第一款LiveDesign –enabled系统设计验证平台允许用户交互式的执行并调试验证基于逻辑可编程芯片的系统设计用于配合Altium公司Altium Designer的设计方案验证NanoBoard NB1 配套子板：* Altera(R) - Cyclone(TM) (EP1C12-Q240C7) * Altera(R) - Cyclone(TM) with SRAM (EP1C20F400C8) * Altera(R) - Stratix(TM) with SRAM (EP1S10-F780C7)
Altium Designer 6.0以强大的设计输入功能为特点，在FPGA 和板级设计中，同时支持原理图输入和HDL硬件描述输入模式；同时支持基于VHDL的设计仿真，混合信号电路仿真、布局前/后信号完整性分析.Altium Designer 6.0的布局布线采用完全规则驱动模式，并且在PCB布线中采用了无网格的SitusTM拓扑逻辑自动布线功能；同时，将完整的CAM 输出功能的编辑结合在一起。Altium Designer 6.0 是两年之内的第六次更新，极大地增强了对高密板设计的支持，可用于高速数字信号设计，提供大量新功能和改进，改善了对复杂多层板卡的管理和导航，可将器件放置在PCB板的正反两面，处理高密度封装技术，如高密度引脚数量的球型网格阵列(BGAs)。Altium Designer 6.0中的Board Insight(TM) 系统把设计师的鼠标变成了交互式的数据挖掘工具。Board Insight 集成了“警示”显示功能，可毫不费力地浏览和编辑设计中叠放的对象。工程师可以专注于其目前的编辑任务，也可以完全进入目标区域内的任何其他对象，这增加了在密集、多层设计环境中的编辑速度。Altium Designer 6.0 引入了强大的‘逃逸布线’引擎，尝试将每个定义的焊盘通过布线刚好引到BGA 边界，这令对密集BGA类型封装的布线变的非常简单。显著的节省了设计时间，设计师无需手动就可以完成在一大堆焊盘间将线连接这些器件的内部管脚。Altium Designer 6.0极大减少了带有大量管脚的器件封装在高密度板卡上设计的时间，简化了复杂板卡的设计导航功能，设计师可以有效处理高速差分信号，尤其对大规模可编程器件上的大量LVDS资源。Altium Designer 6.0 充分利用可得到的板卡空间和现代封装技术，以更有效的设计流程和更低的制造成本缩短上市时间。
二、Altium Designer在本电路中的具体应用
1、新建原理图
2、绘制原理图
(1）选择元器件
（2）放置并连接元器件
（3）原理图中添加封装
4、由原理图导成PCB图（1）新建PCB工程
（2）绘制PCB板的区域大小
（3）将原理图文件拖入PCB工程
（4）将原理图导入PCB
（5）.连线，生成PCB图
第四章PCB板的制作与元器件的安装
4.1PCB板的制作流程介绍
PCB板制作的一般流程：
↓
↓
4.2生成PCB图及制板
打印PCB图，热转印，腐蚀，钻孔，完成PCB板的制作。
4.3 安装元器件
利用烙铁焊锡焊接，对照原理图或PCB图焊接安装元器件。（注意焊接要牢固不要有虚焊点）
第五章调试分析与性能测试
安装好元器件后，检查线路，看有没有短路的地方（特别是在在变压器部分）。接通电源，观察二极管指示灯是否亮，调节滑动变阻器，观察表头是否在3~15之间变化。若没变化，可断开电源，测试没有电压部位的元器件是否存在有虚焊的情况，用万用表的蜂鸣档检测是否有短路或是开路。对电路整体进行分析排查，原理图是否正确，封装图是否正确，看是否有元器件因为某点的短路而烧坏的，逐级进行。检查三极管管脚是否正确，反复调试，直到找到原因所在。
调试完成后，测试主电路的输出范围，是否满足3~15V档位。观察电主路输出电压实际值为多少，一般做出来之后档位范围太小，在仔细分析产生误差的原因，可知由于取样电路的的阻值与理论计算值是存在一定的差异，可以对照原理图将取样部分的电阻R8、R10稍做改变，使其输出电压的范围在3~15v档位之间连续变化。
至此，完成整个电路的调试与测试，可验收，交作品！
第六章心得体会
经过两周的工程训练，让我知道了直流稳压电源的设计与制作的各个步骤以及其中的细节，也让我掌握了不少在以后工作学习中需要的基本技能以及解决问题的思路和方法。同时我们在这次工程训练中还学到了一个更为重要的知识点，Altium Designer 和Protel软件的使用以及PCB板的制作。我们是以此次工程训练串联式直流稳压电源的原理图为实例来学习这两个软件的，目前我们能够使用Proteus进行原理图绘制与仿真，并且也在该软件中仿真出了实验结果。同时也是以该实例学习了Altium Designer软件的使用，能够用该软件进行原理图的绘制，实物封装的制作，以及由原理图导成PCB图等。这两个软件可是在电子领域享有名气的EDA软件，它们可以设计几乎所有的电路，以及对这些电路图进行调试和仿真，生成PCB图等等。而它们的功能超级强大，是两个不错的软件，也是电子领域人员必须会熟练使用的两个软件。我们这次学习这两个软件为我们以后不管是学习还是工程训练或是做产品都打下了良好的基础，所以这也是我们此次工程训练的一大收获。
另外此次工程训练让我们学到更多书本上没有的知识。如在这次工程训练中我们也亲自动手制作了这电源，亲自实践制作了这个电源的PCB板的全过程。也激发我们对于实践操作的兴趣！但这次的工程训练也让我们知道书本知识是远远不够的，我们必须具备一定的自学能力。电子行业知识更新换代是很快的，这就要求我们有更多更丰富的知识，所以我们不仅要掌握好书本知识，也要对其他资料的知识进行了解。总的来说，这次工程训练——分立式元器件串联反馈型直流稳压电源的制作让我们学到了很多东西，不仅让我们对知识理解加深，也加强了我们的动手能力，提高了我们理解能力；也学会了电子领域及其重要的两个软件，为我们后续课程及实训打下了良好的基础，更重要的是此次工程训练还让我们体会到学习的方法及实践动手能力的重要性，也培养了我们整个制作的兴趣！
参考文献（References）
【1】Well．Multiple-modulator fraction-n divider[P]．US Patent，5038117．1986-02-02 【2】Brian Miller．A multiple modulator fractionl divider[J]．百度文库
【3】参考网站：电子爱好者：https://www.doczj.com/doc/9d6831358.html,/
工程训练成绩评定表
专业：班级：学号：姓名：
时间：2012年 5 月 4 日
电子技术课程设计 电气与电子工程系电气工程及其自动化专业 题目：串联型直流稳压电源 学生姓名：班号：学号： 指导教师; 时间：年月日 ~ 年月日
指导教师评语：成绩：
串联型直流稳压电源设计报告 一、设计题目 题目：串联型直流稳压电源 二、设计任务：设计并制作用晶体管、集成运算放大器电阻、电阻器、电容组成的串联型直流稳压电源。 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： 二原理说明： （1）单相桥式整流电路可以将单相交流电变换为直流电； （2）整流后的电压脉动较大.需要滤波后变为交流分量较小的直流电压用来供电； （3）滤波后的输出电压容易随电网电压和负载的变化波动不利于设备的稳定运行； （4）将输出电压经过稳压电路后输出电压不会随电网和负载的变化而变化从而提高设备的稳定性和可靠性.保障设备的正常
使用； （5） 关于输出电压在不同档位之间的变换.可以将稳压电源的电 压设置为标准电压再对其进行变换.电压在档位间的调节可以通过调节电位器来进行调节.从而实现对输出电压的调节。 四：方案选择 一：变压、滤波电路 方案一和方案二的变压电路和滤波电路相同.二者的差别主要体现在稳压电路部分。 图1 变压和滤波电路 二：稳压电路 方案一：此方案以稳压管D1的电压作为三极管Q1的基准电压.电路 引入电压负反馈.当电网电压波动引起R 2两端电压的变化增大（减小）时.晶体管发射极电位将随着升高（降低）.而稳压管端的电压基本不变.故基极电位不变.所以由E B BE U U U -=可知 BE U 将减小（升高）导致基极电流和发射极电流的减小（增大）. 使得R 两端的电压降低（升高）.从而达到稳压的效果。负电源部分与正电源相对称.原理一样。
北京交通大学 电子课程设计报告 设计题目：±12V对称稳压电源 专业班级：电气1009 设计学生：石景阳 学号：10292015 指导老师：蒲孝文 2012年6月21日
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 ，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 。
串联反馈型晶体管稳压电路解析分析方法的研究 时间：2009-02-24 15:45:23 来源：ednchina 作者： 1 串联反馈型晶体管稳压电路的计算模型 串联反馈型晶体管稳压电路中含有的元器件种类繁多，把他作为我们研究问题的对象，使得研究结果具有普遍性。串联反馈型晶体管稳压电路如图1所示。图中，Ui为电网电压经变压、整流、滤波后的输出电压值；VT1为调整管，VT2为放大管，VD为稳压管，内阻为r。假设，VT1的参数为rbe1，β1；VT2的参数为rbe2，β2。 根据电路图可知电路有5个独立节点，输入为节点1，输出为节点5，其余节点按顺序标于图中。 根据放大电路导纳矩阵的建立方法，可以对此电路建立计算模型。 (1)首先去掉晶体管VT1和VT2，写出剩余部分电路的导纳矩阵。 (2)按电路中的实际编号，写出晶体管VT1和VT2的节点导纳矩阵。 (3)将YVT1，YVT2按他的元素所在的行、列位置"对号入座"地补入Y0中，得到串联反馈型晶体管稳压电路的节点导纳矩阵：
此导纳矩阵即是用来描述串联反馈型晶体管稳压电路的数学模型。对于稳压电源而言，我们所关心的是稳压电源的输出电压是否恒定、输出电阻是否很小、稳压系数是否很小。有了稳压电源的数学模型，下一步的问题就是如何对数学模型进行求解。 2串联反馈型晶体管稳压电路性能指标的求解 2.1 串联反馈型晶体管稳压电路性能指标的求解 对于直流稳压电路来说，可以假设有两个外加恒流源电流，分别记为Iω1和Iωn，方向以从外节点流入为正。这样整个电路的方程组包括反映信号源和负载的方程各一个。由于对外只有两个节点，可以用两个方程来描述，再考虑外加恒流源和支路电流关系的两个方程，总共6个方程来描述。利用直流稳压电源的节点导纳矩阵，可以得到端口方程： 由于稳压电路有公共点，所以可以求得节点电压列向量： 式中，△为稳压电路节点导纳矩阵的行列式；△11为此导纳矩阵中位于第1行第1列的元素所对应的代数余子式；△n1为此导纳矩阵中位于第n行第1列的元素所对应的代
课程设计 课程名称模拟电子技术基础 题目名称串联型直流稳压电源 学生学院物理与光电工程学院 专业班级09级电子科学与技术3班学号3109008668 学生姓名崔文锋 指导教师何榕礼 2010年12 月20 日
目录 一、设计任务与要求。。。。。。1 二、电路原理分析与方案设计。。。。。。1 1、方案比较。。。。。。1 2、电路的整体框图。。。。。。3 3、单元设计及参数计算、元器件选择。。。。。。3 4、电路总图。。。。。。7 5、元器件清。。。。。。7 6、电路仿真过程及结果。。。。。。8 三、电路调试过程及结果。。。。。。10 四、总结。。。。。。10 五、心得体会。。。。。。11 六、组装后的实物电路图。。。。。。12
串联型直流稳压电源设计报告 一、设计任务与要求 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输出电压6V 、9V 两档，同时具备正负极性输出； 2、输出电流：额定电流为150mA ，最大电流为500mA ； 3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲V op-p ≤5mv ； 任务：1、了解带有的组成和工作原理： 2、识别的电路图： 3、仿真电路并选取元器件： 4、安装调试带有放大环节串联型稳压电路： 5、用仪器仪表对电路调试和测量相关参数： 6、撰写设计报告、调试。 二、电路原理分析与方案设计 采用变压器、二极管、集成运放、电阻、稳压管、三极管等元器件。220V 的交流电经变压器变压后变成电压值较小的电流，再经桥式整流电路和滤波电路形成直流稳压部分采用串联型稳压电路。比例运算电路的输入电压为稳定电压，且比例系数可调，所以输出电压也可以调节：同时，为了扩大输出电流，集成运放输出端加晶体管，并保持射级输出形式就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。 1、方案比较 方案一： 先对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，稳压部分的单元电路由稳压管和三极管组成（如图1），以稳压管D1电压作为三极管Q1的基准电压，电路引入电压负反馈，当电网电压波动引起R 2两端电压的变化增大（减小）时，晶体管发射极电位将随着升高（降低），而稳压管端的电压基本不变，故基极电位不变，所以由E B BE U U U -=可知BE U 将
课 程 设 计 任 务 书 题 目 直流稳压电源设计（写自己的） 一、 设计的目的 电源技术是一门很重要的技术，服务于各行各业。直流稳压电源是电子技术中常用的仪器设备之一，广泛应用于教学、科研等领域，是电子科技人员及电路开发部门进行实验操作和科学研究不可缺少的电子仪器。整个电源系统是由变压、整流、滤波、稳压四部分组成。家用电器和其它各类电子设备都需要电压稳定的直流电源供 电，但实际生活中是由220V 的交流电网供电，这就需要通过电源系统将交流电转 换成低电压直流电。（写自己的） 二、设计的容及要求 1) 输入电压为220V AC ，输出为直流电压 2) 输出电压可调：Uo=+3V ～+9V ；最大输出电流：Iomax=800mA ；输出电压变 化量：ΔVop_p ≤5mV ；4. 稳压系数：S V ≤3103-? 3) 学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法 4) 培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力（写自己的） 三、指导教师评语 四、成 绩 指导教师 (签章) 2017 年 06 月 16 日
承诺 本人重承诺：所呈交的设计（论文）是本人在导师的指导下独立进行设计（研究）所取得的成果，除文中特别加以标注引用的容外，本文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的设计（研究）成果。对本设计（研究）做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现设计（论文）中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担一切后果。 学生签名：
摘要 在电子电路及电子设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。本文实现了串联反馈调整型稳压电源的设计，依据功能划分，文中论述了组成该稳压电源的各个部分。最后给出了总原理图及元器件清单，对整体电路用multisim软件进行了仿真分析。结果表明，该稳压电源电路能够达到预期目的，结构比较简单，有较高的精度，是一种比较实用的电路，具有较高的实用价值。 关键词：直流稳压电源；串联反馈；保护电路 撰写说明： 摘要要简明扼要，写大概100～200字，3-8个关键词。客观反映论文的主要容和研究方法，具有相对独立性和完整性。 关键词：关键词；关键词；关键词；关键词 （关键词之间分号隔开，并加一个空格）
1课程设计的目的 通过课程设计，培养综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一实际问题的实际本领，加深对该课程知识的理解。 主要培养以下能力:查阅资料：搜集与本设计有关部门的资料(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力；方案的选择：树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意提高分析和解决实际问题的能力；迅速准确的进行工程计算的能力,计算机应用能力；用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。 为以后的毕业设计奠定了坚实的基础。 2课程设计的题目描述和要求 （1）设计要求 ①直流输出电压U O =20V，最大输出电流I Omax =200mA ②稳定程度：当电网电压变化±10％时，输出电压U O 的变化小于±0.5％；电源内阻RO≤0.5Ω（即I O由变到200mA时，输出电压的变化值△U O≤ 0.5Ω×200mA=0.1V，为输出电压U O=20V的0.5％） ③输出端纹波电压有效值小于5mV ④工作温度：-10℃～+40℃ （2）电路可以达到的技术指标 ①输出电压U O =20V，输出电流I O =0～200mA ②电网电压波动±10％，输出电压变化小于±0.1％ ③电源内阻R O ≤0.1Ω ④输出纹波电压有效值小于2mV 3课程设计报告内容 3.1设计方案的选用和说明 串联型稳压电路：串联型稳压电路是以稳压管稳压电路为基础，利用晶体管的电流放大作用，增大负载的电流；在电路中引入深度电压负反馈使输出电压稳定；并且，通过改变反馈网络参数使输出电压可调。 串联反馈型晶体管稳压电路：工作在放大区的晶体管，它的集-射极之间的
电压U ce 和集电极电流I c 随基极电流I b 的大小而变动。当基极电流I b 增加时，U ce 将减小，I c 将增大，这相当于晶体管集电极与发射极间的电阻减小；而当基极电 流I b 减小时，U ce 将增大，I c 将减小，这就相当于晶体管集电极与发射极之间所 呈现的电阻增大。由此可见，在线性放大区工作的晶体管，在基极电流的控制下，集-射极之间的电阻是可以改变的。所以，晶体管完全可以充当串联反馈型稳压电路的调整元件，称为调整管。用晶体管作调整管的串联反馈型稳压电路叫做反馈型晶体管稳压电路。 所以，可以选用串联型稳压电路来实现对串联反馈调整型稳压电路的设计。 3.2设计方案的各部分工作原理 单相交流电经过电源变压器，整流电路和稳压电路，滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压，其方框及各电路的输出电压波形如图3.2.1所示，下面就各部分的作用加以介绍。 图3.2.1 直流稳压电源方框图 直流电源的输入为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数值相差较大，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。目前有些电路不用变压器，利用其他的方法升压或者降压。 变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换成直流电压，即将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波形如图中所画。可以看出，它们均含有较大的交流分量，会影响负载电路的正常工作；例如，交流分量会混入输入信号被放大电路放大，甚至在放大电路的输出端所混入的电源交流分量大于有用信号，因而不能直接作为电子电路的供电电源。应当指出，图中整流电路输出端所画波形是未接滤波电路时的波形，输入滤波电路后将有所变化。 为了减小电压的脉动，需要通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。理想
串联型稳压电源电路原理图 串联型稳压电源电路PCB图
串联型稳压电源设计要求 要求： 1．PCB外形尺寸70 mm * 60 mm 2. 图中元件按指定位置摆放出 3．布线线宽>1.5 mm 输入插座IN、输出插座OUT分别位于PCB 的左右两侧。 由于流过BG1的电流大，连接BG1的导线粗些，BG1应靠边安装，以便加装散热器，画PCB时注意E、B、C脚不要画反。 大电位器RW1靠另一边，把手朝外。 加电前先检查线路、焊点、二极管、电解极性。用表检查输入输出，确认没有短路方可加电。 调整管BG1和电位器RW1直接装在外壳上，用导线将各端连到线路板相应的位置。由于流过BG1的电流较大，连接BG1的导线线径要
大些。BG1安装时应处理好它的绝缘和散热措施。 串联型稳压电源元器件清单
考核标准 报告10月8号学习委员按学号排序收齐后交到409。 考核标准（拟）： 成绩组成：平时成绩（20%）+ PCB设计（40%）+ 纸质报告（40%） 封面包含： 设计题目、学院名称、专业、班级、姓名、学号、指导教师 报告内容包含： 一. 课程设计目的（5分） 培养学生掌握典型电路设计软件Altium Designer 09 ，具备独立绘制电子线路图、制作PCB电路板的能力。使得同学们在以后的学习和工作中掌握常用电子线路设计软件的使用方法。 1. 熟悉Altium Designer 09软件及环境 2. 掌握PCB设计流程； 3. 能熟练运用印制电路板设计软件Altium Designer9软件进行原理图设计，其中包括原理图图纸的设置、各种报表的生成和原理图的输出等； 4. 能熟练运用印制电路板设计软件Altium Designer9软件进行PCB设计，其中包括PCB 设计步骤、PCB图的设计规则等； 5. 掌握原理图元件库、封装库的创建，会绘制新元件及其封装。 通过此课程的训练，进一步提高对Altium Designer这一软件的综合运用能力，锻炼实际应用能力，巩固所学的知识，为同学们将来走向工作岗位奠定基础。 二. 课程设计要求（5分） 1.设计报告简述设计原理和思路，附上电路原理图、PCB设计图、元器件清单图、自建元件封装、元件连接网络表等；。 2.设计上述印制电路板图PCB尺寸为70mm*60mm，要求元件布局紧凑、科学合理、整齐美观。(单层板\局部手工布线); 3.按照相关要求撰写课程设计报告书。 三. 课程设计内容（5分） 1.了解电路图的原理。
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
第一章串联反馈型稳压电源整体简介制作串联反馈型稳压电源的目的要求 一、基本目的 此次工程训练选择使用分立式元器件构成串联反馈型直流稳压电源。学生通过实训了解相关分立式元器件的基本结构、工作原理、特性和参数以及由它们构成的串联型直流稳压电源的工作原理、原理图的设计和参数的计算、元器件的选用、计算机软件实现硬件的仿真、PCB板的设计、电路的安装和调试，最后完成达到技术指标要求的标准产品。 二、基本要求 1、依据性能指标和器件状况，设计稳压电源电子电路，并计算器件参数确定选择器件。（含散热设计）； 2、以本工程训练为实例先学习Protel99SE基本知识，并运用其绘制电源sch原理图和PCB图； 3、学习Proteus知识，对本电源电路进行仿真，最终确定sch和pcb图； 4、掌握电子电路板制作的全过程，实现电源的制作； 5、测量电源相关各项技术指标，完成系统调试。 基本知识介绍 一、电源变压器知识 1．初级(Primary Winding)：是指电源变压器的电源输入端。 2．次级(Secondary Winding)：是指电源变压器的输出端。
3．额定输入电压U：是指电源变压器的初级所接上的电压，也就是电源变压器的工作电压。对GS变压器来说，U＝230V；对BS变压器来说，U＝240V。 4．空载电流I：是指电源变压器的初级接上额定输入电压U而次级不带负载（即开路）时，流过初级的电流。I与变压器的设计有关，即使是两个不同厂家生产的相同规格的电源变压器，其I也可能不同。 5．空载电压U：是指变压器初级接受上额定输入电压U次级不带负载（即开路）时，次级两端的电压。U与变压器的设计有关，即使是两个不同厂家生产的相同规格的电源变压器，其U也可能不同。 6．负载电流I：是指变压器初级接上额定输入电压U，次级接上额定负载时，流过负载的电流。 7．负载电压U：是指变压器初级接上额定输入电压U，次级接上额定负载时，负载两端的电压。 8．定输出功率P：是指变压器在额定输入电压U时的输出功率，它表示变压器传送能量的大小。一般来说，在相同频率下，P越大，变压器的尺寸越大；P相同，即使输出电压U不同，变压器的尺寸也相同，即变压器的价格也应相差无几。 由公式P=U*I可知若输出功率P一定，若输出电压U越高，则输出电流I越低。举例来说，一个输出功率P=10VA的变压器，若输出电压U=24V，则输出电流I= P/U=10VA/24V ＝；若U=12V，则输出电流I=。 电源变压器：将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压，一般次级电压u2较小。 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。 对于本次工程训练对电源变压器的要求主要为次级空载电压大小，额定输出功率，变压器的额定容量，所以在本次工程训练中选择的是小型单相式变压器，有四组输出线分别为7V、
任务二、串联型稳压电源的装配与调试 任务描述： 随着人们生活水平的日益提高，通信技术不断的发展，同学们天天使用手机，手机的充电器就是一个稳压电源。在我们电子生产实习中，经常需要用到稳压电源，为后一级电路提供稳定的直流电压，图2-2-1 为串联型稳压电源的原理图。 图2-2-1 串联型稳压电源原理图 活动1 识读电路元件，实施元件检测 技能目标 1、能够识读和检测常用电子元器件 2、能够识读和检测稳压二极管 3、能够用MF-47型万用表检测各元器件 知识储备 一、稳压二极管 （一）简介 稳压二极管，英文名称Zener diode，又叫齐纳二极管。利用pn结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象，制成的起稳压作用的二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更高的稳定电压。其图形符号和封装形式如图2-2-2。
图2-2-2 稳压二极管的图形符号及其封装形式（二）原理 稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多如图2-2-3，反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时，反向电阻很大，反向漏电流极小。但是，当反向电压临近反向电压的临界值时，反向电流骤然增大，称为击穿，在这一临界击穿点上，反向电阻骤然降至很小值。尽管电流在很大的范围内变化，而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近，从而实现了二极管的稳压功能。 图2-2-3 稳压二极管特性曲线 （三）主要参数 1、Uz—稳定电压 指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别，同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。例如，2CW51型稳压管的Vzmin为3.0V, Vzmax则为3.6V。 2、Iz—额定电流 指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时，稳压管虽并非不能稳压，但稳压效果会变差;高于此值时，只要不超过额定功率损耗，也是允许的，而且稳压性能会好一些，但要多消耗电能。 3、Rz—动态电阻 指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变，一般是工作电流愈大，动态电阻则愈小。例如，2CW7C稳压管的工作电流为
直流稳压电源的设计 目录 一、目的和要求．．．．．２ 二、实验原理．．．．．３ 三、稳压电源的技术指标．．．．．１１ 四、元件清单．．．．．１２ 五、小结．．．．．１3
一、目的与要求 1．实验目的 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。 2．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，输出电压为±5v,±12v,±15v和从0到15v可调，输出电流大于1A； (2)输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于5×10-3，输出内阻小于0.1欧。3．设计要求 (1)电源变压器只做理论设计； (2)合理选择集成稳压器； (3)完成全电路理论设计、绘制电路图 (4)撰写设计报告、总结报告
二、实验原理 稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成，即变 压器，整流滤波电路和稳压电路。如下图所示。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。 稳压电源电路的基本方框图 1、各部分电路的作用 （1）交流电压变换部分。一般的电子设备所需的直流电压较之交流电网提供的220V 电压相差较大，为了得到输出电压的额定范围，就需要将电网电压转换到合适的数值。所以，电压变换部分的主要任务是将电网电压变为所需的交流电压，同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用。 （2）整流部分。整流电路的作用，是将变换后的交流电压转换为单方向的脉动电压。由于这种电压存在着很大的脉动成份（称为纹波），因此一般还不能直接用来给负载供电，否则，纹波的变化会严重影响负载电路的性能指标。 （3）滤波部分。滤波部分的作用是对整流部分输出的脉动直流电进行平滑 ，使之成为含交变成份很小的直流电压。也就是说，滤波部分实际上是一个性能较好的低通滤波器，且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率。 （4）稳压部分。尽管经过整流滤波后电压接近于直流电压，但是其电压值的稳定性很差，它受温度、负载、电网电压波动等因素的影响很大，因此，还必须有稳压电路，以维持输出直流电压的基本稳定。 2、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Ui 。 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 。变压器副 u 1 变压器 u 2 整 电流 路u 3滤 电波 路 u 4稳 电压 路 U o
串联反馈式稳压电路 图XX_01 图XX_01是串联反馈式稳压电路的一般结构图，图中V I 是整流滤波电路的输出电压，T为调整管，A为比较放 大电路，V REF 为基准电压，它由稳压管D Z 与限流电阻R串联所构成的简单稳压电路获得（见齐纳二极管一节），R 1 与R 2 组成反馈网络，是用来反映输出电压变化的取样环节。 这种稳压电路的主回路是起调整作用的BJT T与负载串联，故称为串联式稳压电路。输出电压的变化量由反馈 网络取样经放大电路（A）放大后去控制调整管T的c-e极间的电压降，从而达到稳定输出电压V O 的目的。稳压原 理可简述如下：当输入电压V I 增加（或负载电流I O 减小）时，导致输出电压V O 增加，随之反馈电压V F =R 2 V O /（R 1 +R 2 ） =F V V O也增加（F V为反馈系数）。V F与基准电压V REF相比较，其差值电压经比较放大电路放大后使V B和I C减小，调 整管T的c-e极间电压V CE 增大，使V O 下降，从而维持V O 基本恒定。 同理，当输入电压V I 减小（或负载电流I O 增加）时，亦将使输出电压基本保持不变。 从反馈放大电路的角度来看，这种电路属于电压串联负反馈电路。调整管T连接成电压跟随器。因而可得 或
式中A V是比较放大电路的电压增益，是考虑了所带负载的影响，与开环增益A VO 不同。在深度负反馈条件下， 时，可得 上式表明，输出电压V O 与基准电压V REF 近似成正比，与反馈系数F V成反比。当V REF 及F V已定时，V O 也就确定了， 因此它是设计稳压电路的基本关系式。 值得注意的是，调整管T的调整作用是依靠V F 和V REF 之间的偏差来实现的，必须有偏差才能调整。如果V O 绝对 不变，调整管的V CE 也绝对不变，那么电路也就不能起调整作用了。所以V O 不可能达到绝对稳定，只能是基本稳定。 因此，图10.2.1所示的系统是一个闭环有差调整系统。 由以上分析可知，当反馈越深时，调整作用越强，输出电压V O 也越稳定，电路的稳压系数g和输出电阻R o 也越 小。 基准电压V REF 是稳压电路的一个重要组成部分，它直接影响稳压电路的性能。为此要求基准电压输出电阻小，温度稳定性好，噪声低。目前用稳压管组成的基准电压源虽然电路简单，但它的输出电阻大。故常采用带隙基准电压源，其电路如图XX_01所示。由图可知，基准电压为 从原理上说，BJT T 3的发射结电压V BE3 可用作基准电压源，但它具 有较高的负温度系数（–2mV/℃），因而必须增加一个具有正温度系数的电压I C2R 2 来补偿。I C2 是由T 1 、T 2 和R e2 构成 的微电流源电路提代。其值为 故基准电压V REF 可表示为
串联型直流稳压电源 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输出电压6V、9V两档，同时具备正负极性输出； 2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA； 3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲V op-p≤5mv； 一.原理电路和设计程序 小功率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，如图所示。220V的交流电经变压器后变成电压值比较小的交流，再经桥式整流电路和滤波电路形成直流，稳压部分采用串联型稳压电路。下图为其基本框架 1.方案比较确定 方案一：用晶体管和集成运放组成的基本串联型直流稳压电源 方案二：用晶体管和集成运放组成的具有保护环节的串联型直流稳压电路
上面两种方案中，方案一较简单，但功能较少，没有保护电路和比较放大电路，因而不够实用，故抛弃方案一。从简单、合理、可靠、经济而且便于购买 的前提出发，选择方案二位最终的设计方案。 2．变压电路 （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。变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。根据经验，稳压电 路的输出电压一般选取U i =（2～3）Uo 。所以选择15V10W 的变压器。 3.整流和滤波电路 整流电路在工作时，电路中的四只二极管都是作为开关运用，根据整流滤波电路工作原理图可知： 当正半周时，二极管D1、D2导通（D5、D4截止），在负载电阻上得到正弦波的正半周； 当负半周时，二极管D5、D4导通（D1、D2截止），在负载电阻上得到正弦波的负半周 滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压u 3中的大部分纹波加 以滤除，以得到较平滑的直流电压U I 。U I 与交流电压u 2的有效值U 2的关系为： 2)2.1~1.1(U U I = 在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为： 22U U RM = 流过每只二极管的平均电流为： R U I I R D 245.02== 4.稳压电路 交流电压经过整流、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负载变化时，其平均值也随机变化。稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网的电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得更高的稳定性。 由于成本、元件和仿真的条件限制，稳压电路只采取一个具有放大环节的基本串联型稳压电路和一个保护电路 由于简易串联稳压电源输出电压受稳压管稳压值得限制无法调节，造成电路
稳压电源设计 一、设计要求： 设计一个稳压电源，输入220交流，输出电压V o=+3~+18V，最大I o=300mA（R L=60Ω），纹波电压ΔV op-p≤5mV，稳压系数S v≤3*10-3。 二、参考电路及参考资料 《电子线路设计、实验、测试》P133 LM317中文资料（见后附件） 三、设计过程：根据性能指标确定电路主要元件参数（变压器，整流管，滤波电容，电位器RP1） （1）确定变压器的输出电压及功率（请给出计算结果，计算过程可以写在纸上） V2= V ,P= W； （2）确定二极管的正向工作电流I F及反向击穿电压 V R M（请给出计算结果，计算过程可以写在纸上） I F = A V R M= V。 （3）确定电容C（C1和C2）（请给出计算结果，计算过程可以写在纸上） C= uf；
（4）确定PR1的最小值和最大值 PR1的最小值= Ω；PR1的最小值= Ω 四、对自己设计的电路进行指标测试 （1）输出电压的范围测量（调节RP1） （2）输出电压的纹波电压（用示波器测量，耦合方式为交流） （3）稳压系数测量。（将输入交流电压从18V变到20V，看输出变化了多少） 计算公式是S v=ΔV o/V o÷ΔV I/V I≈ΔV o÷ΔV I=ΔV o/2 附：LM317中文资料 LM117/LM317简介 LM117/LM317是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。我国和世界各大集成电路生产商均有同类产品可供选用，是使用极为广泛的一类串连集成稳压器。 LM117/LM317 的输出电压范围是1.2V 至37V，负载电流最大为1.5A。它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。 LM117/LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常LM117/LM317 不需要外接电容，除非输入滤波电容到LM117/LM317 输入端的连线超过6 英寸（约15 厘米）。使用输出电容能改变瞬态响应。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。 LM117/LM317 能够有许多特殊的用法。比如把调整端悬浮到一个较高的电压上，可以用来调节高达数百伏的电压，只要输入输出压差不超过LM117/LM317 的极限就行。当然还要避免输出端短路。还可以把调整端接到一个可编程电压上，实现可编程的电源输出。 LM117负电压输出 LM317正电压输出 LM317特性简介 可调整输出电压低到1.2V。 保证1.5A 输出电流。 典型线性调整率0.01%。 典型负载调整率0.1%。 80dB纹波抑制比。
模电课程设计实验报告 学校：XX 专业：XXXX 课题：串联型直流稳压电源 指导老师： XXX 设计学生： XXXXXXX XXX 学号：XXXX XXX XXXX 2011/7/4 惠州学院 HUIZHOU UNIVERSITY
目录 一、课题--------------------------------------------------3 二、课题技术指标--------------------------------------------------3 三、设计要求--------------------------------------------------3 四、元件器件清单--------------------------------------------------3 五、设计方案--------------------------------------------------3 六、直流稳压电源的元器件--------------------------------------------------4 七、设计计算--------------------------------------------------6 八、焊接实图--------------------------------------------------8 九、心得体会--------------------------------------------------9
一、课题：串联型直流稳压电源 二、课题技术指标 1、输出电压：8~15V可调 2、输出电流：I O=1A 3、输入电压：交流220V +/- 10% 4、保护电流：I Om =1.2A 5、稳压系数：S r = 0.05%/V 6、输出电阻：R O < 0.5 Ω 7、交流分量（波纹电压）：<10mV 三、设计要求 1、分析电路组成及工作原理； 2、单元电路设计计算； 3、采用分立元件电路； 4、画出完整电路图； 5、调试方法； 6、小结与讨论。 四、元件器件清单 先对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，稳压部分的单元电路由稳压管和三极管组成（如图1），以稳压管D1电压作为三极管Q1的基准电压，电路引入电压负反馈，当电网电压波动引起R2两端电压的变化增大（减小）时，晶体管发射极电位将随着升高（降低），而稳压管端的电压基本不变，故基极电位不变，所以由可知将减小（升高）导致基极电流和发射极电流的减小（增大），使得R两端的电压降低（升高），从而达到稳压的效果。负电源部分与正电源相对称，原理一样。 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组成。变压器吧市电交流电压变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。本次设计主要采用串联型直流稳压电路，通过220V 、50HZ交流电压经电源变压器降压后，通过桥式整
集成直流稳压电源设计报告 一、计题目 题目：集成直流稳压电源 二、计任务和要求 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输出电压6V 、9V 两档，正负极性输出； 2、输出电流：额定电流为150mA ，最大电流为500mA ； 3、纹波电压峰值▲Vop-p ≤5mv ； 三、理电路和程序设计： 1、方案比较 方案一：先对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，稳压部分的单元电路由稳压管和三极管组成（如图1），以稳压管D1电压作为三极管Q1的基准电压，电路引入电压负反馈，当电网电压波动引起R 2两端电压的变化增大（减小）时，晶体管发射极电位将随着升高（降低），而稳压管端的电压基本不变，故基极电位不变，所以由E B BE U U U -=可知BE U 将减小（升高）导致基极电流和发射极电流的减小（增大），使得R 两端的电压降低（升高），从而达到稳压的效果。负电源部分与正电源相对称，原理一样。
图1 方案一稳压部分电路 方案二：经有中间抽头的变压器输出后，整流部分同方案一一样擦用四个二极管组成的单相桥式整流电路，整流后的脉动直流接滤波电路，滤波电路由两个电容组成，先用一个较大阻值的点解电容对其进行低频滤波，再用一个较低阻值的陶瓷电容对其进行高频滤波，从而使得滤波后的电压更平滑，波动更小。滤波后的电路接接稳压电路，稳压部分的电路如图2所示，方案二的稳压部分由调整管，比较放大电路，基准电压电路，采样电路组成。当采样电路的输出端电压升高（降低）时采样电路将这一变化送到A的反相输入端，然后与同相输入端的电位进行比较放大，运放的输出电压，即调整管的基极电位降低（升高）；由于电路采用射极输出形式，所以输出电压必然降低（升高），从而使输出电压得到稳定。 图2 方案二稳压部分单元电路
串联型直流稳压电源设计报告 (2009-06-18 14:59:21) 转载 标签： 杂谈 串联型直流稳压电源设计报告 一、计题目 题目：串联型直流稳压电源 二、计任务和要求 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输出电压6V、9V两档，正负极性输出； 2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA； 3、纹波电压峰值▲Vop-p≤5mv； 三、理电路和程序设计： 1、方案比较 方案一：先对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，稳压
部分的单元电路由稳压管和三极管组成（如图1），以稳压管D1电压作为三极管Q1的基准电压，电路引入电压负反馈，当电网电压波动引起R
两端电压的变化增大（减小）时，晶体管发射极电位将随着升高（降低），而稳压管端的2 电压基本不变，故基极电位不变，所以由可知将减小（升高）导致基极电流和发射极电流的 减小（增大），使得R两端的电压降低（升高），从而达到稳压的效果。负电源部分与正 电源相对称，原理一样。 图1 方案一稳压部分电路 方案二：经有中间抽头的变压器输出后，整流部分同方案一一样擦用四个二极管组成的单相 桥式整流电路，整流后的脉动直流接滤波电路，滤波电路由两个电容组成，先用一个较大阻 值的点解电容对其进行低频滤波，再用一个较低阻值的陶瓷电容对其进行高频滤波，从而使 得滤波后的电压更平滑，波动更小。滤波后的电路接接稳压电路，稳压部分的电路如图2 所示，方案二的稳压部分由调整管，比较放大电路，基准电压电路，采样电路组成。当采样 电路的输出端电压升高（降低）时采样电路将这一变化送到A的反相输入端，然后与同相 输入端的电位进行比较放大，运放的输出电压，即调整管的基极电位降低（升高）；由于电 路采用射极输出形式，所以输出电压必然降低（升高），从而使输出电压得到稳定。
数控直流稳压电源设计 摘要 数控直流稳压电源是采用单片机的控制实现直流稳压电源输出的可调控制以及输出的显示。该电源的设计主要由主电路、变换器控制电路以及单片机控制电路组成。主电路是一个DC/DC变换器；变换器控制电路主要是由专用PWM控制集成电路构成；单片机控制电路主要由单片机最小系统、键盘、显示等部分组成。该稳压电源设计要求总体结构简单，实用，使用方便，可作为小功率的电子设备的电源，也可作为电子线路调试用电源以及其它直流稳压电源使用场合。本文主要阐述数控直流稳压电源的主电路和变换器控制电路的设计。 关键词 数控；稳压电源；脉宽调制（PWM）；变换器；开关电源
Abstract This topic mainly designs the numerical control cocurrent voltage-stabilized source. The numerical control cocurrent voltage-stabilized source is uses monolithic integrated circuit's control to realize the adjustable control which as well as the output demonstration the cocurrent voltage-stabilized source outputs. This power source's design mainly by the main circuit, the converter control circuit as well as the monolithic integrated circuit control circuit is composed. The main circuit is a DC/DC converter; The converter control circuit is mainly controls the integrated circuit constitution by special-purpose PWM; The monolithic integrated circuit control circuit mainly by parts and so on monolithic integrated circuit smallest system, keyboard, demonstration is composed. This voltage-stabilized source design requirements gross structure is simple, practical, the easy to operate, may take the low power electronic installation's power source, may also use electricity the source as the electronic circuit debugging as well as other cocurrent voltage-stabilized source use situation. This article main elaboration numerical control cocurrent voltage-stabilized source's main circuit and converter control circuit's design. Key words Numerical control；V oltage-stabilized source；Pulse-duration modulation (PWM)；Converter；Switching power supply