简易直流稳压电源电路

网络高等教育专科生毕业大作业题目：0~30V简易可调式直流稳压电源的设计学习中心：新疆伊犁经贸培训中心层次：高中起点专科专业电气工程及其自动化年级： 2009 年秋季学号： 0914********学生：李平指导教师：白俊完成日期： 2011 年 8 月 17 日摘要本文详细介绍了30V简易直流稳压电源计的发展现状，发展中所面临的问题。

随着时代的发展，数字电子技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，本文将介绍一种直流稳压电源，同时分析了数字技术和模拟技术相互转换的概念。

同时也详尽的介绍了此次设计中最重要的组成部件单片机的概念、工作原理及设备总体结构，其中包括MCS-51的发展历程，选型依据。

设计了一种基于单片机MCS-51的自动装箱机，介绍了所选用的8031、8255等单片机。

关键词：D/A转换；单片机；电源目录第1章绪论 (1)1.1 设计要求 (2)1.2 总体方案确定 (2)1.3 单元电路设计 (3)第2章系统硬件设计 (4)2.1 MCS—51单片机主要应用特性 (4)2.2 系统面板设计及控制原理图 (4)2.3 输入/输出接口系统设计 (5)2.4 调整输出的设计 (8)2.5 电路调试 (8)2.6 改进措施 (9)2.7 电源 (9)第3章系统软件设计 (11)3.1 主程序 (11)3.2 显示子程序流程图 (12)3.3 输入给定值中断服务程序 (13)第4章结论 (14)参考文献 (15)致谢 (16)第1章绪论电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。

电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。

当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。

随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。

随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。

±12V简易直流稳压电源设计直流稳压电源是一种常见的电路设计，在各种电子设备中广泛应用。

在这篇文章中，我将介绍如何设计一个基于±12V直流稳压电源。

设计一个±12V直流稳压电源需要考虑以下几个方面：输入电压范围、输出电压稳定性、负载能力和保护功能等。

下面是一个简单的电路设计流程。

1.确定输入电压范围首先，我们需要确定电源的输入电压范围。

一般而言，直流稳压电源的输入电压范围为AC100-240V，输出电压范围是DC±12V。

输入电压范围可以根据实际需求进行调整。

2.选择变压器在选择变压器时，我们需要根据输入电压范围选择合适的型号。

变压器的主要功能是将输入交流电压转换为适当的低压交流电压。

在这种情况下，我们可以选择一个适当的变压器来得到所需的低压交流电压。

3.整流电路接下来，我们需要设计整流电路以将交流电压转换为直流电压。

常见的整流电路包括整流桥和滤波电容。

整流桥可以将交流电压的负半周转换为正半周，从而得到一个脉动的直流电压。

滤波电容可以去除脉动，使得输出电压更加稳定。

4.电压调整电路为了得到所需的输出电压，我们需要设计一个电压调整电路。

这个电路通常使用稳压器，如集成稳压IC或离散元件，来稳定输出电压。

稳压器可以根据负载的需求动态调整输出电压，从而确保输出电压的稳定性。

5.输出电流保护电路为保护负载和电源电路，我们需要设计一个输出电流保护电路。

这个电路可以监测输出电流并在超过设定值时断开输出。

一种常见的保护电路是使用电流传感器和比较器来实现。

当输出电流超过设定值时，比较器将触发保护装置，使输出电路停止工作。

在设计完电路之后，我们需要进行仿真和实际测试来验证电路的性能。

我们可以使用电子设计自动化工具，如Multisim、PSPICE等来进行仿真，并使用示波器、多用表等工具来验证电路的性能。

在设计一个电源时，我们还需要考虑其他一些因素，如温度稳定性、输出电压漂移、电源效率等。

0～24V可调直流稳压电源电路的设计方法1 引言电子电路要正常工作，电源必不可少，并且电源性能对电路、电子仪器和电子设备的使用寿命、使用性能等影响很大，尤其在带有感性负载的电路和设备(如电机)中，对电源的性能要求更高。

在很多应用直流电机的场合中，要求为电机驱动电路提供1个其输出能从0 V开始连续可调(0～24 V)的直流电源，并且要求电源有保护功能。

实际上就是要求设计一个具有足够调压范围和带负载能力的直流稳压电源电路。

该电路的设计关键在于稳压电路的设计，其要求是输出电压从0 V开始连续可调；所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调；输出电压应能够适应所带负载的启动性能。

此外，电路还必须简单可靠，能够输出足够大的电流。

2 电路的设计符合上述要求的电源电路的设计方法有很多种，比较简单的有3种：(1)晶体管串联式直流稳压电路。

电路框图如图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为恒定值(稳压值)。

因输出电压要求从0 V起实现连续可调，因此要在基准电压处设计辅助电源，用于控制输出电压能够从0 V开始调节。

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

(2)采用三端集成稳压器电路。

如图2所示，他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0 V起连续可调，因要求电路具有很强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。

该电路所用器件较少，成本低且组装方便、可靠性高。

(3)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0～24 V，0.1 V步长，驱动能力可达1 A，同时可以显示电源电压值和输出电流值的大小。

目录1. 概述 (1)2. 方案论证 (1)3. 电路工作原理及说明 (3)2.1直流稳压电源电路 (3)2.1.1 电源变压器 (3)2.1.2 整流电路 (4)2.1.3 滤波电路 (5)2.1.4 集成稳压器 (6)2.1.5过流保护 (7)4.电路性能指标的测试 (8)4.1 稳压电源的输出及指示电路 (8)5. 结论 (9)6. 性价比 (10)7课设体会及合理化建议 (10)附录Ⅰ元器件清单 (11)附录Ⅱ整体电路原理图 (12)参考文献 (13)直流稳压电源及电压指示电路摘要：电源电路作为任何电子设备中不可缺少的部分，其设计越来越受到人们的重视。

电子设备一般都需要直流电源供电。

这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。

本文设计了直流稳压电源的两种方案，可通过LED来指示输出电压的高低，并确定其大体范围。

方案一对市电整流、滤波后，利用集成运算放大器及滑动变阻器来调节电压的输出范围。

方案二与方案一原理基本相同，但具有扩大输出电流的功能。

两种方案分别进行了软件仿真和硬件测试，所得结果均符合技术指标的要求。

关键词：稳压电源；发光二极管；电压指示1. 概述电源作为各种电子电路及电子设备工作的能量来源，在一个系统中占有重要地位。

电源的质量在一定程度上也决定了一台设备的可靠性及各项技术指标。

在各种电子线路的应用中，出于应用上的考虑常常不直接采用直流电源，而是将电网上的交流电通过一系列装置转换为直流电源输出。

这种转换电路并不复杂，一般由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等几部分构成，因此直流稳压电源电路在许多领域有着广泛的应用。

现在各种稳压电器已经广泛使用，其性能稳定，外围所需元件不多，调试方便。

本文要求设计一个可以指示输出电压的直流稳压电源，输出电压在0～5V范围内连续可调；要求用LED指示输出电压的范围，小于2V时只有一个LED点亮，大于等于2V时两个LED同时点亮；并且输出电压的纹波电压（峰峰值）不能超过10mV。

0～12V可调直流稳压电源电路图适合电子爱好者制作的从0V起调的稳压电源的电路如图所示。

0～12V可调直流稳压电源电路电路工作原理：由电阻R4、R5组成的采样电路将输出电压Vo的一部分送入运算放大器IC1的反相端，它与由稳压管VZ3、电阻R2和电位器RP组成的基准电压（晶体管V1、稳压管VZ1、电阻R0、R1组成的恒流源为稳压管VZ3提供稳定的电流）相比较，将比较结果送至输出端，从而控制晶体管V3的导通电压。

如果电位偏低，使Vo减小，采样电路亦使晶体管V3的c-e结电压减小，从而使Vo升高，反之亦然。

如此起到了稳定输出电压的作用。

晶体管V4和电阻R7组成过电流保护电路。

当输出电流超过额定电流（本电源为1A）时，V4导通，使晶体管V2和V3截止，输出端无电压输出，防止了电源损坏。

当输出电压小于6V，电流较大且输入电压又很高时，晶体管V3极间压差较大，会引起V3调整管功耗过大，为此本电源特别设置了电压自动转换电路，它由运算放大器IC2与电阻R8、稳压管VZ4及继电器K等组成。

稳压管VZ4与电阻R8组成IC2运算放大器的基准电压，当输出电压低于6V时，IC2输出低电平，继电器K不吸合，触点K1-1、K1-2分别接至变压器8V绕组和6V绕组稳压管；当输出电压高于6V时，IC2输出高电平，K1吸合，K1-1、K1-2分别接至变压器16V绕组和12V稳压管上。

由上可知，在输出电压低时，输人电压也低；输出电压高时，输人电压也高，从而减小V3的功耗。

电阻R9和电容C4组成继电器节能电路，可减小C2的功耗。

元器件选择：电路中变压器T选用二次带中心抽头的16V、功率为20OW的变压器。

运算放大器选用LM324单源四运算放大器。

稳压管VZ1选用4V左右的，VZ2选甲8V，VZ3a和VZ3b分别选用6V和12V的，要求稳压值准确，VZ4选用5.5～5.8V的稳压管。

晶体管V1要求β大于150，V3选用大功率NPN晶体管，型号不限，制作中要加足够的散热片。

摘要本文主要论述了直流稳压电源的设计原理和实现方法。

直流稳压电源由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分构成。

本次设计选用了串联稳压电源。

稳压电路部分采用了继承三段稳压芯片LM317M以及W7912。

通过接滑动变阻器从而实现了电压的可调。

我们又采用7805、7905输出正负5V的电源作为数字电压表的工作原理。

数字电压表部分采用常见的数字集成电路ICL7107,它不仅结构简单，而且测量精度高，能够满足设计要求。

关键词：直流稳压电源 LM317M 7805、7905 ICL7107沈阳理工大学课程设计论文目录引言 ............................................... 错误！未定义书签。

1 基本电路原理分析 ................................ 错误！未定义书签。

1.1 整体电路框图............................... 错误！未定义书签。

1.2 电路原理分析............................... 错误！未定义书签。

2 实验电路与元件参数选择 .......................... 错误！未定义书签。

2.1 实验电路................................... 错误！未定义书签。

2.2 元件介绍................................... 错误！未定义书签。

2.3 原件参数计算与选择......................... 错误！未定义书签。

3 电路仿真与分析 ................................... 错误！未定义书签。

3.1 电路仿真.................................... 错误！未定义书签。

3.2电路分析 .................................... 错误！未定义书签。

LM317可调稳压直流电源电路分析一、电路原理图LM317可调直流稳压电源，采用FR-4万能板和进口ST电源集成芯片LM317设计而成，不仅具有固定式三端稳压电路的最简单形式，又具备输出可调电压（1.25-12V）的特点，还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制比高、芯片内部具有过热、过流、短路保护电路等优点，适合课程设计、毕业设计等，原理图如下：二、电路工作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：直流稳压电源的原理框图和波形变换图1、降压部分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比例确定，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、整流部分该设计采用单相桥式整流电路。

其由四只二极管组成，其构成原则就是保证在变压器副边电压u的整个周期内，负载上的电压和电流方向始终不变。

3、滤波电路经过整流后的直流电幅值变化很大，会影响电路的工作性能。

可利用电容的“通交流，隔直流”的特性，在电路中并人两个并联电容作为电容滤波器，滤去其中的交流成分。

电容滤波电路是最常见也是最简单的滤波电路，在整流电路的输出端(即负载电阻两端)并联一个电容即构成电容滤波电路。

滤波电容容量较大，因此一般均采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正负极。

电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。

如果将两个滤波电容相连接，且连接点接地，就可同时得到输出电压平滑的正负电源。

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，会引起其电流有很大变化这一特点，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。

LM317可调式三端稳压电源能够连续输出可调的直流电压。

可调稳压电源电路图设计（一）简易可调稳压电源采用三端可调稳压集成电路LM317，使电压可调范围在1.5～25V，最大负载电流1.5A。

其电路如图所示。

电路工作原理：220V交流电经变压器T降压后，得到24V交流电；再经VD1～VD4组成的全桥整流、C1滤波，得到33V左右的直流电压。

该电压经集成电路LM317后获得稳压输出。

调节电位器RP，即可连续调节输出电压。

图中C2用以消除寄生振荡，C3的作用是抑制波纹，C4用以改善稳压电源的暂态响应。

VD5、VD6在当输出端电容漏电或调整端短路时起保护作用。

LED为稳压电源的工作指示灯，电阻R1是限流电阻。

输出端安装微型电压表PV，可以直观地指示输出电压值。

元器件的选择与制作：元器件无特殊要求，按图所示选用即可。

制作要点：①C2应尽量靠近LM317的输出端，以免自激，造成输出电压不稳定；②R2应靠近LM317的输出端和调整端，以避免大电流输出状态下，输出端至R2间的引线电压降造成基准电压变化；③稳压块LM317的调整端切勿悬空，接调整电位器RP时尤其要注意，以免滑动臂接触不良造成LM317调整端悬空；④不要任意加大C4的容量；⑤集成块LM317应加散热片，以确保其长时间稳定工作。

可调稳压电源电路图设计（二）大电流可调稳压电源电路此稳压电源可调范围在3.5V～25V之间任意调节，输出电流大，并采用可调稳压管式电路，从而得到满意平稳的输出电压。

工作原理：经整流滤波后直流电压由R1提供给调整管的基极，使调整管导通，在V1导通时电压经过RP、R2使V2导通，接着V3也导通，这时V1、V2、V3的发射极和集电极电压不再变化（其作用完全与稳压管一样）。

调节RP，可得到平稳的输出电压，R1、RP、R2与R3比值决定本电路输出的电压值。

元器件选择：变压器T选用80W～100W，输入AC220V，输出双绕组AC28V。

FU1选用1A，FU2选用3A～5A。

VD1、VD2选用6A02。

线性直流稳压电源电路详解线性直流稳压电源是先把交流电网中的交流电变为单向脉动的直流电，再通过滤波和稳压电路，最终输出稳定的直流电压的器件。

7.1 直流稳压电源的组成电子设备通常需要电压稳定的直流电源对负载供电。

当然可以采用干电池、蓄电池供电，比如：我们常用的收音机、MP3等，也可以采用其它直流电源供电(如太阳能电池)，但它们一般容量小，相对不是很经济，因此，在有交流电网的情况下，一般采用交流电网将交流电转换成稳定的直流电。

直流稳压电源的组成如图7.1所示，一般包括以下几个部分：(1) 电源变压器将交流电网所提供的单相220V或三相380V的交流电压变换成整流电路所需的交流电压。

(2) 整流电路将电网提供的正负变换的交流电压变为单向脉动的直流电压。

但这种单向脉动的直流电压除含有直流成分外，还包含有很多幅度较大的谐波分量，因此脉动很大，距离理想的直流电压还差很远。

(3) 滤波电路将脉动的直流电压变换成平滑的直流电压。

(4) 稳压电路稳压电路的作用就是使输出电压稳定。

一个好的直流稳压电源，应具备输出电压稳定、电源内阻小、输出纹波小等优点，同时，电路也应具有自我保护功能。

7.2 整流电路利用二极管的单向导电性，可以将交流电变为单向脉动的直流电，这一过程称为整流。

二极管整流电路一般可分为半波整流、全波整流和桥式整流电路。

7.2.1 半波整流电路半波整流电路如图7.2所示。

图中T为电源变压器，将电网电压变换为合适的数值，D为整流二极管，RL为负载；u1、u2分别为变压器一、二次电压，是正弦波，uo是负载电压，uD是二极管上的电压。

7.2.2 全波整流电路全波整流电路如图7.4所示。

它是利用两个二极管交替工作，从而克服半波整流电路纹波电压大的缺点。

变压器的两个二次电压大小相等，同名端如图所示。

电路中D1、D2分别在正半周和负半周内轮流导通,并且保证了流过RL的电流方向一致。

在u1正半周,即极性为上正下负时,D1导通，D2截止，负载电流io的流通路径为：a→D1→RL→0，输出电压u0 = u2。

直流稳压电源设计一、设计任务设计一直流稳压电源并进行仿真。

二、设计要求基本性能指标：(A1)输出直流电压＋5V，负载电流200mA。

(B1) +3V~ +9V，连续可调；(B2) I Omax=200mA；(B3) 稳压系数S r≤5×10-3；(B4) △U O≤5mV。

扩展性能指标：扩展直流稳压电源的输出电流使10mA≤I O≤1.5A。

三、设计方案直流稳压电源设计框图和直流稳压电源基本电路分别如图1和图2所示：图1 直流稳压电源框图图2 直流稳压电源基本电路主要原理是：电源变压器将交流电网220V的电压降压为所需的交流电压，然后通过整流电路将交流电压变成单极性电压，再通过滤波电路加以滤除，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，维持输出直流电压稳定。

一般情况下，选用降压的电源变压器。

整流电路主要有半波整流电路、桥式整流电路和全波整流电路，一般情况下多用桥式整流电路，桥式整流输出脉动电压平均值为：22220112220902O o U u t d t U td t U U |()|sin .ππωωωπππ===≈⎰⎰通过每只二极管的平均电流为：20452O O L LU U I R R .=≈每只二极管承受的最大反向电压为：22RM U U =滤波电路亦可分为电容滤波、电感滤波、Π型滤波等多种滤波电路，而在小功率电源电路设计中多用电容滤波电路。

当在接上滤波电容后，U O 会明显增大，其大小与时间常数R L C 有关，通常情况下，R L C ＝(3~5)T/2（T 为电网电压周期）。

稳压电路有二极管稳压电路、串联型稳压电路和集成稳压电路等，可根据具体要求选择合适的电路形式（具体原理可查阅相关资料）。

稳压电源的性能指标：最大输出电流I Omax ：电源的输出电压U O 应不随负载电流I OL 而变化，随着负载R L 阻值的减少，I OL 增大，U O 减小，当U O 的值下降5%时，此时流经负载的电流定义为I Omax （记下I Omax 后迅速增大R L ，以减小稳压电源的功耗）。

目录第一章设计原理分析1.1单相桥式电路工作原理 (1)1.2 电容滤波电路工作原理 (2)1.3 稳压管电路工作原理 (2)第二章试验设计2.1 试验设计电路图 (4)2.2实验设计设备及器件 (4)2.3 实验设计测量及数据记录 (4)2.4误差分析及电路改进 (5)第三章课程设计心得体会 (6)参考文献 (7)229.022U U U o ≈=π第一章 设计原理分析直流稳压电源是电子设备中最基本、最常用的仪器之一。

它作为能源，可保证电子设备的正常运行。

直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路三部分组成，如图1图1 直流稳压电源结构框图1.1 单向桥式电路工作原理图2 单向桥式整流电路及电容滤波电路图3 整流堆管脚图及内部结构1）整流电路的作用电路中用了四个二极管，接成电桥形式，利用二极管的单向导电性，将正负交替的正弦交流电压整流成为单方向的脉动电压 2）主要参数计算 a ．直流电压Uob ．直流电源Ioc ．波动系数 L L o o R UR U I 29.0==67.01≈=omo U U S3）选管原则根据二极管的电流ID 和二极管所承受的最大反向峰值电压URM 进行选择，即1.2电容滤波工作原理 1）电容滤波电路作用利用电容元件储能的特性，将整流后输出的电压的能量储存起来，然后缓慢的释放给负载。

尽可能地将单向脉动电压中的脉动成分滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流电压。

2）主要参数计算a. 耐压电流b ．放电时间常数范围c ．输入输出关系d ．波动系数3）电容滤波电路的特点（1）电容滤波电路适用于小电流负载。

（2）电容滤波电路的外特性比较软。

（3）采用电容滤波时，整流二极管中将流过较大的冲击电流。

必须选用较大容量的整流二极管。

（4）电容滤波后，输出直流电压提高了，同时输出电压的脉动成分也降低了，而且输出直流电压与放电时间常数有关RLC →∞，Uo=1.4U2，S=0。

正负5v电源设计电路图+原理题目：±5V简易直流稳压电源的设计一﹑本次设计的主要目的设计要求：设计出每个功能框图的具体电路图，并根据下列技术参数的要求，计算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。

容量：5W输入电压：交流220V输出电压：直流±5V输出电流：1A二、稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，如输出电压、输出电滤及电压调节范围；另一类是质量指标，反映一个稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。

对稳压电源的性能，主要有以下四个万面的要求：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。

由于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。

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。

性能优良的稳压电源，输出电阻可小到1欧，甚至0．01欧。

3.电压温度系数小当环境温度变化时，会引起输出电压的漂移。

良好的稳压电源，应在环境温度变化时，有效地抑制输出电压的漂移，保持输出电压稳定，输出电压的漂移用温度系数KT来表示：4.输出电压纹波小所谓纹波电压，是指输出电压中50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。

经过稳压作用，可以使整流滤波后的纹波电压大大降低，降低的倍数反比于稳压系数S。

串联型稳压电路，用做一种简单的稳压电源，可以满足一般无线电爱好者的需要。