(完整版)可调直流稳压电源的设计
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可调直流稳压电源设计报告
可调直流稳压电源设计报告I. 设计目的本设计旨在实现一个可调直流稳压电源，能够提供多种输出电压和电流，同时还能稳定地保持输出电压在规定范围内。
II. 设计原理直流稳压电源的基本原理是将变压器输出的交流电转换为直流电，并使用电子元件如二极管、电容器、稳压管等实现对输出电压和电流的稳定。
在本设计中，我们采用如下电路结构实现直流稳压电源。
电路主要由变压器、整流桥、滤波电容、调节电路、稳压管和输出端口等组成。
（1）变压器：变压器主要将交流输入变换为需要的交流输出电压，通常变压器转换后的电压需要经过整流、滤波和稳压等多道处理才能成为稳定的直流电源输出。
因此，本设计中我们采用了含有两只二次线圈的变压器。
（2）整流桥：整流桥主要用来将变压器输出的交流电流转换成直流电流，这里我们采用了四个二极管构成的整流桥，如图所示，其中D1和D2对应于变压器中一只二次线圈所产生的正半交流电流，D3和D4则对应于产生的负半交流电流。
（3）滤波电容：滤波电容主要用来滤除多余的高频成分，以使直流电波尽可能平滑，保证输出电压的稳定性。
（4）调节电路：调节电路用来控制和调整稳压管的工作状态，以实现输出电压的稳定性和调节。
（5）稳压管：稳压管是关键元件之一，其主要作用是在电路中设置一个固定的工作电压，以保证输出电压在一定范围内稳定。
III. 设计过程(1) 变压器设计：根据我们的需求，我们需要将输入的220V交流电转变为24V 的交流电，在此基础上再进行转换为稳定的直流电源输出。
因此，我们需要采用一只含有两只二次线圈的变压器，并且将两只二次线圈采用串联方案，以实现较大的输出电压值。
最终选用的变压器型号为220V/24V/10W，其中10W为变压器最大输出功率。
(2) 整流桥设计：为了将变压器输出的24V交流电转换为直流电源，我们需要采用整流桥电路。
对于整流桥电路中的每个二极管来说，其承受的最大反向电压应该大于所采用变压器的输出电压。
在此基础上，我们选用的整流桥电路中的二极管容量为1N4001，其最大反向电压为50V。
可调直流稳压电源设计
图1 稳压电源工作流程图2.2 可调直流稳压电源的工作原理方框图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、消振、稳压、保护、可调七个环节来完成的〔如图2所示〕。
图2可调直流稳压电源方框图(1)电源变压器。
电源变压器，是降压变压器，它将市电220V交流电压变换成符合需要的较低的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定〔如图3所示〕。
图3 电源变压器(2)整流电路。
整流电路是利用二极管的单向导电性，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电，它由VD1，VD2，VD3，VD4构成单相全波整流电路，电路如图4所示。
在u2的正半周内，二极管VD1、VD3导通，VD2、VD4截止；u2的负半周内，VD2、VD4导通，VD1、VD3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5所示。
图4 整流电路图 图5 整流波形图 在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即 。
电路中的每只二极管承受的最大反向电压为 (U2是变压器副边电压有效值)。
在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联，以到达使输出波形根本平滑的目的。
选择电容滤波电路后，直流输出电压：Uo=0.9U2，直流输出电流：Io=0.92L U R 〔Io 是变压器副边电流的有效值〕。
(3)滤波电路。
滤波电路它可以将整流电路输出电压中的交流成分大局部加以滤除，从而得到比拟平滑的直流电压，它由1C 等外围元器件构成。
(4) 稳压电路。
三端可调稳压器LM317:三端可调稳压器因具有稳定度高、适应性强、使用方便的优点，得到广泛应用。
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,其主要由三段集成稳压块LM317组成〔如图6所示〕。
可调直流稳压电源的设计
４） 清 除 元 器 件 引 脚 处 的 氧 化 层 ， 清 除 电 源 连 接 线 和 负 载 连 接 线 线 段 绝 缘 层 ， 氧 化
究等领域 。电子 电路 要正 常工作 ，电源必 不 层 ， 并 在 清 除 氧 化 层 处 镀 上 焊 锡 。 按 照 电路
可 少 ， 并 且 电 源 性 能 对 电 路 、 电 子 仪 器 和 电 图 从 左 到 右 将 元 器 件 焊 接 在 万 能 印 制 板 上 ，
一 一ｔ ——… ～ …
ห้องสมุดไป่ตู้
幽 圈
可 调 直 流 稳 压 电 源 的 设 计
文 ◎ 梁 芳 （郑 州 市 轻 工 业 学 院 ；河 南 省 经 贸工 程 技 术 学 校 河 南 郑 州 ）
摘要 ：直流稳压 电源电路 形式 多样 ，有 串
３、 可 调 直 流 稳 压 电路 的 安装 调 试
电 流 检 测 控 制 电 路 由 晶 体 管 ｖ３、 晶 闸 管 ＶＴ、 电阻 器 Ｒ５、 Ｒ６、Ｒ９、继 电 器 Ｋ、 电容 器Ｃ６ 和控 制 按钮 ｓＩ组 成 。
ＬＥＤ指 示 电 路 由 电阻 器 Ｒ７、Ｒ８、过 电 流 限 制 指 示 发 光 二 极 管 ＶＬ１和 电源 输 出 指 示 发 光 二 极 管ＶＬ２组 成 。
图２ 可 调 稳 压 电路 电路 板 （３）电路 的 故 障 检 查 １） 首 次 调 试 电 压 过 低 ， 发现 是 集 成 稳 压 芯 片 ＬＭ３１７接 入 引 脚 错 误 ，经 修 正 后 达 到 预 期 值 。 ２）后 续 调 试 过 程 中 陆 续 出现 的 电 压 、 电 流 达 不 到预 期 值 的 问题 都 一 一 得 以解 决 。 ４、 结 语 总 之 ， 直 流 稳 压 电 源 可 以 保 证 在 电 网 电 压 波 动 或 负 载 改 变 时 ， 输 出 稳 定 的 电压 。 低 纹 波 、 高精 度 的稳 压 电 源 在 仪 器 仪 表 、 工 业 控 制 及 测 量 领 域 都 有 重 要 的 实 际 应 用 价 值 。
究等领域 。电子 电路 要正 常工作 ，电源必 不 层 ， 并 在 清 除 氧 化 层 处 镀 上 焊 锡 。 按 照 电路
可 少 ， 并 且 电 源 性 能 对 电 路 、 电 子 仪 器 和 电 图 从 左 到 右 将 元 器 件 焊 接 在 万 能 印 制 板 上 ，
一 一ｔ ——… ～ …
ห้องสมุดไป่ตู้
幽 圈
可 调 直 流 稳 压 电 源 的 设 计
文 ◎ 梁 芳 （郑 州 市 轻 工 业 学 院 ；河 南 省 经 贸工 程 技 术 学 校 河 南 郑 州 ）
摘要 ：直流稳压 电源电路 形式 多样 ，有 串
３、 可 调 直 流 稳 压 电路 的 安装 调 试
电 流 检 测 控 制 电 路 由 晶 体 管 ｖ３、 晶 闸 管 ＶＴ、 电阻 器 Ｒ５、 Ｒ６、Ｒ９、继 电 器 Ｋ、 电容 器Ｃ６ 和控 制 按钮 ｓＩ组 成 。
ＬＥＤ指 示 电 路 由 电阻 器 Ｒ７、Ｒ８、过 电 流 限 制 指 示 发 光 二 极 管 ＶＬ１和 电源 输 出 指 示 发 光 二 极 管ＶＬ２组 成 。
图２ 可 调 稳 压 电路 电路 板 （３）电路 的 故 障 检 查 １） 首 次 调 试 电 压 过 低 ， 发现 是 集 成 稳 压 芯 片 ＬＭ３１７接 入 引 脚 错 误 ，经 修 正 后 达 到 预 期 值 。 ２）后 续 调 试 过 程 中 陆 续 出现 的 电 压 、 电 流 达 不 到预 期 值 的 问题 都 一 一 得 以解 决 。 ４、 结 语 总 之 ， 直 流 稳 压 电 源 可 以 保 证 在 电 网 电 压 波 动 或 负 载 改 变 时 ， 输 出 稳 定 的 电压 。 低 纹 波 、 高精 度 的稳 压 电 源 在 仪 器 仪 表 、 工 业 控 制 及 测 量 领 域 都 有 重 要 的 实 际 应 用 价 值 。
可调直流稳压电源电路设计
可调直流稳压电源电路设计1.设计目的：设计一个可调直流稳压电源电路，能够输出3~30V、1A的直流电压，稳定性要求高。
2.设计原理：可调直流稳压电源电路主要由变压器、整流桥、滤波电容、电压调节器和负载等组成。
变压器将交流电压变换为低压交流电压，然后通过整流桥将交流转换为脉动直流电压，再通过滤波电容将脉动信号平滑后得到稳定的直流电压，最后通过电压调节器调整直流电压并保持稳定输出。
3.设计步骤：（1）确定变压器参数：变压器的输入电压为AC220V，需要将其转换为低压AC15V，根据变压器公式N1/N2=V1/V2，计算出变压器的匝数比N1/N2=14.7。
（2）选择整流桥：根据输出电流1A选用额定电流为4A的整流桥，如KBP310等。
（3）确定滤波电容：滤波电容的电容值根据负载的需要来选择，一般选用大电容值，如1000uF，以保证低纹波系数。
（4）选择电压调节器：L7805电压调节器能够提供输出电压为5V，稳压能力好、温度漂移小、线性度高，符合本设计要求。
（5）确定负载：负载要根据电源的输出电流能力来选择，如功率光源等选择具有较大输出电流的型号。
4.确定电路图及元器件连接图：5.计算元器件：（1）滤波电容C1：由于负载电流变化较快，需要选用大电容值，一般选用1000uF的电容，如选择电压容涂O50V的电解电容EDLR1000uF。
（2）电功效管Q1：能够提供3A的电流，在这里作为稳定管使用。
常规管主要包括2SC1815、2SC458、2N3055等，如选择2SC1815管。
（3）电压调节器IC1：L7805电压调节器，能够提供输出电压为5V，稳压能力好、温度漂移小、线性度高，如选择7805。
6.实验结果：确认元器件无误后，进行实验验证。
实验过程分两步进行，第一步：测量无负载输出电压；第二步：在输出电压为5V的情况下，接入10Ω负载，在负载电流为0.5A，输出电压5V左右的情况下，使用万用表测量输出电压、输出电流和电源电流。
完整版LM317直流稳压电源课程设计
课题任务设计一个连续可调直流稳压电源功能要求说明① 输出电压可调： Uo=+3V ～+9V ② 输出最大电流： Iomax=800mA ③ 输出电压变化量：△ U ≤5mV ④ 稳压系数： Sv ≤可调直流稳压电源整体方案介绍及工作原理说明直流稳压电源的设计思路① 电网供电电压交流 220V(有效值 )50Hz ，要获得低压直流输出，第一必定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，经过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大；③ 脉动大的直流电压须经过滤波电路变成圆滑，脉动小的直流电，马上交流成份滤掉，保留其直流成份；④ 滤波后的直流电压，再经过稳压电路稳压，即可获得基本不受外界影响的牢固直流电压输出，供给负载。
直流稳压电源的基本源理＋＋电 源U1U2－变压器－U1U2整 流电 路＋ 波 ＋ ＋滤稳压U3 路UI UO电电路－－－U3 UI UO图直流稳压电源结构图和稳压过程电源变压器：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=η，式中η是变压器的效率。
整流电路：利用单导游电元件，将 50HZ 的正弦交流电变换成脉动的直流电。
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涟漪成分，输出涟漪较小的直流电压UI。
常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。
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，经过调治与稳压管串通的限流电阻上的压降来达到牢固输出电压的目的。
直流稳压电源的工作原理交流电网 220V 的电压经过变压器降压此后，经过整流、滤波、稳压此后才可以送到负载，设变压器副边电压为：其中为有效值。
变压此后，利用单导游电元件二极管，把50Hz 的正弦交流电变换成脉动的直流电。
0～12V可调直流稳压电源设计
为了得到更为稳定电压添加了稳压电路，从而得到稳定的电压U0。
图14
电源部分包括：+5V、±15V两大部分：
+5V电源只要供单片机部分使用，
对于滤波电容的选择，需要注意整流管的压降；7805的最小允许压降波动
10%，所以允许的最大纹波的峰峰值⊿U=9×√2（1－10%）－1.4－5=2.76V
C=I×⊿T/⊿U=1×1/100/2.76=3600uf
1.2.4防掉电存储器
EEPROM24C02C是采用IIC接口的一种常见2Kbit（256×8bit）的存储器。
图9
由于本数控电源要实现保存最近10个电压的功能，当打开电源时，它显示和输出的必须是上次使用的电压大小，所以在EEPROM中使用11个地址保存数据，第一个地址保存当前电压，第2~11个地址连续保存10个电压大小数据。
方案完全脱离单片机，完全采用硬件控制，因此响应速度更高，又因采用FPGAIC，不仅可以满足用户对系统的单片集成要求，而且由于FPGA可加重加载性，因而易于扩展。
原理图：
+15V +5V—15V
至各单元电路
BCD计数
+—识别
键盘扫描
FPGA IC
图3
方案比较:
三个方案均是可行的。方案一采用继电器控制为机械式。基本原理简单，实现比较方便，电源电压也可以调整到较精确的数值，但是它需要较大的工作电流，原器件价格较贵，而且继电器会产生噪声污染。方案二采用单片机作为控制器，通过ＤＡＣ来调节输出电源电压，速度较快，元器件常见且相对便宜，可以较为方便的实现对直流稳压源的编程控制。方案三采用FPGA，由硬件控制，响应速度快，易于扩展，但是相对于单片机来说，FPGA方案使用成本较高。
稳压输出、过流保护等几部分组成，电路图如图13所示
图14
电源部分包括：+5V、±15V两大部分：
+5V电源只要供单片机部分使用，
对于滤波电容的选择，需要注意整流管的压降；7805的最小允许压降波动
10%，所以允许的最大纹波的峰峰值⊿U=9×√2（1－10%）－1.4－5=2.76V
C=I×⊿T/⊿U=1×1/100/2.76=3600uf
1.2.4防掉电存储器
EEPROM24C02C是采用IIC接口的一种常见2Kbit（256×8bit）的存储器。
图9
由于本数控电源要实现保存最近10个电压的功能，当打开电源时，它显示和输出的必须是上次使用的电压大小，所以在EEPROM中使用11个地址保存数据，第一个地址保存当前电压，第2~11个地址连续保存10个电压大小数据。
方案完全脱离单片机，完全采用硬件控制，因此响应速度更高，又因采用FPGAIC，不仅可以满足用户对系统的单片集成要求，而且由于FPGA可加重加载性，因而易于扩展。
原理图：
+15V +5V—15V
至各单元电路
BCD计数
+—识别
键盘扫描
FPGA IC
图3
方案比较:
三个方案均是可行的。方案一采用继电器控制为机械式。基本原理简单，实现比较方便，电源电压也可以调整到较精确的数值，但是它需要较大的工作电流，原器件价格较贵，而且继电器会产生噪声污染。方案二采用单片机作为控制器，通过ＤＡＣ来调节输出电源电压，速度较快，元器件常见且相对便宜，可以较为方便的实现对直流稳压源的编程控制。方案三采用FPGA，由硬件控制，响应速度快，易于扩展，但是相对于单片机来说，FPGA方案使用成本较高。
稳压输出、过流保护等几部分组成，电路图如图13所示
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%V0,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：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。
可调直流稳压电源的设计实验报告
可调直流稳压电源的设计实验报告一、实验目的本次实验的目的是设计并制作一个可调直流稳压电源，能够输出稳定的直流电压，并且电压值在一定范围内可调节，以满足不同电子设备和电路的供电需求。
二、实验原理可调直流稳压电源通常由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。
电源变压器的作用是将市电交流电压（通常为 220V）变换为适合后续电路处理的较低交流电压。
整流电路将交流电压转换为单向脉动直流电压。
常见的整流电路有半波整流、全波整流和桥式整流等。
滤波电路用于滤除整流输出电压中的交流成分，使输出电压变得平滑。
常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波和π型滤波等。
稳压电路的作用是在输入电压、负载电流和环境温度等因素发生变化时，保持输出直流电压的稳定。
常见的稳压电路有串联型稳压电路、三端集成稳压器等。
本实验采用串联型稳压电路，其基本原理是利用调整管的电压调整作用，使输出电压保持稳定。
通过改变调整管的基极电压，可以调节输出电压的大小。
三、实验设备与材料1、电源变压器：220V/15V2、整流二极管：IN4007×43、滤波电容：2200μF/25V×24、集成稳压器：LM3175、电位器：10kΩ6、电阻：240Ω、390Ω7、面包板、导线若干8、万用表、示波器四、实验电路设计1、电源变压器将 220V 市电降压为 15V 交流电压。
2、采用桥式整流电路将 15V 交流电压整流为脉动直流电压。
3、用2200μF 电容进行滤波，得到较为平滑的直流电压。
4、以 LM317 为核心构建串联型稳压电路，通过调节电位器改变LM317 的输出电压。
电路原理图如下：此处插入原理图五、实验步骤1、按照电路原理图，在面包板上搭建电路。
在搭建电路时，注意元件的引脚顺序和正负极性，确保连接正确无误。
2、检查电路连接无误后，接通电源。
使用万用表测量滤波电容两端的电压，确认是否在预期范围内。
3、调节电位器，用万用表测量 LM317 输出端的电压，观察电压是否能够在一定范围内连续可调。
可调直流稳压电源的设计
,
。
引言
能 量 的 功能 直 流 电 压 经 过 电容 滤 波 后 得到 的 电压 并 7 系 列集 成 稳 压 器 实 现 不 稳定 为 此 选择 常 用 的 L M 3 1 电压 的 稳 定
,
。
。
,
表
编号
T v D
I
、
1
器 件 名称 及 型号
型号
,
名称
电源变压器 器
数量
1
。
,
,
T D A 20 26
,
v D:
u
:
n
3
u u
姗
,
,
:
:
一
:
一
,
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,
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。
。
表
R p (K
.
2
可 调 稳 压 直 流电 源 电 路 实验 测试 数据
。
)
,
。
,பைடு நூலகம்
0 0
.
。
0 62
.
1 43
.
。
2
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19
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1
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2
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. . .
1 4
摘
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0
,
生活 中常 用 的 电 气 电 子 设 备 都必 须在 电 源 电 路 的 支 持下 才能 满 足人 们 的需 求 进 行 正 常 的 工 作 现在 的 电子 设备 对 电 源 电 路 的 基本 需 求就 是 能 够 持 续不 断地 提 供满 足 负 载 要 求 的 电 能 直 流 稳压 电 源 的 出 现满 足 了 这 些 需 求 直 流 稳压 电源 的 优 点 很多 譬如 性 能 稳 定 构 造简 单 调 节 方便 电 压指 标精 度 高 其 在 电 源 技术 中 扮演 着 十分 重 要 的角 色 1 直 流 稳 压 电 源 的技 术 指标 直流 稳 压 电源 电 路 的 形 式多 种 多 样 有 串 联 型 开 关 型 以单 片机 为 基础 的 以及 集 成 电 路型 的 直 流 稳压 电 源 电 路 等 无论 形 式如 何多 样 其 基本 技 术指 标 是一 致 的 主 要 包括 (l ) 稳定性 好 输 人 电压 U l 经过 整 流 电路 滤 波 电路 之 后得 到 新 的 输 出 电 压 U Z U l 在一 定 范 围 内发 生 起 伏 时 U Z 的 波 动 的大 小被 称做 稳 定 度 指 标 ( 即 输 人 引 起 输 出 的 变 化 程度 ) 一般 用 稳 压 系 数 S 来 表 示 ( S 的 数 值 大 小 代 表 了 稳 压 电 源 对 输 人 电压 波 动 的 抑 制 能 力) 当输 人 电 压 的 变 化是 相 同 的 时 电 源是 否 稳定 取 决于 稳压 系 数 S 的大 小 稳压 系 数越 小 则 电 源 更 稳定 (2 ) 输 出 电 阻 小 当负 载 发 生 改变 时 U Z 应 该 基 本 不 变 稳 压 电 源 的指 标 可 以 用 输 出 电 阻 R n ( 输 出 电 压变 化 量 与 负 载 电 流 变 化 量 之 比 ) 表示 它 表 示 负 载有 变 化 时 输 出 电压 保 持 稳 定 的能 力 R n 越 小 说 明 输 出 电 压 随着 负载 电 流 变 化 的幅 度 就 越 小 (3 ) 输 出 电压 波 动 小且 稳定 ( 即 输 出 电 压波 纹 小 ) 2 三 端集 成 可 调直 流稳 压 电源 的设 计 三 端 集 成 稳压 电 源 的 输 出 电压 可 调 且 调 节范 围 比 较大 内部 带有 过 载 保 护 该 电源 用于 电 子 元 件 经 济 实用 且 安全 可 靠 本文 设计 的三 端 集 成 可 调 直 流 稳压 电 源 电 路 由 降 压 电路 整 流 电 路 电 容滤 波 和 稳 压 电路 四 部分 组 合 而 成 原理 图 如 图 1 所 示 其 中 1 C 是三端集 ; ; 成 稳压 器 电 阻 R l 和 电 容 C 3 共 同 组 成 软 启 动 电路 V D I 和 V D Z 是 保 护 管 ; 各元 件 型 号及 参 数设计 见 表 1
。
引言
能 量 的 功能 直 流 电 压 经 过 电容 滤 波 后 得到 的 电压 并 7 系 列集 成 稳 压 器 实 现 不 稳定 为 此 选择 常 用 的 L M 3 1 电压 的 稳 定
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表
编号
T v D
I
、
1
器 件 名称 及 型号
型号
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名称
电源变压器 器
数量
1
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T D A 20 26
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表
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2
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生活 中常 用 的 电 气 电 子 设 备 都必 须在 电 源 电 路 的 支 持下 才能 满 足人 们 的需 求 进 行 正 常 的 工 作 现在 的 电子 设备 对 电 源 电 路 的 基本 需 求就 是 能 够 持 续不 断地 提 供满 足 负 载 要 求 的 电 能 直 流 稳压 电 源 的 出 现满 足 了 这 些 需 求 直 流 稳压 电源 的 优 点 很多 譬如 性 能 稳 定 构 造简 单 调 节 方便 电 压指 标精 度 高 其 在 电 源 技术 中 扮演 着 十分 重 要 的角 色 1 直 流 稳 压 电 源 的技 术 指标 直流 稳 压 电源 电 路 的 形 式多 种 多 样 有 串 联 型 开 关 型 以单 片机 为 基础 的 以及 集 成 电 路型 的 直 流 稳压 电 源 电 路 等 无论 形 式如 何多 样 其 基本 技 术指 标 是一 致 的 主 要 包括 (l ) 稳定性 好 输 人 电压 U l 经过 整 流 电路 滤 波 电路 之 后得 到 新 的 输 出 电 压 U Z U l 在一 定 范 围 内发 生 起 伏 时 U Z 的 波 动 的大 小被 称做 稳 定 度 指 标 ( 即 输 人 引 起 输 出 的 变 化 程度 ) 一般 用 稳 压 系 数 S 来 表 示 ( S 的 数 值 大 小 代 表 了 稳 压 电 源 对 输 人 电压 波 动 的 抑 制 能 力) 当输 人 电 压 的 变 化是 相 同 的 时 电 源是 否 稳定 取 决于 稳压 系 数 S 的大 小 稳压 系 数越 小 则 电 源 更 稳定 (2 ) 输 出 电 阻 小 当负 载 发 生 改变 时 U Z 应 该 基 本 不 变 稳 压 电 源 的指 标 可 以 用 输 出 电 阻 R n ( 输 出 电 压变 化 量 与 负 载 电 流 变 化 量 之 比 ) 表示 它 表 示 负 载有 变 化 时 输 出 电压 保 持 稳 定 的能 力 R n 越 小 说 明 输 出 电 压 随着 负载 电 流 变 化 的幅 度 就 越 小 (3 ) 输 出 电压 波 动 小且 稳定 ( 即 输 出 电 压波 纹 小 ) 2 三 端集 成 可 调直 流稳 压 电源 的设 计 三 端 集 成 稳压 电 源 的 输 出 电压 可 调 且 调 节范 围 比 较大 内部 带有 过 载 保 护 该 电源 用于 电 子 元 件 经 济 实用 且 安全 可 靠 本文 设计 的三 端 集 成 可 调 直 流 稳压 电 源 电 路 由 降 压 电路 整 流 电 路 电 容滤 波 和 稳 压 电路 四 部分 组 合 而 成 原理 图 如 图 1 所 示 其 中 1 C 是三端集 ; ; 成 稳压 器 电 阻 R l 和 电 容 C 3 共 同 组 成 软 启 动 电路 V D I 和 V D Z 是 保 护 管 ; 各元 件 型 号及 参 数设计 见 表 1
可调直流稳压电源设计
可调直流稳压电源设计一、可调直流稳压电源设计原理1.变压器：变压器主要用于将交流电源转化为所需的低压直流电源。
变压器通过绝缘和耦合来改变交流电压的比例。
在设计变压器时，需要考虑到输出电流和输入电压的比例关系，以及变压器的容量和效率等因素。
2.整流电路：整流电路用于将交流电源转化为直流电源。
一般情况下，整流电路采用整流二极管桥的形式，将交流电源的正负半周分别导通，以获得经过正弦波滤波后的直流电压。
3.稳压电路：稳压电路用于调节输出直流电压的波动范围，确保电压的稳定性。
常见的稳压电路有线性稳压电路和开关稳压电路。
线性稳压电路通过调节电流流过稳流二极管或控制晶体管的导通状态来实现电压稳定。
开关稳压电路采用开关元件和反馈控制电路来实现电压的调节和稳定。
二、可调直流稳压电源设计步骤1.确定输出电压范围和电流要求：根据实际需求确定需要设计的可调直流稳压电源的输出电压范围和最大输出电流。
2.计算变压器参数：根据输出电压和电流的要求计算需要的变压器参数，包括变比、容量和效率等。
变压器的容量要能满足最大输出电流的需求，效率要尽可能高以减少功耗。
3.设计整流电路：根据变压器输出的交流电压设计整流电路。
一般情况下，采用整流二极管桥来实现整流，同时需要添加滤波电容来平滑输出直流电压。
4.设计稳压电路：根据输出电压的波动要求选择合适的稳压电路。
线性稳压电路成本较低，但功耗较大；开关稳压电路成本较高，但效率较高。
选择适当的稳压电路后根据所选方案进行具体电路设计。
5.进行实际电路布局和PCB设计：根据设计的稳压电路进行实际电路布局和PCB设计。
电路布局要合理，考虑到电子元件之间的距离、优化导线布局以减少杂散电磁干扰等。
6.进行电路测试和调试：完成电路布局和PCB设计后，进行电路测试和调试。
通过实际测试，验证设计的稳压电路的可开关稳定性和稳压性能。
7.验证电源性能：通过测试，对设计的可调直流稳压电源进行性能验证，包括输出电压的稳定性、负载能力、纹波等。
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一、课程设计（论文）的内容本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V 交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在 1.5~12V 可调。
二、课程设计（论文）的要求与数据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=+1.5V～ +12V②最大输出电流： Iomax=1.5A③输出电压变化量：Δ Uo≤ 15mV④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。
三、课程设计（论文）应完成的工作1. 完成设计并制作一个连续可调直流稳压电源，绘出实用原理电路图。
2．完成课程设计报告的撰写四、课程设计（论文）进程安排五、应收集的资料及主要参考文献[1]王淑娟，蔡惟铮，模拟电子技术基础，高等教育出版社， 2006[2]王兆安，黄俊 ,电力电子技术，机械工业出版社 ,20102002[3]夏路易石宗义 ,电路原理图与电路板设计教程，北京希望电子出版社，[4]康华光，电子技术基础 ,高等教育出版社， 2007[5]胡宴如，模拟电子技术 ,高等教育出版社发出任务书日期：2010 年12 月20 日指导教师签名：计划完成日期：2011 年1 月2 日教学单位责任人签章：一、设计任务与要求⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4⋯二、方案设计与论证 (4)三、单元电路设计与参数计算 (6)3．1 选择集成三端稳压器 (7)3．2选择电源变压器 (8)3．3 选用整流二极管和滤波电容 (9)3．4 滤波电容 .............................. (9)四、总原理图及元器件清单 (10)1．总原理图、 PCB图 (10)2. 元件清单 (10)五、参考文献 (11)摘要对本次课程设计，在设计思路上要有不框定和约束的思维，要以可以自己的创造性，有所发挥，并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。
掌握电子电路分析和设计的基本方法。
根据设计任务和指标初选电路；调查研究和设计计算确定电路方案；选择元件、安装电路、调试改进；分析实验结果、写出设计总结报告。
掌握直流稳压电源的原理及其应用。
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源。
掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。
关键字：稳压，稳流，显示一、设计任务与要求1．输出电压可调：Uo=+9V～+45V;2．最大输出电流：Iomax=1.5A;3．输出电压变化量：Δ Vop_p≤5mV4．负载调整率≤ 1%5．电压调整率≤ 0.2%5．效率≥ 40%5. 具有过流及短路保护装置。
二、方案设计与论证稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，（如图1-1）所示。
a）稳压电源的组成框图变压器的初级一侧一般为 220V 交流电压，次级一侧电压可以根据所需直流 电压的大小， 通过选择适当的变压比来得到。
整流电路利用二极管的单向导电性 将交流电变换成脉动直流电（如图 1-2 ），利用滤波电路将脉动直流电压滤为较 平滑的直流电压（如图 1-2 ）。
由于整流、滤波电路输出的直流电压稳定性较差， 当电网电压波动或负载变化时输出电压也随之而变化， 采用稳压电路后， 输出电 压的稳定程度将大为提高。
方案一： 单相半波整流电路：单相半波整流简单， 使用器件少， 它只对交流电的一半波形整流， 只要横轴 上面的半波或者只要下面的半波。
但由于只利用了交流电的一半波形， 所以整流图 1-1 稳压电源的组成框图及整流与效率不高，而且整流电压的脉动较大，无滤波电路时，整流电压的直流分量较小，Vo=0.45Vi ，变压器的利用率低。
单相全波整流电路：使用的整流器件较半波整流时多一倍，整流电压脉动较小，比半波整流小一半。
无滤波电路时的输出电压Vo=0.9Vi ，变压器的利用率比半波整流时高。
变压器二次绕组需中心抽头。
整流器件所承受的反向电压较高。
单相桥式整流电路：使用的整流器件较全波整流时多一倍，整流电压脉动与全波整流相同，每个器件所承受的反向电压为电源电压峰值，变压器利用率较全波整流电路高。
综合3种方案的优缺点: 决定选用方案三。
三、单元电路设计与参数计算整流电路采用桥式整流电路，电路如图 2 所示。
在 u2 的正半周内，二极管 D1、 D4 导通， D2、D3截止； u2的负半周内， D2、D3导通， D1、D4截止。
正负半周内部都有电流流过的负载电阻 R L，且方向是一致的。
电路的输出波形如图3 所示。
tt在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即I f o1电路中的每只二极管承受的最大反向电压为2U2（U2 是变压器副边电压有效值）在设计中， 常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点， 电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联， 以达到使输出波形基本平滑的目的。
选择 电容滤波电路后，直流输出电压： U o1=（1.1 ～1.2）U 2，直流输出电流： I I2 （I 2 o1o1 1.5~2是变压器副边电流的有效值。
），稳压电路可选集成三端稳压器电路。
总体原理电路见图 4。
3．1 选择集成三端稳压器因为要求输出电压可调， 所以选择三端可调式集成稳压器。
可调式集成稳压器， 常见主 要有 CW317、 CW337、LM317、LM337。
317 系列稳压器输出连续可调的正电压， 337 系列 稳压器输出连可调的负电压，可调范围为 1.2V~37V ，最大输出电流 I Om ax 为 1.5A 。
稳压内部 含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。
其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。
LM317 系列和 lM337系列的引脚功能相同，这里我们采用的是 LM317T,管脚图和典型电路如图 4 和图 5.图4 稳压电路原理图图 5 典型电路图 4 管脚图输出电压表达式为式中， 1.25V 是集成稳压块输出端与调整端之间的固有参考电压 V REF ，此电压加于给定电阻 R 1 两端，将产生一个恒定电流通过输出电压调节电位器 RP1，电阻 R 1 常取值 2k ，在这里，采用 10K 的电位器，其最大阻值为 10.36k 再串联一个 R2，其阻值为2.2k,根据 LM317 输出电压表达式，取： R1=2.2k,R2=2k 。
我们 RP1一般使用精密电位器，与其并联的电容器 C 可进一步减小输出电压的纹波。
图中加入了二极管 D ，用于防止输出端短路时 10μF 大电容放电倒灌入三端稳压器而被损坏。
LM317其特性参数：输出电压可调范围： 1.25V ～37V输出负载电流： 1.5A输入与输出工作压差Δ U=U i -U o ：3～40V能满足设计要求 , 故选用 LM317T 组成稳压电路。
3．2 选择电源变压器电源变压器的作用是将来自电网的u 2。
电源变压器的效率为： P 2P 11 所示：表 1 小型变压器的效率 RP1U o 1.25 1 R1220V 交流电压 u 1变换为整流电路所需要的交流电压其中： P 2 是变压器副边的功率， P 1是变压器原边的功率。
一般小型变压器的效率如表因此，当算出了副边功率P2 后，就可以根据上表算出原边功率P1。
由于 LM317 的输入电压与输出电压差的最小值U I U o min3V ，输入电压与输出电压差的最大值U I U o max 40V ，故 LM317 的输入电压范围为：U omax (U I U o )min U I U omin (U I U o )max 9V 3V U I 3V 40V12V U I 43VUU Im inU22 1.1 121.111V ，取U212V变压器副边电流：I 2 I omax 0.8A ，取I21A，因此，变压器副边输出功率：P2 I 2U2 12W由于变压器的效率0.7，所以变压器原边输入功率17.1W ，为留有余P1地，选用功率为20W 的变压器。
3． 3 选用整流二极管和滤波电容由于：U RM 2U2 2 12 17V ，I0max 0.8A 。
IN4001 的反向击穿电压U RM 50V ，额定工作电流I D 1A I0max ，故整流二极管选用IN4001。
3．4 滤波电容根据U 0 9V,U I 12V, U 0p p 5mV, S v 3 103，和公式可求得：U IU op p U IU0S v所以，滤波电容：CIc tU IS v ITI0max2U I电容的耐压要大于2U 2 225V 的电解电容。
U 0 U IU0 U I0.00512 3 10 30.8 1502.2常数常数2.2V220.003636F 3636uF12 17V ，故滤波电容 C 取容量为4700 F ，耐压为四、总原理图及元器件清单1．总原理图、PCB图2 、元件清单：元件序列型号元件参数值数量备注Ji 变压器12V 1 实际输入电压大于12V D1 D2 D3 D4 D5D6二极管 1N4001 URM 50V ， 1A 6也可用 1N4007 D7 发光二极管 1C1 C2 电解电容4700uF/25V 2C5 电解电容1uF/50V 1C9 电解电容10uF/50V 1C7 电解电容10uF/50V 1R3 电阻2．2kΩ 1R4 电阻1K 1R1 电阻2kΩ 1R2 电位器10K 1U 三稳压器 LM317T 可调范围 1.25V~37V 1R41KD11N4001D31N4001LM317TVin +Vout 2J D A3U1J13AC-CON3 + C1 + C24700uF 4700uF + C5D2 D4D7LED1uFJ2DC 3V--9V2kR210K123D5IN4001+ C710uF+ C910uF 1N4001 1N4001R32.2k图6 原理图说明：以上为元件的购买清单，但调试的电位器R2是9.4K,R3 为2.3k, 而市场没有9.4K 的电位器，有比较接近9.4K 的10K 电位器，因此硬件电路图中用的是10K电位器。
五、参考文献[1]王淑娟，蔡惟铮，模拟电子技术基础，高等教育出版社， 2006[2]王兆安，黄俊 ,电力电子技术，机械工业出版社 ,2010[3]夏路易石宗义 ,电路原理图与电路板设计教程，北京希望电子出版社，2002[4]康华光，电子技术基础 ,高等教育出版社， 2007[5]胡宴如，模拟电子技术 ,高等教育出版社。