简单的稳压电源电路

簡单的穩压電路交流电经过整流可以变成直流电，但是它的电压是不稳定的：供电电压的变化或用电电流的变化，都能引起电源电压的波动。

要获得稳定不变的直流电源，还必须再增加稳压电路。

要了解稳压电路的工作，得从稳压管说起。

一、有“特异功能”的二极管稳压管一般三极管都是正向导通，反向截止；加在二极管上的反向电压、如果超过二极管的承受能力，二极管就要击穿损毁。

但是有一种二极管，它的正向特性与普通二极管相同，而反向特性却比较特殊：当反向电压加到一定程度时，虽然管子呈现击穿状态，通过较大电流，却不损毁，并且这种现象的重复性很好；反过来着，只要管子处在击穿状态，尽管流过管子的电在变化很大，而管子两端的电压却变化极小起到稳压作用。

这种特殊的二极管叫稳压管。

稳压管的型号有2CW 、2DW 等系列，它的电路符号如图5－17所示。

稳压管的稳压特性，可用图5一18所示伏安特性曲线很清楚地表示出来。

稳压管是利用反向击多区的稳压特性进行工作的，因此、稳压管在电路中要反向连接。

稳压管的反向击穿电压称为稳定电压、不同类型稳压管的稳定电压也不一样，某一型号的稳压管的稳压值固定在口定范围。

例如：2CW11 的稳压值是3.2伏到4．5伏，其中某一只管子的稳压值可能是3．5伏，另一只管子则可能是4，2伏。

在实际应用中，如果选择不到稳压值符合需要的稳压管，可以选用稳压值较低的稳压管，然后串联一办或几只硅二极管“枕垫”，把稳定电压提高到所需数值。

这是利用硅二极管的正向压降为0．6～0．7伏的特点来进行稳压的。

因此，二极管在电路中必须正向连接，这是与稳压管不同的。

稳压管稳压性能的好坏，可以用它的动态电阻r来表示：显然，对于同样的电流变化量ΔI，稳压管两端的电压变化量ΔU越小，动态电阻越小，稳压管性能就越好。

稳压管的动态电阻是随工作电流变化的，工作电流越大。

动态电阻越小。

因此，为使稳压效果好，工作电流要选得合。

工作电流选得大些，可以减小动态电阻，但不能超过管子的最大允许电流（或最大耗散功率）。

稳压电路稳压电源是电子电路设计中必不可少的一部分，它的主要作用是为后期的工作提供一个稳定平时的直流电。

稳压电源发展到今天已经出现多种多样的形式。

随着现代的电气设备对电压要求的提高，因此也就更加需要一个比较可靠的电源来供给电力。

在这样的情况下，稳压电源电路也得到了很大的改进和发展。

并且出现了多种形式的电源形态。

这种带有数字显示的电源。

可以根据人们的不同需要输出不同的电压电流。

往往功率高达几百瓦。

稳压电源电路板这种电源采用固定输出的方式，往往可以提供很大的功率，和多种不同电源等级的输出。

他镂空的设计为电路板的散热提供了更加良好的条件。

因为它的高可靠性，和低廉的成本，被广泛应用在，对电压，对电流，要求比较高的场合。

要想对稳压电源彻底的了解，我们必须从最简单的电路开始一步一步分析，就能够知道稳压电源的，基本工作原理。

下面我们来谈一谈稳压电路的基本构成和原理。

下面我们就来讲一讲最简单的三极管单管稳压电路的原理和结构。

我们通常所用的三极管有硅管和锗管两种，硅管的应用范围会更广泛一些。

l一、简易串联稳压电源1、原理分析图1图1是简易串联稳压电源，T1是调整管，D1是基准电压源，R1是限流电阻，R2是负载由于T1基极电压被D1固定在UD1，T1发射结电压(UT1)BE在T1正常工作时基本是一个固定值(一般硅管为0.7V，锗管为0.3V)，所以输出电压UO=UD1-(UT1)BE。

当输出电压远大于T1发射结电压时，可以忽略(UT1)BE，则UO≈UD1。

下面我们分析一下串联稳压电源的稳压工作原理：假设由于某种原因引起输出电压UO降低，即T1的发射极电压(UT1)E降低，由于UD1保持不变，从而造成T1发射结电压(UT1)BE上升，引起T1基极电流(IT1)B上升，从而造成T1发射极电流(IT1)E被放大β倍上升，由晶体管的负载特性可知，这时T1导通更加充分管压降(UT1)CE将迅速减小，输入电压UI更多的加到负载上，UO得到快速回升。

简单12伏稳压电路
简单的12伏稳压电路可以使用稳压二极管或者稳压模块来实现。

以下是两种简单的方法：
1. 稳压二极管电路：使用Zener二极管来稳压。

选择一个12伏的Zener二极管并将其正极连接到输入电源的正极，将其负极连接到负载。

在负载与地之间连接一个适当的电阻以限制电流。

这样，当输入电压超过12伏时，Zener二极管将开始导通并稳定输出电压为12伏。

2. 稳压模块电路：使用稳压模块来实现稳压。

选择一个12伏的稳压模块，并将其输入端连接
到输入电源的正负极，将输出端连接到负载。

这种稳压模块通常有内部的稳压电路，可以自动将输入电压稳定为12伏。

无论使用哪种方法，都需要确保输入电压在稳定的范围内，以防止稳压电路过载或过压。

同时，根据负载的需求和电源的稳定性要求，可以选择适当的稳压器件和电流限制电阻。

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。

稳压电路的工作原理与简单稳压电源的制作本文介绍的是制作简单的稳压电源（图1），同学们经过组装、调试，全部达到了预定的要求。

围绕稳压电路，大家提出了许多问题，和老师一起进行了讨论。

同学：交流电经过整流和滤波可以得到比较平滑的直流电，为什么还要进行稳压呢？老师：整流、滤波电路虽然能把变压器副边的交流电变换成波形平滑的直流电，却不能保证负载上直流输出电压的稳定。

首先，电网电压有±10％的波动，经过整流、滤波后，输出电压也要跟着发生±10％的变动；其次，负载电流大小发生变化，变压器副边有内阻也会直接引起输出电压的变动。

同学：这一点我有体会。

上次我在调试整流、滤波电路时发现：不带负载时，用万用电表测量直流输出电压是7V；接上收音机后再去测量，电压就降到了6V。

老师：对。

特别是采用电容滤波的电路这种现象更加突出。

同学：稳压管既然是一种具有稳压作用的二极管，能不能用它组成稳压电路呢？老师：利用稳压管可以组成最简单的稳压电路（图2）。

把负载RL跟稳压管并联，由于稳压管两端的电压是稳定不变的，负载也就得到了稳定的直流电压。

同学：稳压管工作时为什么必须外加反向电压呢？老师：稳压管是一种特殊的二极管，当外加反向电压使它进入击穿状态时，只要在电路上采取措施限制通过它的反向电流，管子就不会损坏。

十分可贵的是，稳压管在击穿状态下，通过管子的电流在一定的范围内变化时，管子两端的电压可以保持基本不变。

稳压管的击穿电压值就是它的稳定电压值。

同学：怎么限制通过稳压管的稳定电流呢？老师：需要注意，稳压管都必须串联一个限流电阻R（参见图2），以保证通过稳压管的电流不超过允许的最大稳定电流值。

另一方面，限流电阻R在稳压电路中还起着电压调整作用。

假定电网电压升高，来自整流滤波电路的直流电压U1也随着升高，引起负载两端电压UL升高。

由于稳压管是与负载并联的，UL只要增大一点点，就会使流过稳压管的电流ID有较大的增加，因为I=ID+IL，I也跟着增大，限流电阻R上的电压降相应增大，把UI 的增加量由R承担下来，保持UL稳定不变。

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。

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。