线性稳压电源设计电子版本

线性稳压电源设计文档1、常见稳压芯片的工作原理（以78xx为例，79类似）上图是LM78XX系列稳压器的电路原理方框图。

为了使稳压器能在比较大的电压变化范围内正常工作,在基准电压形成和误差放大部分设置了恒流源电路,启动电路的作用就是为恒流源建立工作点,Rsc是过流保护取样电阻,RA,RB组成电压取样电路,实际电路是由一个电阻网络构成,在输出不同电压稳压器中,采用不同的串并联接法,形成不同的分压比。

具体的工作原理如下：RA和RB为取样电阻，从输出端取出部分电压作为取样电压Us，误差放大电路将取样电压Us和基准电压Ub加以比较和放大，去控制调整管的基极电位，输入电压Ui加在调整管与与负载RL相串的电路上。

因此，改变调整管集电极与发射极间的电压降Uce便可以调节RL两端的Uo。

当输入电压降低或负载电阻减小而使输出端电压有所下降时，取样电压也会减小，导致取样电压与基准电压之间的差值为正，经过误差放大电路后，输入到调整管基极的电压升高，基极电流增大，集电极电流随之增大，输出电压Uo上升，最终达到稳定的输出电压。

当输入电压升高或负载电阻增大而使输出端电压有所上升时，取样电压上升，导致取样电压与基准电压之间的差值为负，经过误差放大电路后，输入到调整管基极的电压降低，基极电流减小，集电极电流随之减小，输出电压Uo下降，最终达到稳定的输出电压。

2、常见稳压芯片应用电路常见的稳压芯片应用电路如上图所示（注：稳压电路拓扑不唯一），主要由变压器、整流桥、滤波电容、稳压芯片组成。

电路各部分的选型如下：变压器：功率选取至少为负载所需最大功率的2~3倍，此外，副边电压的有效值要大于等于输出电压。

整流桥：耐压值至少应大于变压器副边电压的1.414倍，一般选2~3倍裕量为宜，根据功率换算，耐流值一般选取为换算值的2~3倍，保持足够的裕量。

稳压芯片：根据需要的稳压级别选取合适的芯片，常见的有7805（+5V）、7905（-5V）、7812（+12V）、7912（-12V）、7815（+15V）、7915（-15V），以及一些电压可调的芯片，如LM317T。

线性稳压电源设计摘要：直流稳压电源一般由电源变压器，整流电路，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，并稳定输出直流电压。

关键词：直流稳压电路；整流；滤波；稳压；直流输出正文：1.系统设计思路：线性稳压电源的主要结构如下图所示：图1 线性稳压电源主要结构直流稳压电源一般由电源变压器，整流电路，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，并稳定输出直流电压。

2.系统功能及其使用说明：1.变压器变压电路相对简单，仅有一个单相变压器，变压器将市电转化为电路能承担的电压。

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。

变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。

变压器的基本原理是电磁感应原理。

理想变压器满足I1/I2=U2/U1=N2/N1=1/n,因此P1=P2=U1I2=U2I1.2.整流电路整流电路是把经过变压后的交流电通过具有单向导电性能的整流元件（如二极管、晶闸管等），将正负交替的正弦交流电压变换为单向的脉动直流电压。

但是，这种电压直流幅值变化很大，包含有很多的脉动交流成分，还不能作为直流电源使用。

对于高质量的稳压电源，其整流电路一般都选用桥式整流电路。

整流电路常见的有单相桥式整流电路，单相半波整流电路，和单相全波整流电路。

目录：.一、设计目的.二、设计任务和要求.三、电路原理分析与方案设计四、仿真过程及结果五、心得体会.六、参考文献资料.七、实物图一、目的稳压管稳压电路输出电流较小，输出电压不可调，不能满足很多场合下的应用。

串联型稳压电路以稳压管稳压电路为基础，利用晶体管的电流放大作用，增大负载电流；在电路中引用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。

二、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▲Vop-p≤5mv；任务：1、了解带有放大环节串联型稳压电路的电路图；2、识图放大环节串联型稳压电路的电路图；3、仿真电路并选取元件；4、安装调试带有放大环节串联型稳压电路；5、用仪器表对电路调试和测量相关；6、撰写设计报告、调试；三，电路原理分析与方案设计1、方案比较与确定基本思路：先对输入的220V 交流电压进行降压，然后就用单相桥式二极管对电压进行整流。

整流后利用电容的充放电效应，对其进行滤波，使输出电压平滑。

之后再通过稳压电路的功能使输出直流电压基本不受电网波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性。

方案1：220V 交流电压经过基本部分降压整流后，将经过稳压部分对其进行稳压，稳压部分如下图，利用稳压管和三极管组成的稳压单元电路，同过D1 电压作为三极管Q1 的基准电压，电路引入电压负反馈，使电网电压波动不会对Q1 的基极电位产生很大的影响，则有U BE U B U E 可知，U BE 变化将导致发射极电流的变化，从而稳定R 两端电压，达到稳压的效果。

方案二：经过整流后，脉动电流通过滤波电路，其中滤波电路我采用RC 型滤波电路，先用电容值较大的电解电容对其进行低频滤波，靠近输出端处使用较低电容值的陶瓷电容进行高频滤波，使滤波后电压能够变得比较平滑和波动小。

《设计5V 1A可调直流线性稳压电源》实验报告设计题目设计5V 1A可调线性稳压电源姓名杜骏学号2009512445年级20092012年6月8日一、设计要求：........................................................................................................................ - 3 -二、设计任务： (4)三、实验原理： (4)（一）、线性稳压电源的基本原理： (4)1．电源变压器............................................................................................................ - 4 -2．整流电路................................................................................................................ - 4 -3．滤波电路................................................................................................................ - 4 -4．稳压电路 (5)（二）、稳压电源的性能指标及测试方法 (5)1、稳压系数及电压调整率 (5)2、输出电阻（也称等效内阻或内阻）.................................................................... - 5 -3、纹波电压.............................................................................................................. - 5 -四、电路设计： (6)（1）变压部分设计............................................................................................................ - 7 - 变压器的主要参数有：.............................................................................................. - 7 -变压部分参数设计： (7)（2）整流、滤波电路 (7)整流部分的设计：...................................................................................................... - 8 - （3）稳压电路. (8)电路参数计算如下： (8)（1）确定稳压电路的最低输入直流电压Ui,min (8)（2）确定电源变压器副边电压、电流及功率。

线性稳压电源设计本实验中设计的直流稳压电源，主要由变压器、整流、滤波电路和稳压电路组成。

其中变压器用于将市电的交流电转换为所需的直流电，整流电路用于将交流电转换为半波或全波直流电，滤波电路用于平滑输出电压，稳压电路用于稳定输出电压。

在本实验中，采用单相桥式整流电路，将交流电转换为全波直流电。

接着，通过滤波电路对电压进行平滑处理，去除电压波动和纹波。

最后，通过三端集成稳压器对电压进行稳定，保证输出电压的稳定性和精度。

四、实验过程1、搭建电路板：按照电路图和PCB图进行布线和焊接，注意元器件的正确安装和连接方式。

2、调试电路：接通电源，使用万用表测量电路各点电压和电流，检查电路是否正常工作。

3、测试电路：连接负载，测量输出电压和电流，检查电路是否满足要求。

五、实验结果经过调试和测试，本实验设计的直流稳压电源能够稳定输出+5V、12V的电压，且输出电流不小于2A，满足实际应用需求。

六、元器件清单本实验所需元器件包括：变压器、整流二极管、滤波电容、稳压器、电阻、电容、LED等。

七、心得体会本实验通过对直流稳压电源的设计和实验，加深了对电源电路的理解和掌握。

同时，也提高了自己的动手实践能力和解决问题的能力。

八、附录：PCB图本实验的PCB图如下图所示，可以根据需要进行修改和优化。

便于估算，假设为理想锯齿波，纹波电压的峰峰值urpp和有效值Ur分别为：其中f=50Hz。

2.线性集成稳压器集成稳压电源分为线性和开关型两类。

线性稳压器具有外围电路简单、输出电阻小、输出纹波电压小、瞬态响应好等优点，但功耗大、效率低，一般用于输出电流5V以下的稳压电路中。

我们选择了LM78xx系列芯片，其中78xx系列为正电压输出，79xx系列为负电压输出，xx为输出电压的值。

根据试验要求，我们选择了LM7805用于输出+5V的直流电压，LM7812和LM7912用于输出±12V的直流电压。

芯片内集成了恒流源、基准电压源、采样电阻、比较放大、调整管、过热过流保护电路、温度补偿电路等，所有电路集成在单块硅片上，只有输入输出公共三个引出端，故名三端式。

线性直流稳压电源的设计——————毕业设计关键词：变压；整流；滤波；稳压一、引言电子设备中都需要稳定的直流电源，功率较小的直流电源大多数都是将50Hz的交流电经过整流、滤波和稳压后获得。

变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电；整流电路用来将交流电压变换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压；稳压电路的作用是当输入交流电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。

二、线性直流稳压电源的组成方框图及各部分的工作波形图图1直流稳压电源的组成方框图及各部分的工作波形图三、设计方案及各部分电路及元器件的选择（一）变压器的选择通常根据变压器二次输出的功率选择变压器。

变压器二次有效值2U 应根据1U 来确定。

2U 与1U 的关系为MIN U ≤1.22U ≤MAX U在此范围内，2U 越大，稳压器的压差越大，功耗也就越大，一般取二次电压有效值2U 为2U ≥MIN U /1.2这样可求得变压器的匝数比为N=1N /1N =220/2U加滤波电容器后，变压器二次电流已不再是正弦波，而且对电容充电时的瞬时电流较大，因此二次电流有效值一般按下式计算：2I =(1.1～3) 0I（二）整流电路的设计整流电路是利用是二极管的单向导电性，将交流电压变成单向的脉动直流电压，有半波整流和桥式整流，目前广泛采用整流桥构成桥式整流电路。

1、半波整流电路单相半波整流电路如图2所示，图中T 为电源变压器，用来将市电220V 交流电压变换为整流电路所要求的交流低电压，同时直流电源与市电电源有良好的隔离。

V 为整流二极管，设为理想二极管，L R 为要求直流供电的负载等效电阻。

图2单相半波整流电路设变压器二次电压为2U = 22U sin ωt 。

当2U 为正半周时，由图2可知，二极管V 因正偏而导通，流过二极管的电流D i 同时流过负载电阻L R ，即0i =D i ，负载电阻上的电压0U =2U 。

线性稳压源设计报告082761 顾欣（1）设计任务（指标）可调线性稳压源：输出电压Uo=7.5V～18V，最大输出电流Iomax≦1.5A，电压调整率Su≦5%，负载调整率Si≦5%。

（2）初步设计线路首先，利用变压器将交流电220V转变成18V的交流电，在利用四个二极管组成桥式整流电路将其整流成直流电，经过电容滤波后，送到三端稳压器7805的输入端1，由于7805的输出端3和公共端2之间的电压一直保持为5V，由此就可以保证一个稳定的输出电压。

但因为要求的输出电压为7.5V～18V，因此需要用到电压跟随器，滑动变阻器和电阻来调节输出的电压，最后，再用电容稳定输出电压。

最终，可得所需的线性直流电压源，同时，通过调节滑动变阻器可变换输出的电压。

三端稳压器端口3和2之间的电压Uo1=5V(R1+Rw+R2)*Uo1/(R1+Rw) ≦Uo≦(R1+Rw+R2)*Uo1/R1，又因为Uo=7.5V～18V所以，(R1+Rw+R2)*5/(R1+Rw)=7.5(R1+Rw+R2)*5/R1=18可得R1=5KΩ，Rw=7KΩ，R2=6KΩ因为输入端看进去的等效电阻RL=Uc/In，Uc是三端稳压器输入端的电压为18+（2～3）V，In为输入电流，即相当于输出电流Io，因此，最大为1.5 A所以，RL=[18+(2～3)]/1.5=(13.3～14)Ω因为RL*C1≧(3～5)T/2，T=1/50s所以，C1≧2142.3µF，C2=(0.1～0.25)C1≧214.2µF但是，为了配合现有的实际元件调整阻值R1=5KΩ，Rw=10KΩ，R2=6KΩ，调整电容值为C1=3300µF，C2=330µF。

再计算输出电压Uo，由(R1+Rw+R2)*Uo1/(R1+Rw) ≦Uo≦(R1+Rw+R2)*Uo1/R1得7V≦Uo≦21V，RL=13.64Ω，两者都符合要求范围，所以得初步设计电路图：U2（3）最终确定设计图由初步设计电路经过修改后，得到最终设计电路图：U1最终电路图中两个电容C1=2200µF，C2=470µF，RL*C1=14*2200*10^-6=0.031∈(0.03～0.05)(取RL=14Ω)，C2=470/2200*C1=0.21C1，两者都符合要求。

1设计任务描述1.1设计题目：线性直流稳压电源1.2 设计要求1.2.1 设计目的（1）掌握线性直流构成原理与设计方法；（2）熟悉模拟元件的选择，使用方法。

1.2.2 基本要求（1）220V交流输入电压，12V直流输出电压；（2）使用集成三端稳压器进行稳压输出，输出纹波系数<1%；（3）输出功率>5%。

1.2.3 发挥部分（1）输出电压线性可调；（2）估算出线性电源高效率（>50%）的使用范围。

2 绪论根据小功率稳压电源的构成，它是由电源变压器、整流、滤波和稳压器等四部分组成的，其结构图和稳压过程如下所示：直流稳压电源的作用是将交流电网的电压转化为直流电压，为放大电路提供直流工作电源。

各部分的工作过程是：（1) 电源变压器将交流电网提供的电压V1=220V变为所需要的V2=12V的交流电压；（2）通过整流电路将交流为12V的电压转变为脉动的直流电压V R，其峰值仍然为12V；（3）由于脉动的直流电压V R中还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，所以此过程是用滤波电路将纹波滤除，从而得到平滑的直流电压V F；（4）因为得到的直流电压V F还会随着电网电压的波动、负载和温度的变化而变化，因而在进行了整流、滤波之后，还需要进行稳压处理。

此过程中稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度发生变化时，进一步滤波，维持输出直流电压为12V的稳定性和带载能力。

通过上述四个大过程，就大体上完成了直流稳压电源的工作。

然后，根据每一个部分的工作原理，可以进一步对电路的元器件进行选择和对电路进行连接。

整流电路的作用是将交流电变换成直流电完成这一任务主要是靠二极管的单向导电性的作用，因此二极管是构成整流电路的关键原件，在选择二极管的时候要了解其工作的电压，以方便对它合理的选择。

在一般的小功率整流电路中，常见的几种整流电路有单向、半波、全波桥式和倍压整流电路。

在分析整流电路时，一般二极管都是用其理想模型来进行处理，即正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。