稳压电路设计.ppt

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。

网络教育学院《电源技术》课程设计题目：正负两路输出的直流稳压电源设计学习中心：层次：专业：年级：年春/秋季学号：学生：辅导教师：完成日期：年月日本课程设计项目总则：使用三端集成稳压器设计一个+15V与-5V两路输出的直流稳压电源，要求这两路输出共地。

撰写要求：（1）画出所设计的直流稳压电源的系统框图；分析各组成部分的功能。

（2）各个功能模块的设计，计算元件参数并给出参数选择的依据，并按工程实际确定元件参数的标称值。

具体参数要求：变压器的额定电压、额定电流、额定容量、电压比；整流器件型号；电阻的阻值和功率；电容的容值和耐压以及类型；稳压IC型号等。

（3）技术参数和设计要求：额定输出功率：5W输入：交流220V输出电压：+15V与-5V（共地）（4）对所设计电源指标进行评价并做总结（需要说明的问题）。

（5）正文字数4000字符左右。

目录摘要 (3)第1章直流稳压电源的原理 (5)1.1直流稳压电源工作原理 (5)第2章直流稳压电源的各部分功能分析及设计 (6)2.1电源变压器 (6)2.2桥式整流电路 (6)2.3滤波电路 (7)2.4稳压电路 (7)2.5稳压电源性能指标 (8)2.6设计步骤 (9)2.6.1电源变压器： (9)2.6.2整流电路中二极管的参数计算： (10)2.6.3滤波电容参数计算 (10)2.6.4总体设计思路 (10)设计总结与心得体会 (13)致谢 (14)附录A： (15)参考文献 (16)正负两路输出的直流稳压电源设计摘要：随着社会的进步，电源已成为生产、生活中不可或缺的组成部分。

在工农业生产中主要采用交流电，而在电子线路和自动化控制中还需要稳定的直流电。

为了得到直流电除了直流发电机外多采用直流稳压电源，目前广泛采用各种半导体直流电源。

由于集成稳压器体积小，外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点，因此现在基本取代由分立元件构成的稳压电路，在各种电子设备中应用十分普遍。

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。

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运用寿命、运用性能等影响很大，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。

在很多运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，并且要求电源有保卫功能。

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，电路还必须基本可靠，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要领有很多种，比较基本的有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执行比较得到误差电压，该误差电压对调整管的工作状态执行调整，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基本，但添加辅助电源后，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卫的三端集成稳压器，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)用单片机打造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动电阻网络的阻值，从而改动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。

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）。

题目 直流稳压电源电路设计一、设计任务与要求1．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源（±12V ）； 2．输出可调直流电压，范围1.5∽15V ；3．输出电流I O m ≥1500mA ；（要有电流扩展功能） 4. 稳压系数Sr ≤0.05；具有过流保护功能。

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部分组成，如下图1所示，其整流与稳压过程的电压输出波形如图2所示。

图1 稳压电源的组成框图图2 整流与稳压过程波形图电网供电电压交流220V(有效值)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。

降压后的交流电压，通过整电网电压U1电源 变压器U2整流电路U3滤波电路Ui稳压电路Uo负载RL流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。

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。

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RL 。

方案一、单相半波整流电路半波单相整流电路简单，电路及其电压输出波形分别如图3、图4所示，使用元件少，它只对交流电的一半波形整流，其输出波形只利用了交流电的一半波形则整流效率不高，且输出波形脉动大，其值为22/2 1.5722/U S U ππ==≈；直流成分小；o U =22U π≈0.452U ，变压器利用率低。

图3 单相半波整流电路 图4 单相半波整流电路电压输出波形方案二、单相全波整流电路使用的整流器件是半波电路的两倍，整流电压脉动较小，是半波的一半，无滤波电路时的输出电压o U =0.92U ，变压器的利用率比半波电路的高，整流器件所承受的反向电压要求较高。

方案三、单相桥式整流电路单相桥式整流电路使用的整流器件较多，但其实现了全波整流电路，它将u2的负半周也利用起来，所以在变压器副边电压有效值相同的情况下，输出电压的平均值是半波整流电路的两倍，且如果负载也相同的情况下，输出电流的平均值也是半波整流电路的两倍，且其与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求一样，还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点。

可调的直流稳压电源电路设计课题名称直流稳压电源所在院系班级学号姓名指导老师时间目录一、摘要 (3)二、设计要求 (3)三、元件及其介绍 (4)四、设计原理及参数计算 (4)(1)电源变压器 (4)(2)整流电路 (5)(3)滤波电路 (5)五、直流稳压电源的工作原理 (6)六、可调式三端稳压器的引脚图及其典型应用电路6(1)设计电路图 (6)(2)仿真 (7)七、设计结论心得体会 (8)八、附表附录 (9)摘 要电源是电子设备中的一个重要组成部分, 其性能的优劣直接影响着设备的工作质量, 随着技术的不断革新, 电源技术发生了巨大变化。

随着科技的发展，直流稳压电源的工作频率有原来的几十千赫发展到现在的几百千，但是和西方的发达国家还是有一定的差距；以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论、工作原理、建模分析等等方面技术领先；因此，直流稳压电源的研制及应用在此方面与之也从在很大的差距。

本次设计的题目为串联型连续可调直流稳压负电源：先是家用电源经过变压器得到一个大约（15~30V ）的电压U1，然后U1经过一个桥堆进行整流，再采用可调阻值的滑动变阻器进行分压，在桥堆的输出端加一电容C 进行滤波，滤波后再通过LM317（具体参数参照手册）输出一个负电压，在LM317的输出端加一个电阻R1，调整端加一个电位器RW ，这样输出的电压就可以在某一范围内可调。

因为电源的设计中要求输出电流可以扩展，在LM317的输出端加一个晶体管。

这样输出的电压就可以在0~9.9V 范围内可调。

经过一系列的分析、准备、设计、调试…除了在布局和无焊接方面之外，设计的电路基本符合设计要求。

关键词: 开关电源; 稳压电源;可调 直流稳压电源设计要求输入（AC ）：U=220V ，f=50HZ ；输出直流电压0~9.9v输出电流Imax=100mA;(有电流扩展功能)负载电流mA I 800具有过流保护功能。

系统框图元件及其介绍[1] 变压器：型号TS POWER 10 TO 1变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。