多路输出直流稳压电源设计课程设计任务书学生姓名：马臻专业班级：通信工程实验2班指导教师：韩光胜工作单位：信息工程学院题目: 多路输出直流稳压电源设计初始条件：可选元件：变压器/5V/±12V；整流二极管或整流桥若干，电容、电阻、电位器若干；根据需要选择若干三端集成稳压器；交流电源220V，或自备元器件。
可用仪器：示波器，万用表，毫伏表要求完成的主要任务:（1）设计任务根据技术要求和已知条件，完成对多路输出直流稳压电源的设计、装配与调试。
（2）设计要求①要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50Hz交流电转换为多路直流稳压电源输出：±12V，5V/1A。
②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
摘要本文介绍了一种采用集成稳压器制作多路输出直流稳压电源的方法，主要阐述如何运用集成稳压器，配合变压器、单向整流桥、滤波电容，完成规定任务的设计方法，重点叙述了整体设计的工作原理、相关元件的选定思路、电路具体调试过程三个部分。
本次课程设计的目的培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。
培养学生综合运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力通过课程设计，使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。
巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。
关键词：直流滤波集成稳压器1.绪论很多电子设备，家用电器都需要直流电源供电，其中除了少量的低功耗、便携式的一起设备选用干电池供电外，绝大多数电子设备正常工作需要直流供电，而常用的电源——市电是220V或380V的交流电，因此需要把交流电变换成直流电。
1例如在我们学习的大多数集成运算放大器都需要加规定的直流偏置才能正常工作。
所以直流稳压电源对于我们的模电课程学习来说十分重要，一个稳定可靠的直流稳压电源是今后我们学习、设计其他电路的保证。
但是不同的电路对于直流电压值有着不同的需求，常见的有±12V、±5V等等不同的需求。
为了达到巩固课程知识目的的同时，能够做到学以致用，制作一些对于今后有实际意义的电路，我们选择±12V、±5V以及3—18V五组参数作为设计的电压输出参数值。
此次所要设计的电源要求的输出功率较小，为了简化电路并提高电路的稳定性，因此选择集成稳压器的设计思路。
三端固定输出集成稳压器是一种串联调整式稳压器。
它将全部电路集成在单块硅片上，整个集成稳压电路只有输入、输出和公共3个引出端，使用非常方便。
因其内部有过热、过流保护电路，因此它的性能优良，可靠性高。
又因这种稳压器具有体积小、使用方便、价格低廉等优点，所以得到广泛应用。
其代表产品有78xx正电压输出系列、79xx 负电压输出系列。
1可调输出的集成稳压器是在固定输出集成稳压器的基础上发展起来的，这种集成稳压器，在集成芯片的内部，输入电流几乎全部流到输出端，流到公共端的电流非常小，因此可以用少量的外部元件方便的组成精密可调的稳压电路，应用更为灵活。
典型可调输出集成稳压器芯片,正电源系列有LM117/217/317，负电源系列有LM137/237/337。
本设计中根据任务需要选择五种集成稳压器芯片：LM7812、LM7805、LM7912、LM7905、LM317。
22 设计内容及要求2.1设计的初始条件及主要任务2.1.1设计的初始条件可选元件：变压器/15W/±12V ；整流二极管或整流桥若干，电容、电阻、电位器若干；根据需要选择若干三端集成稳压器；交流电源220V ，或自备元器件。
可用仪器：示波器，万用表，毫伏表2.1.2设计任务要求要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50Hz 交流电转换为多路直流稳压电源输出：±12V/1A ，±5V/1A ，一组可调正电压+3~+18V/1A 。
2.2设计思路本设计主要分为变压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路、电源指示五个部分。
变压电路：将交流电网220V 的电压变味所需要的电压值。
整流电路：将交流电压变成脉动的直流电压。
滤波电路：由于经过整流的脉动直流电压还含有较大的纹波，因此需要设计滤波电路加以滤除。
稳压电路：在电网电压波动、负载和温度变化时，依然维持输出直流电压稳定。
电源指示；显示当前的电路通断情况，方便了解电源当前的工作状况。
变压电路 整流电路 滤波电路 电源指示部分 220V 交流输入 稳压电路直流电压输出3单元模块设计原理3.1电源变压器电源变压器是将输入的220V交流电压U1转变为整流电路所需要的交流电压U2。
因为要最终通过78、79系列和LM317系列输出正向最大18V负向最大12V的电压，所以选择带有中间抽头的双12V变压器。
考虑到今后的功率需要，这次我选择了25W的变压器。
这样两个12V的输出分别给78、79系列使用，中间抽头作为固定电压输出部分的地线；而将两个12V的输出端加给LM317，即输出24V。
3.2 整流电路整流电路有半波整流电路与单相桥式整流电路。
半波整流电路的特点是输出电压波形为输入正弦波电源波形的正半周期，所以输出电压脉动很大，直流分量较小，整流效率较低。
另一种是单向桥式全波整流电路。
如右图，四肢整流二极管D1~D4形成电桥。
在V2正半周。
电流从变压器副边线圈上端流出，只经过D1流向RL,在由D3流回变压器，所以D1、D3正向导通，D2、D4反偏截止。
在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。
电流通路用实线箭头表示。
同理在V2负半周时，D2、D4正向导通，D1、D3反偏截止。
在负载上产生上正下负的输出电压。
电流通路如图的虚线箭头表示。
3综上可知输入端经变压器后在副边得到了一个单向的脉动电压。
图3-2-1 半波整流电路输入输出波形对比图3-2-3单向桥式全波整流电路输入输出波形对比图3-2-2单向桥式全波整流电路3.3 滤波电路经过整流的脉冲电压纹波很大要经过滤波电路的滤波作用，一般有电抗元件组成，如在电阻两端并联电容器C ，或在整流电路输入端与负载间串联电感器L ，以及有电容、电感组合而成的各种复式滤波电路。
4在这里选择用电容滤波，适合小电流负载。
3.4 稳压电路由于输出地直流电压会随着稳压电路的波动、负载和温度发生变化而变化，所以，为了维持输出直流电压稳定不变，还要加上稳压电路。
由于电源要求的输出功率较小，为了简化电路并提高电路的稳定性，因此选择集成稳压器。
集成稳压器在使用中普遍使用的是三端稳压器。
可以分为固定式和可调式，按正负的输出电压还可分为CW317、CW337、LM317、LM337。
其中317系列稳压器可以连续输出可调正电压，337系列则是可调负电压。
它们的可调范围为1.2~37V ，最大输出电流为1.5A 。
三端集成稳压器还有78、79系列分别对应正电压输出和负电压输出.79系列和78系列的外形相似但是连接不同，79的1端接地，2端接负的输入。
3端接输出。
3.5 电源指示发光二极管具有工作电压很低；工作电流很小，可靠性高，寿命长。
由于有这些特点，发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示图3-3-1几种不同的复式滤波电路图3-4-2 集成稳压器LM78xx 图3-4-1 集成稳压器LM317图3-4-3 集成稳压器LM79xx器。
4因此，我们电源指示部分将使用发光二极管来实现。
通过给它串联不同的分压电阻并联在变压器输出端以及各路稳压电路的输出端以显示其工作状况。
4元件参数选择4.1集成稳压器的选择：4.1.1输出电压固定的集成稳压器的选择输出电压固定的集成稳压器有正电源LM7800系列稳压器和负电源LM7900系列稳压器。
按LM7800系列输出电压可分为7805(+5V)、7806(+6V)、7809(+9V)、7812(+12V)、7815(+15V)、7818(+18V)、7824(+24V);按输出电流可分为78Lxx表示输出电流100mA、78Mxx 表示输出电流500mA、78xx表示输出电流1.5A。
负向集成稳压器与正向类似。
5由于此次要输出得电压为±12V、±5V，电流要求均为1A，固选择的芯片为LM7805、LM7812、LM7905、LM7912。
4.1.2输出电压可调的集成稳压器的选择可调输出的集成稳压器是在固定输出集成稳压器的基础上发展起来的，这种集成稳压器，在集成芯片的内部，输入电流几乎全部流到输出端，流到公共端的电流非常小，因此可以用少量的外部元件方便的组成精密可调的稳压电路，应用更为灵活。
正电源系列的基准电压为1.25V，可在1.25V~37V之间连续可调。
其内部设有过流、过电压保护和调整管安全工作区保护电路，使用安全可靠，性能比LM7800系列性能更加，而且它的输出电压输出电流均符合要求，所以此次的可调集成稳压器选择LM317。
4.2 电源变压器的选择Uomax+(Ui-Uomin)≤Ui≤Uomin+(Ui-Uo)max18V+3V≤Ui≤3V+40V21V≤Ui≤43VU2≥Uimin/1.1=21/1.1=19.09V取U2=20则P=20W，所以选取24V/25W的变压器即可。
4.3集成整流桥及滤波电容的选择由于Urm=1.414×24=33.936V ，I=1A ，额定工作电流ID=1A ，所以集成整流桥芯片选择KBP307。
I=1A 。
T=0.02s,电路中滤波电容承受的最高电压时1.414×24=33.936V 所以选择电容的耐压值应该大于34V ，所以在可调电压部分选择3300uF/50V 的电解电容电容，固定电压部分选择3300uF/25V 电解电容。
因为大容量电解电容有一定的绕制电感分布，易引起自激振荡，形成高频干扰。
所以稳压器的输入端并入瓷质小容量电容来抵消电解电容的电感效应和线路的杂波，抑制高频干扰。
固在稳压芯片前并入334瓷质电容，在其后并入104瓷质电容。
为了更好的消除纹波，在输出端前再并入470uF 电解电容，其中12V 以及3~18V 选择的耐压值为35V ，5V 组选择耐压值为16V 。
4.4分压电阻的选择4.4.1可调电压部分()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++≈++++=R R R R I R R R R V V 13232ADJ 3211REF REF 11.25R V V V REF 183≤≤ 设Ω=K R 52 572512R R R 132≤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤ 解之得：Ω=4601R Ω=3603R4.4.2发光二极管串联分压部分由于发光二极管的正常工作电流为5mA 至10mA ，压降为1~2V ；所以在可调电压组的发光二极管后串联2K 电阻，12V 以及变压器输出端串联1K(变压器输出端的发光二极管选择了工作电流较高的管)，5V 组串联0.5K 电阻。
