高稳定度低纹波的线性稳压电源设计

【文章编号】１００９－５６２４（２０１８）０４－００２８－０２
１引 言 现代 传感 技术 在 当今社会 中 的应用越 来越 广泛 ，传
感器作 为技 术领域 的核心 ，其地 位居 高不下 。由于测量 传感器 输 出信 号微弱 ，传统 的开 关 电源 产生 的纹波严重 干扰 有效信 号采集 ，很大程度 影响传 感器微 系统整体 测 量精 度 。常用 的直流 稳定 电源 产 品主 要有是将 交流 电进 行整 流、滤波 、稳压 后输 出稳 定 的直 流 电压 ，但不 可避
陆段施工单位应根据潮汐的具体情况将海缆船 登陆的时间 制定规 范的设计标准及设计 内容 ，编制准确的工程概预算 ，
及地点进行确定，一般是候潮 登陆 ，在实施海洋路 由勘测 积极主动提高线路设计过程 中技术人员的主观 能动性 ，设
过 程 中相 关 的勘测 单位应 准确勘测 潮汐 的具体类 型及涨 计人员应熟练运用技术知识及相关技能 ，进一步完善及发
２．５ 气 象条 件
气象条件对于工程影响较大，但气象是可 以提前预报 【参考文献 】
的，勘察单位应通过分析历史记录简单描述，并给 出最佳 …１徐家声，张效龙 ．我国第四纪地质科学应用的新领域 一一海
的施工时 间，确 定好最佳的施工季节 。海底光缆 登陆后到 底光缆工程路 由勘 察 ［ 第四纪研 究，２００３，２３（４）：４１５－４２０．
基 于化学 电池无纹波输 出，设计一款 以电池为核 心、线性稳压 芯片连接外围电路的可调双极性直流稳压 电源。最终对本
设计进行纹波测试对比，结果表明，该方案相较于普通直流电源，纹波幅值缩小 了 ２倍 。
【关键词 】低 纹波；直流电源：蓄 电池；双极性供 电
【中图分类 号】ＴＮ８６—３４

低纹波稳压电路低纹波稳压电路是一种电子电路，用于将输入电压转换为稳定的输出电压，并且尽量减小输出电压中的纹波成分。

在许多电子设备中，稳压电路是非常重要的，因为它能够确保设备正常工作所需的稳定电压。

低纹波稳压电路的设计需要考虑许多因素，包括输入电压范围、输出电压范围、负载变化、纹波要求等。

为了实现低纹波输出，通常会采用滤波电容、稳压二极管和反馈控制等技术。

首先，滤波电容是降低输出纹波的关键元件之一。

它能够通过存储电荷并平滑输出电压，减小纹波成分。

滤波电容的选取需要考虑电容值、额定电压和ESR等指标。

一般来说，电容值越大，滤波效果越好，但也会增加成本和体积。

额定电压要满足输入电压范围的要求，以防止电容损坏。

ESR（Equivalent Series Resistance）是电容内部的等效串联电阻，它会影响滤波效果和稳定性，因此需要选择低ESR的电容。

其次，稳压二极管也是降低纹波的重要元件之一。

稳压二极管能够通过将过剩的电流导向地或负载，以保持输出电压的稳定性。

在选择稳压二极管时，需要考虑其额定电流和额定电压，以满足负载变化和输入电压范围的要求。

此外，反馈控制也是实现低纹波稳压的关键技术之一。

反馈控制通过比较输出电压与参考电压之间的差异，并根据差异来调节控制元件（如功率晶体管或开关管）的导通时间或占空比，以实现输出电压的稳定。

反馈控制可以采用模拟控制或数字控制，具体选择取决于应用需求和成本因素。

除了上述关键元件和技术外，还有一些其他因素也会影响低纹波稳压电路的性能。

例如，输入滤波、输出滤波、绝缘等都是需要考虑的因素。

输入滤波可以减小输入电压中的高频噪声和干扰。

输出滤波可以进一步降低输出纹波，并提供更稳定的输出电压。

绝缘则可以增加电路的安全性和可靠性。

总之，低纹波稳压电路是一种非常重要的电子电路，广泛应用于各种设备中。

它能够将输入电压转换为稳定的输出电压，并尽可能减小输出纹波。

在设计低纹波稳压电路时，需要考虑多个因素，并选择合适的元件和技术来实现所需的性能和稳定性。

度不 够和 接触 不 良等 问题 。这无 疑使 电子设 备 的工作 不稳
在Ｄ Ｃ ／ Ｄ Ｃ转换的开关稳压电源当中 ，常用的基本拓 扑结构有将高的输入电压变为低的输 出电压 Ｂ Ｕ ＣＫ电路 （ 降压型 ）、还有将低的输入电压变为高的输出电压的 Ｂ ｏ ｏ ｓ ｔ 电路 （ 升压型 ）、和将正的输入电压转换为负电压
输出的 Ｂ Ｕ ＣＫ —Ｂ ＯｏＳ Ｔ升降压电路 （ 也称极性反转型 ） 三种。那么本设计将采用那一种结构呢？
１ ． 指标 分析 如 果 整 机 效 率 ｎ要 求 在 Ｖ ｏ － ５ ． ０ Ｖ， 负 载 Ｒ Ｌ ＝ １ ０ Ｑ ，即 输 出电流 Ｉ ｏ ＝ ０ ． ５ Ａ 时 ，大 于等 于 ５ ０ ％ ；而 整机效率 Ｔ １ ＝Ｔ １ １ Ｘ ２ ，那 么 此 时的 可 调 线 性 稳 压 部分 的 效率 １为 ： ＝
为７解决电子竞赛测评时因换用电源而导致作品性能指标下降的问题 ，以及精密电子测量仪器对电源的要求 ，本系统以瓦 调线性稳压电源为核心 ， 利用 Ｓ Ｔ Ｃ８ ９ Ｃ ５ ２为控制系统 ， 结合开关电源的高效率转换 ， 设计并制作了一种步进精度可达 Ｏ ＿ １ Ｖ，
蝓 幻、 席藜 舯 怔 的 百 Ｔ 谰 直 流 稳 由 酒
路 如 图 ２所 示 。 为 了产生 不 同的 输 出电压 ，开 关 电源可 以 采用 单 片机
图 １
控制的 Ｐ ＷＭ （ 脉冲宽度调制 ）电路以及外接基准和误差
－
９ １ — —
实用技 术推 广
构 ，虽 然 并联 型 的输 出电压 精 度高 ，但 效 率 太 低 ，管耗 大 ，不 适 合 本设 计 。而 串联 型 结 构 的稳 压 电源 ，则采 用 电压 负反 馈 将输 出电 压 经 电阻 分 压后 与 比较 器基 准 电 压相 比 较 ，

高性能低压差线性稳压器研究与设计在2007～2009年中国电源管理芯片市场产品结构调查中,低压差线性稳压器(LDO)的市场占有率一直排名第一。

之所以广大消费类电子产品对LDO芯片拥有大量并持久的需求,是由于LDO芯片可以为后续电路提供稳定低噪的电压,并且只占据少量的PCB板面积和消耗极低的功耗。

此外LDO的电路架构还十分适合作为IP集成到片上系统中(SoC)。

随着市场的变化和技术的进步,对LDO芯片的性能要求也在不断地提高。

更高的转换效率、更低的功耗、更少的外围器件以及更高的电源噪声抑制逐渐成为LDO芯片的研究热点和发展趋势。

本文首先对实现高性能LDO的关键问题通过系统设计进行了分析研究,具体主要在纳安级基准电流源、LDO频率补偿方案、LDO大信号响应,以及闭环系统电源噪声传递函数四个方面进行了深入的理论研究和探讨,提出了具有创新意义的电路结构：1)30nA基准电流源；2)基于新型有源受控电阻的3种零点追踪频率补偿方案；3)4种摆率增强电路；4)基于电源噪声抵消抵消技术的4种高PSRR LDO实现方案。

本文基于上述电路模块结构,采用CMOS昆合信号工艺,设计并实现了三款高性能LDO芯片：1)3μA超低静态电流的低功耗LDO芯片；2)无片外电容的LDO 芯片；3)高电源噪声抑制的LDO芯片(PSRR=-70dB@1kHz)。

测试结果验证了设计思想。

在纳安级基准电流源的研究中,要分析了电源电压变化对基准电流的影响机制,提出一款三支路结构,有效地降低了电源噪声对基准电流的影响。

并利用CSMC 0.6μm混合信号工艺中,不同电阻间温度系数的差别以及二极管反向电流的温度特性,在-40度到130度的温度范围内,将基准电流的精度控制在30±0.6nA。

由于LDO芯片的输出极点具有106数量级的变化,有效的频率补偿方案就是产生一个随之变化的动态零点,从而实时的抵消掉输出极点对环路稳定性的不良影响。

在本文中,提出了一种新型的有源受控电路生成电路,能有效地抑制传统有源受控电阻中低精度、受工艺涨落以及MOS管体效应影响较大等缺点；进而可以产生精确地受控零点。

高稳定度低纹波直流电源设计线性稳压电源被广泛应用于科研、电力电子、电镀、广播电视发射、通信等领域，是大专高等院校、实验室等进行电子电路研究不可或缺的仪器设备。

但是传统线性稳压电源存在变压器转换效率低、稳压芯片压差大、滤波电路不够完善等缺点，时常出现输出纹波大、效率低、发热量大、间接地给系统增加热噪声等问题。

在历年的电子设计竞赛中，作品在比赛场地测试正常，但在指定测试场地测评时，电路突然烧毁或者性能指标达不到原先水平的现象时有发生，一个重要的原因就是测评场地提供的稳压电源电压波动大、供电电流不稳定、正负电压不匹配。

因此，高稳定性、低纹波的稳压电源是科研创新和电子设计竞赛不可或缺的保障。

1 系统总体方案设计本设计由降压模块、整流滤波模块、线性稳压模块和低通滤波模块组成，如图1 所示。

变压器将220 V/50 Hz 交流电分别降压到±16 V、±6 V、+6 V，通过整流桥堆整流以及大容量电容滤波后，进入正（负）线性稳压模块，再经过低通滤波模块滤除直流以外的干扰信号，分别输出±15 V、±5 V、+5 V 的稳定电压。

2 主要功能模块分析2.1 整流滤波模块整流滤波电路主要由整流桥堆和大容量滤波电容组成，如图2 所示。

整流桥堆具有体积小巧、输出电流大、安装方便等优势，并能代替由4 只二极管组成的传统桥式整流电路。

滤波电路采用大容量电解电容滤波，增加了输出电压的稳定性。

根据式（1）可求出所需滤波电容容量。

当输出电压为5 V、电流为2 A 时，R=U/I=2.5 Ω，此时，C=kT/2R =20 000 μF，其中，k=5 。

电容耐压Umax≥√2Ui≈24.038 V.其中，Ui=17 V，因此Umax取值为25 V.在电解电容C6 两端并联一个0.01μF 的瓷片电容C10 可以有效抑制高频干扰。

图2 桥式整流滤波电路2.2 线性稳压模块LT1083/LT1033 系列正负可调稳压器的效率大大高于现有器件，可以提供7.5 A、5 A 和3 A 输出电流，并能在低至1 V 的压差条件下运行，压降在最大电流条件下保证在1.5 V 以内。

Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｚ ｅ ； ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｙ； ｆ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ； ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ
中图分类号 ： Ｔ Ｍ４ ４
文献标识 码： Ｂ
文章编号 ：１ ９ ９ ４ — ３ ０ ９ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — １ ３ ＿ ４ — １ ３ ６
ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ａ ｎｄ ３－ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎａ ｌ ｒ ｅ ｇ ｕｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ｔ ｏ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｚ ｅ ．Ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ， ３一ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎａ ｌ ｉ ｎｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ Ｃ Ｗ ７ ８１ ５ ａ ｎｄ ＣＷ ７ ９ １ ５ ａ ｒ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ａ ｓ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ ｔ ｏ ａ ｃ ｈｉ ｖ ｅ ｔ ｈｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｒ ｅ ｄ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ．
圈组 成 ， 线 圈两 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 。 输入 电网电压 由额定值变化 － ｃ ＇ １ ０ ％时，稳压 电源输 出 电压 的相对 变化量 ， 有 时也 以绝对值表示 。一般稳压 电源
的电网调整率等于或小于 １ ％、 ０ ． １ ％， 甚至 ０ ． ０ １ ％。
Ａ ｍｅ ｉ Ｚｈ ａ ｎ ｇ
（ Ｘｉ ’ ａ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ Ｘ ｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ７ ７ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｌｉ ｎｅ ａ ｒ ｐ ｏｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｃ ｏ ｎｖ ｅ ｒ ｔ ｓ ｔ ｈｅ ｉ ｎｐ ｕ ｔ ２ ２ ０ ｖ ｏｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｌｔ ａ ｅ ｒ ｎａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕｉ ｒ ｅ ｄ １ ５ ａ ｎｄ

C4
b
8
a
R1 1K
0 ~5 V
D /A
L M 38 5-1 . 25 GND
GND GND
• 如输出达到设定电压，a点必等于1.25V，IR1恒定为1.25mA。 • D/A输出0V时，R2电流等于1.25+1.25V/3.0k=1.67mA,Vout输出21.25V • D/A输出5V时，R2电流等于1.25-(5-1.25)/3k=0mA， Vout输出1.25V
t1
GND
t
• 假设电池内阻极小，开关按下后，电感两端电压等 于电池电压，电感电流以12V/100uH的斜率线性上 升。 • 若开关一直按着不放，将会怎样？电感烧毁？电感 电流无限大？
电感的储能
• 电感器中流过电流就会储存能量，电感以磁场的形式储 存能量。 1 2 W L I L • 电感储能为： 2 • 电感充电时，随着电流的增加，能量以电流平方倍的关 系增加，但一个实体电感储能并不是无限大，能量主要 存储在磁芯中（而不是线圈中），磁芯体积越大，存储 的能量越多（与磁芯材质也有一定关系） • 一定体积的电感，当电流大到一定程度，其储存的能量 也达到上限，电流再增加，其能量不再增加。这种现象 称为电感饱和。 • 电感饱和后，其储能方程仍然有效，若电流线性增加， 电感量会以指数倍减小！ • 电感饱和后，其电感量减小，会产生严重的发热！
联调高效低纹波直流稳压电源
联调高效低纹波直流稳压电源
直流输入
Vin
DC/DC 开关电源
Vo1
可调线性 稳压电源
Vo
负 载
控制系统
• 由框图可知，所要制作的有三部分。 • 制作的关键：联调、高效、低纹波。 • 线性稳压可以减小纹波，但DC/DC部分纹波越小， 经过线性稳压后纹波会更小。

一种低纹波开关电源设计
 引言
某工程试验点火装置，为满足狭小空间下，不同阻值爆炸桥丝的引燃工作，要求纹波小、输出可调，体积小和高可靠的开关稳压电源。

基本要求是输入AC220V，输出DC0～100V连续可调，最大输出电流100A，低频纹波Vrms小于等于O．1％，电压调整率小于等于0．5％，稳定度小于等于0．1％的开关电源。

设计思想主要服从可靠、体积两方面要求。

在综合分析了现有的软硬开关变换器电源技术后，采用了脉宽调制变换器的形式设计，好处是简单可靠。

通过对电源的供电环节、反馈控制、吸收电路、元器件选取与制作以及工艺结构等方面优化设计，解决了大电流下的输出纹波大、输出大范围调节下电源稳定性差、炸管和振荡等问题，研制出了合格的电源。

 
l 电源主电路
电源主电路如图1所示。

电源由输入电路、变换器、直流输出和控制驱动组成。

输入电路包含抑制合闸浪涌的延时电路、EMI过滤器、单相整流器和滤波电容器组。

变换器采用脉冲宽度调制H桥拓扑。

高频变压器、桥式整流器、电感器和电容器组构成直流电压输出电路。

控制电路利用PWM调。

低纹波+5v电路
低纹波+5V电路的实现可以参考以下步骤：
1.电源输入端：电路的电源输入端通常需要一个整流滤波模块，将
交流电转化为直流电，并滤除其中的交流成分和噪声信号。

这个过程中，整流桥堆和滤波电容是关键元件。

2.预滤波模块：在常规线性稳压电路前增设一个预滤波模块，可以
进一步降低输出电压的纹波。

Q1、R14和C11组成的电容倍增器能达到2法拉的滤波效果。

3.稳压模块：低通滤波模块滤除直流以外的干扰信号后，进入正（负）
线性稳压模块，稳压器可以将电压稳定在±16V、±6V、+6V，纹波更低，稳定性更好。

4.输出端：经过以上步骤后，最终的输出电压为+5V，纹波低，适合
用于需要稳定电源的电子设备。

以上步骤仅供参考，建议咨询专业人士获取更准确的信息。

四、说明
（1）DC/DC 开关电源及可调线性稳压电源部分不得采用现成模块。 VO I O
输入电压；IIN ：输入电流；VO ：输
出电流；IO：输出电流）
（3）VO1 比 Vo 高一个恒定的电压≥1V。
（4）24V 直流电源由外部直流稳压电源供电。
二、要求：VIN 采用 24V 直流电源供电；在 VIN、VO1、Vo 等位置放置测试点方便
测量电压。 1、基本要求 （1） 输出电压 Vo：2.5V～18V；电压调整步进 0.1V;输出电流 0.5A； （2）整机效率在 Vo 输出为 5.0V，10Ω电阻负载时，效率 50%； （3）在 Vo 输出为 5.0V， 10Ω电阻负载时输出纹波 50mVpp； 2、发挥部分 （1）扩展输出电压为 0～20V；电压调整步进 0.05V;输出电流 1.0A； （2）整机效率在 Vo 输出为 5.0V，10Ω电阻负载时，效率 75%； （3）在 Vo 输出为 5.0V， 10Ω电阻负载时输出纹波 20mVpp； （4）显示输出电压 Vo；显示误差 0.05V；显示输出电流 Io；显示误差 0.05A； （5）进一步提高系统效率及相应的保护功能。
三、评分标准
项目 主要内容 分数 50 20 15 15 10 10 10 10 10 设计报告 设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有 （50 分） 关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。 基本部分 完成基本部分（1）项 （50 分） 完成基本部分（2）项 完成基本部分（3）项 完成发挥部分（1）项 完成发挥部分（2）项 发挥部分 完成发挥部分（3）项 （50 分） 完成发挥部分（4）项 完成发挥部分（5）项
H 题 低纹波直流稳压电源

线性直流稳压电源电路设计方案详解————《》线性稳压电源是指调整管工作在线性状态下时的直流稳压电源，它是一种电源变换电路，也是电子系统的重要组成部分，其功能主要是为电子电路提供它所需要的电能。

电子设备通常需要电压稳定的直流电源对负载进行供电。

线性稳压电源被广泛的应用于电子电路中，虽然各种新型的稳压电路结构层出不穷，但线性稳压电源却始终是无法代替的。

一、线性直流稳压电源的工作原理普通电源的工作原理现在随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域也变得越来越广泛，电子设备的种类也在逐渐的不断更新、不断增多，电子设备与人们日常的工作、生活的关系也是日益密切。

任何的电子设备都离不开安全有效的电源，电源是一切电力电子设备的动力源，因此它被形象地称之为“电路的心脏”。

现在的生活中，各种高科技产品对电源的技术性能指标的要求更是越来越高。

电源通常可以分为交流电源和直流电源，它是任何电子设备都不可缺少的组成部分。

直流电源又可分为两类［8］，即：一类是能直接供给直流电流或电压的，如电池、蓄电池、太阳能电池、硅光电池、生物电池等，；另一类是能将交流电变换成所需要的稳定的直流电流或电压的，这类变换电路统称为直流稳压电源。

现代电子设备的电路中使用了大量的半导体器件，这些半导体一般需要几伏到几十伏的直流供电电源，以便于得到其正常工作时所必需的能源。

现代电子设备中使用的直流稳压电源主要分为两大类：线性稳压电源和开关性稳压电源。

线性稳压电源亦称为直流线性稳压电源，它的稳压性能很好，而且输出纹波很小，其缺点是需要使用体积和重量都比较大的工频变压器，而且稳定效率也比较低。

开关型稳压电源按照不同分类方式可以分成多种类型。

按照其输出是否调整元（开关元件）等构成的其他部分隔离，这种隔离可以分为非隔离型和隔离型两类；按照开关元件的激励方式，又可以将其分成自激励和他激励两种类型；而按照电源的输入，又可分为AC/DC和DC/DC 两种类型；按照开关元件的连接形式，可分成串联型和并列型两种类型。

高稳定度低纹波的线性稳压电源设计中心议题：∙高稳定度低纹波的稳压电源" title="线性稳压电源">线性稳压电源系统总体方案设计∙线性稳压电源的主要功能模块分析∙电源性能测试本文设计制作了一款基于LT1083/LT1033 系列大功率低压差三端稳压芯片的高稳定度低纹波直流电源，介绍了降压、整流滤波、线性稳压、LC 低通滤波等主要构成模块。

测试结果表明，本电源具有输出电压稳定度高、输出电流大、低纹波、低功耗等特点。

线性稳压电源被广泛应用于科研、电力电子、电镀、广播电视发射、通信等领域，是大专高等院校、实验室等进行电子电路研究不可或缺的仪器设备。

但是传统线性稳压电源存在变压器转换效率低、稳压芯片压差大、滤波电路不够完善等缺点，时常出现输出纹波大、效率低、发热量大、间接地给系统增加热噪声等问题。

在历年的电子设计竞赛中，作品在比赛场地测试正常，但在指定测试场地测评时，电路突然烧毁或者性能指标达不到原先水平的现象时有发生，一个重要的原因就是测评场地提供的稳压电源电压波动大、供电电流不稳定、正负电压不匹配。

因此，高稳定性、低纹波的稳压电源是科研创新和电子设计竞赛不可或缺的保障。

1 系统总体方案设计本设计由降压模块、整流滤波模块、线性稳压模块和低通滤波模块组成，如图1 所示。

变压器将220 V/50 Hz 交流电分别降压到±16 V、±6 V、+6 V, 通过整流桥堆整流以及大容量电容滤波后，进入正（负）线性稳压模块，再经过低通滤波模块滤除直流以外的干扰信号，分别输出±15 V、±5 V、+5 V 的稳定电压。

图1 系统结构框图2 主要功能模块分析2.1 整流滤波模块整流滤波电路主要由整流桥堆和大容量滤波电容组成，如图2 所示。

整流桥堆具有体积小巧、输出电流大、安装方便等优势，并能代替由4 只二极管组成的传统桥式整流电路。

滤波电路采用大容量电解电容滤波，增加了输出电压的稳定性。

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。

电压调整率： 相 对 负 载 ：0.01%（ 空 载 到 额 定 负 载 ） 相 对输 入 ： ±0.01%（ 输 入 电 压变化为 ±10%）
电流调整率： 相 对负载 ：0.01%（空 载到额 定负载 ） 相 对输入 ：±0.01%（ 输入电 压变化 ±10%）。
纹波电压： 输出额定电压前提条件下，纹波电压的峰峰值为最高 输 出电压 的0.1%。
MRS1*30 MRS2*30 MRS3*30 MRS6*30 MRS8*30 MRS10*30 MRS15*30 MRS20*30
说明： 1. *号是：P 代表电源高压输出是正高（阳）压输出。 N 代表电源高压输出是负（阴）压输出。 2. 输出功率 10W：配供电电源 DC24V,1A 输出功率 20W：配供电电源 DC24V,1.5A 输出功率 30W：配供电电源 DC24V,2A
环境温度： 0℃ 到 +50℃。
湿度： 20％到 85％RH，无冷 凝
温度系数： 每 摄氏度 0.01%。
稳定度： 开 机半小 时后每 8 小时 小于 0.02%。
电压电流指示： 0V到 5V,额定输 出条件 下精度 为 1%。
外形尺寸： 长 143mm，宽 100mm，高 42mm
连接器： 高压输出连接器：自带高压输出线。 输入输出连接器： 8 针( 6 针)端子 ， 包含控 制和 显 示 信号。
输出电压的远程控制： 可外接电位器利用电源内部的 10V 电压参考对输出电 压进行远程控制。
远程电压指示： 8 针端子包含了 0 到 5V 的电压和电流指示信号，可 外接各种数字或指针表。（ 6 针无电流指示信号）
2
R
电话：086-029-33693480/81 传真：086-029-33693482

2008级电气工程及自动化专业毕业论文设计题目线性稳压电源的设计姓名及学号刘冬2008145111学院电气信息与自动化专业电气工程及其自动化班级08 电气指导教师石学文2012年05月8日题目：线性稳压电源的设计一、设计题目及要求1、设计题目利用运放和分立元器件设计一线性可调稳压电源。

2、设计要求（1）基本要求目录一、设计要求： 4二、设计任务： 5三、实验原理： 5（一）、线性稳压电源的基本原理： 5 1．电源变压器 52．整流电路 53．滤波电路 54．稳压电路 6（二）、稳压电源的性能指标及测试方法 61、稳压系数及电压调整率 62、输出电阻（也称等效内阻或内阻） 63、纹波电压 6四、电路设计： 7（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： 8（2）整流、滤波电路 8整流部分的设计： 8（3）稳压电路 9电路参数计算如下： 9（1）确定稳压电路的最低输入直流电压Ui,min 9 （2）确定电源变压器副边电压、电流及功率。

9（3）选整流二极管及滤波电容。

9（4）电阻以及变位器的选择。

9（5）运算放大器选择 9五、完整电路图： 10六、电路板的制作及电路焊接与调试： 10七、在调试及组装电路过程中出现的问题及解决方法： 10八、设计心得体会： 10九、元器件清单： 10十、参考文献： 11十一、鸣谢： 11十二、附录： 111、元件清单 112、原理图 12线性稳压电源的设计引言稳压电源通常分为线性稳压电源和开关稳压电源。

线性稳压电源是比较早使用的一类直流稳压电源。

线性稳压直流电源的特点是：输出电压比输入电压低；反应速度快，输出纹波较小；工作产生的噪声低：效率较低，产生的热量大。

本文将对现有线性稳压电路设计方法进行总体的综述，并分析稳压电源的组成及其功能做简要说明和设计。

1、设计要求：（1）基本要求①输出电压：Vo=4.5~12.0V；②输出电流：Io≥1A；③输出纹波：VP-P≤10mV；④电压调整率：Ku≤5%（最大输出电流时）；⑤电流调整率：Ki≤3%。

线性稳压电源设计稳压电源设计方法在电子电路中，通常需要直流电源供电。

直流稳压电源的设计，是根据稳压电源的输出电压Uo、输出电流Io、输出纹波电压ΔUop- p 等性能指标要求，确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的性能参数，从而合理地选择这些器件。

1设计步骤：稳压电源设计分三个步骤：一是根据稳压电源的输出电压Uo、最大输出电流Iomax，确定集成稳压器的型号及电路结构形式。

二是根据稳压器的输入电压UI，确定电源变压器二次绕组电压的有效值U2；根据稳压电源的最大输出电流I0max，确定流过电源变压器二次绕组的电流I2 和电源变压器二次绕组的功率P2；根据P2，查出变压器的效率η（见表1），从而确定电源变压器原边的功率P1。

然后根据所确定的参数，选择电源变压器。

三是确定整流二极管的正向平均电流IF、整流二极管承受的最大反向工作电压URM和滤波电容的电容量和耐压值。

根据所确定的参数，选择整流二极管和滤波电容。

2 线性稳压电路的组成各个部分功能稳压电源原理图：1.1电源变压器电源变压器的作用是将220 V交流电网电压u1 变换为整流电路所需要的交流电压u2。

电源变压器的效率为：η=P2 /P1，其中：P2 是变压器副边的功率，P1 是变压器原边的功率。

表１小型变压器的效率副边功率P2 <10VA 10～30VA 30～80VA 80～200VA效率0.6 0.7 0.8 0.85算出了副边功率P2 后，可根据表1 算出原边功率P2。

由P1、P2 及u2值即可选择电源变压器。

1.2整流电路整流电路的作用是将交流电压u2 变换成单向脉动的直流电压u3，在直流稳压电源中常采用桥式整流电路。

滤波电路经整流后的直流输出电压脉动性很大，不能直接使用。

为了减少其交流成分，通常在整流电路后接有滤波电路。

滤波电路的主要任务是将整流后的单向脉动直流电压中的纹波滤除掉，使其变成平滑的直流电。

在小功率电路中常采用电容滤波电路，将滤波电容C 直接并联在负载RL 两端，就可组成电容滤波电路。

战现•综合］信息记录材料2019年3月第20卷第3期_____________________________________________________双电池低纹波直流稳压电源设计姜丽萍(西安石油大学陕西西安710065)【摘要】基于蓄电池无纹波特性，设计了一种双电池低纹波直流稳压电源。

分析了由蓄电池到输出直流电压的设计方案，给出了以LM317、LM337可调线性稳压芯片为核心的外围电路设计和四刀双掷开关充放电控制电路，并对纹波进行测试。

测试结果表明该双电池低纹波直流稳压电源实现了输出电压纹波低、输出电压可调的功能.【关键词】蓄电池；低纹波；电压可调【中图分类号】TM1【文献标识码】A【文章编号】1009-5624(2019)03-0228-021引言随着科技的高速发展，各类仪器、电子电路等对电源的要求愈来愈高卜役在惯性导航系统中，因传感器输出信号微弱，给传感器供电的电源纹波很大程度上影响着姿态测量精度。

因而需设计一款低纹波，输岀电压可靠的直流稳压电源。

目前常用的直流电源有三类：开关电源、线性电源和蓄电池。

开关电源具备体积小、质量轻、输岀范围宽等优点，但存在尖峰及谐波干扰，纹波控制技术有限。

线性电源结构较为简单、输出纹波较小，但其体积大、质量重、滤波电容容量大。

蓄电池无纹波，但电池容量受限本文针对惯性导航系统中高精度姿态测量问题，设计—款双电池供电的低纹波直流稳压可调电源，解决姿态传感器的供电问题。

2系统设计方案本电源设计釆用四组双电池实现电源低纹波输出要求, 220V交流电通过电源适配器及充电选择电路对所需充电的电池组进行充电，通过供电选择及电压调整电路，输出所需电压，同时通过数码管显示蓄电池组当前电压及输岀电压。

3系统电路设计3.1正输岀电路设计本设计系统中，为实现两组电池工作的高效切换，输出持续稳定、可调且低纹波电压，通过电路设计，电池具备充电、供电、备用三种状态。

惯性导航系统中常用传感器供电电压为9〜12V,为保证稳定输出9V以上的电压，LM317输入端电压与输出端电压电压差必须在3V以上，而常用蓄电池的电压为12V,市场上24V的蓄电池较少，因此将两个12V蓄电池串联来满足9V以上电压稳定输出。