直流稳压电源的原理与设计

实验报告——直流稳压电源班级：13专电子2班学号：2013253827姓名：冯杰指导老师：戴仁村一、课程内容的概述各种电子电路和电子设备都需要稳定的直流电源，但电网提供的是50HZ的正弦交流电，这就需要将电网的交流电转换稳定的直流电，直流稳压电路就是实现这种转换的电子电路。

当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。

大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。

当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。

超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。

通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。

袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。

不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。

可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。

由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。

提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。

直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。

直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，反映直流稳压电源的固有特性，如输入电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围；另一类是质量指标，反映直流稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。

二、电路的设计框图及概述1、直流稳压电源设计思路①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。

②降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。

③脉动大的直流电压须经过滤波、稳压电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。

.实验九 直流稳压电源的设计一．实验目的1．学习小功率直流稳压电源的设计和调试方法。

2．掌握小功率直流稳压电源有关参数的测试方法。

二．预习要求1．根据直流稳压电源的技术指标要求，按照教材中介绍的方法，设计出满足技术指标要求的稳压电源。

根据设计和计算的结果，写出设计报告。

2．制定出实验方案，选择实验用的仪器设备，三．实验原理@小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图1所示。

+ 电 源 + 整 流 + 滤波 + 稳 压 +u 1 u 2 u 3 u I U 0_ 变压器 _ 电 路 _ 电 路 _ 电 路 _（a ）稳压电源的组成框图u u 2 u 3 u I U 0t 电源变压器的作用是将来自电网的220V 交流电压u 1变换为整流电路所需要的交流电压u 2。

电源变压器的效率为：12P P =η 其中：2P 是变压器副边的功率，1P 是变压器原边的功率。

一般小型变压器的效率如表1所示：因此，当算出了副边功率2P 后，就可以根据上表算出原边功率1P 。

2．整流和滤波电路在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路，整流电路的作用是将交流电压u 2变换成脉动的直流电压u 3。

滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压u 3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压U I 。

U I 和交流电压u 2的有效值U 2的关系为：2)2.1~1.1(U U I =在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为：22U U RM =流过每只二极管的平均电流为：·R U I I R D 245.02==其中：R 为整流滤波电路的负载电阻，它为电容C 提供放电通路，放电时间常数RC 应满足：2)5~3(T RC > 其中：T = 20ms 是50Hz 交流电压的周期。

3．稳压电路由于输入电压u 1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压U I 会随着变化。

浅谈直流稳压电源电路设计随着科技的发展，信息时代的进步，电子产品的应用越来越广泛，电子产品应用的同时需要直流稳压电源对这些电子产品进行充电，因此直流稳压电源的发展乃至成熟是信息发展的必然趋势。

本文主要阐述了直流稳压电源的设计过程，论述了直流稳压电源的发展历史和现状，简述了电路实际设计过程，完成了直流稳压电源电路的设计工作，对其应用做了总结。

标签：直流稳压电源;电路设计;工作原理一、直流稳压电源的发展历史、现状和设计背景从二十世纪60年代中期到了90年代以来，以电子为核心的电源产业进入快速发展时期，数据通讯和电信行业的技术更新推动电源行业向智能化方向发展。

电源的控制方式经过模拟控制、模数混合控制向数字控制阶段转变。

数字控制的优点是标定更的量，芯片价格也比较低，相对模数混合控制其对电压电流的检测更精确，实现较高精度的较正和快速灵活的控制。

1919年之后，我国相对发达国家，在电源行业方面存在不足和差距。

电源产品的开发投入、生产规模、工艺水平、先进检测设备、智能化、可靠性和持续创新等方面都存在差距，很多先进的电源设备国内不能生产，主要依赖于进口。

2018年直流稳压电源现状分析报告看出，国内直流稳压电源行业正处于发展时期，并且不断发展成熟起来。

二、电路设计实验设备及器件所谓巧妇难为无米之炊，电路设计同样需要必要的实验设施和工具，而实验条件的好坏和选择工具的正确与否是设计的关键和前提。

下面具体阐释设计思路中所需要的实验条件、实验工具和必要的实验材料：1.电路所需实验设备、实验工具和仪表。

本次设计的完成需要在专业的电子试验台上进行，需要的实验仪器和实验工具如下：示波器、万用表、变压器（12v）、电烙铁、钳子和镊子等，另外需要若干焊锡和连接线。

2.电路所需元器件清单。

元器件清单如下：三、电路设计思路直流稳压电源又称为直流稳压器，其作用就是将交流电转化成相应用电器所需要的稳定电压的直流电。

其关键是输出直流电压的稳定性，所以设计电路的着眼点就是电路转化的稳定性。

直流稳压电源原理
直流稳压电源是一种电源设备，其原理是通过电子元件和控制电路来提供相对稳定的直流电压输出。

直流稳压电源的原理基于负载的要求，旨在提供具有良好稳定性和准确度的直流电压。

其基本原理包括：
1. 变压器：直流稳压电源通常使用变压器将交流电源的电压转换为所需的工作电压。

变压器可以将输入电压转换为高电压或低电压的输出。

2. 整流：经过变压器转换后，电流需要经过整流电路，将交流电转换为直流电。

常用的整流电路有半波整流和全波整流。

3. 滤波：由于整流产生的直流电压仍然存在纹波，需要使用滤波电路来削弱或消除这些纹波。

常用的滤波电路是电容滤波电路，通过电容器存储电荷和将其释放来消除纹波。

4. 稳压: 电容滤波后得到的直流电压仍然可能存在一定的波动或变化。

为了提供稳定的直流输出，需要使用稳压电路，如稳压二极管、稳压集成电路等，来调整电压并使其保持在一定范围内。

5. 控制电路：直流稳压电源通常配备有控制电路，用于监测输出电压，并根据需要调整电压以保持其稳定性。

这些控制电路可以根据外部信号或内部反馈来实现。

通过以上步骤，直流稳压电源可以提供相对稳定的直流电压输出，以满足各种应用领域对电源的要求。

目录一实验原理与要求 ........................................................................ - 2 -1、电源变压器..................................................................................................................... - 2 -2、整流电路......................................................................................................................... - 2 -3、滤波电路......................................................................................................................... - 3 -4、稳压电路......................................................................................................................... - 3 -二电路设计方案 ............................................................................ - 5 -1.原理电路图:....................................................................................................................... - 5 -2.参数计算：........................................................................................................................ - 5 -3.电路元器件选择：............................................................................................................ - 5 -4.元件清单:........................................................................................................................... - 6 -三实验结果与分析 ........................................................................ - 6 -1 输出电压Uo的测量 ........................................................................................................ - 6 -2 稳压电路主要性能指标的测量....................................................................................... - 6 -1 稳定系数的测量............................................................................................... - 7 -2 输出电阻的测量............................................................................................... - 7 -3 纹波系数的测量............................................................................................... - 7 -四实验总结.................................................................................... - 7 -引言随着随身电子产品的日益增多，市面上的直流稳压电源也是千变万化，内部构造原理也是不尽相同。

5V直流稳压电源设计说明1.引言在电子设备中，直流电源是不可或缺的部分，能够为电路提供所需的稳定电压。

本次设计的是一款输出电压为5V的直流稳压电源，适用于一些低功率的电子设备。

2.设计要求根据设计要求，本次直流稳压电源需要满足以下要求：-输出电压为5V；-最大输出电流为1A；-输入电压范围为12V~15V；-稳压精度为±5%。

3.设计原理本次设计采用线性稳压器的设计原理。

稳压器由一对二极管-电容滤波电路和一个线性稳压芯片组成。

电源的输入电压经过二极管-电容滤波电路进行滤波，然后通过线性稳压芯片进行稳压，最后输出5V的直流电压。

4.电路设计a.输入滤波电路：为了确保电源的稳定性，使用两个二极管和两个电容组成滤波电路。

二极管具有整流和保护电路不受反向电压的作用，电容则可以平滑电源波动，提供稳定的电流。

b.线性稳压芯片：为了实现稳定的输出电压，选择一款适合的线性稳压芯片。

根据要求，本设计选择LM7805芯片，该芯片能够输出稳定的5V 电压。

c.输出滤波电路：为了进一步减少输出电压的波动，可以使用一个电感和一个电容组成滤波电路。

电感可以消除输入电源噪声，电容可以平滑输出电压。

这样可以得到稳定的5V直流电压。

5.具体参数计算根据输入和输出的电压要求，需要进行一些参数的计算。

假设输入电压为Vin，输出电压为Vout，负载电流为Iload。

在本次设计中，Vin范围为12V~15V，Vout为5V，Iload最大为1A。

a. 电流计算：线性稳压芯片的负载电流为Iload，所以需要确保芯片的最小能力大于Iload。

根据芯片的数据手册可以得到，LM7805芯片的最小能力为1.5A，大于Iload，符合要求。

b. 散热计算：由于线性稳压芯片会产生一定的热量，在设计中需要考虑散热问题。

首先需要计算芯片的功率损耗，即Pd=(Vin-Vout)×Iload。

然后根据芯片的热阻和最大工作温度，计算散热一定的散热器面积。

直流稳压电源工作原理
直流稳压电源是一种用于稳定输出恒定电压的电力设备。

其工作原理如下：
1. 输入电源：直流稳压电源通常采用交流供电，输入电源的电压可以是变化的。

输入电压经过整流电路转换为脉动较小的直流电压。

2. 滤波电路：为了去除转换后的直流电压中的脉动成分，直流稳压电源通常会设计滤波电路。

滤波电路由电容器和电感器组成，能够平滑输出的直流电压。

3. 稳压电路：稳压电路的主要功能是保持输出电压的稳定性。

稳压电路中常用的元件是稳压二极管，也可以通过调节电路中的元件阻值，如可变电阻或电流控制元件，来控制输出电压的稳定性。

4. 负载限制：直流稳压电源可以通过添加负载限制来保护输出电路。

负载限制可以是过流保护电路、过温保护电路等，防止输出电流过大或温度过高而对电源或负载造成损害。

5. 反馈控制：直流稳压电源通常会采用反馈控制原理来实现输出电压的稳定性。

反馈电路中的传感器会监测输出电压，一旦输出电压发生变化，就会通过控制电路调整稳压电路中的元件，以使输出电压保持在设定的稳定水平。

通过以上工作原理，直流稳压电源能够实现稳定输出恒定电压的功能，广泛应用于各种电子设备和实验室实验中。

直流稳压电源设计与仿真直流稳压电源的设计与仿真一、背景及意义随着电子技术的迅速发展，直流稳压电源作为电子设备的重要部分，对于保证设备的稳定运行和提供持续稳定的电压具有重要作用。

因此，设计和仿真直流稳压电源对于电子工程、电力系统和相关研究领域具有实际意义。

二、相关文献综述与现状近年来，许多文献对直流稳压电源的设计和仿真进行了研究。

传统的线性稳压电源在效率和使用范围上存在一些限制。

相比之下，开关电源具有效率高、体积小、重量轻等优点，逐渐在直流稳压电源的设计中得到广泛应用。

然而，开关电源也存在一些问题，如电磁干扰和噪声等。

因此，如何设计出高效、稳定、可靠的直流稳压电源仍是当前研究的热点。

三、研究内容1.理论分析：首先对直流稳压电源的基本原理进行深入分析。

包括电路的基本组成，电压变换的原理，以及各种元件的作用和特性。

通过理论分析，为后续的设计和仿真提供基础。

2.电路设计：基于理论分析，设计出一种具有高效率、低噪声、稳定可靠的直流稳压电源。

具体包括输入电路、输出电路、功率转换电路等部分的设计。

同时，考虑到实际应用中的需求，如负载变化、电网波动等，对电路进行优化设计。

3.仿真实验：利用仿真软件对所设计的直流稳压电源进行模拟实验。

通过调整仿真参数，观察电路在不同条件下的性能表现。

通过对比实验结果，分析所设计的直流稳压电源的性能优劣。

4.实验验证：制作实验样机，对所设计的直流稳压电源进行实际测试。

通过实验验证，观察实际运行效果与仿真结果的差异。

根据实验结果，对设计进行改进和完善。

5.结果分析：对比分析仿真结果与实验验证结果，总结所设计直流稳压电源的优点和不足。

针对存在的问题，提出改进方案，为后续的研究提供参考。

四、创新点及亮点1.在传统的线性稳压电源基础上，引入了开关电源技术，提高了电源的效率和稳定性。

2.针对开关电源的电磁干扰问题，采用了电磁屏蔽和滤波技术，减少了噪声和干扰对周围电路的影响。

3.通过理论分析和仿真实验，优化了电路设计，提高了电源的性能和可靠性。

直流稳压电源的工作原理
直流稳压电源是一种能够提供稳定输出电压的电力设备，其工作原理如下：
1. 输入电源：直流稳压电源通常使用交流电源作为输入。

交流电源经过整流电路将交流电转换为直流电，并经过滤波电路去除电压波动和噪音。

2. 变压器：为了降低输入电源的电压，直流稳压电源通常使用变压器进行电压变换。

变压器通过调整输入电压的比例来控制输出电压的大小。

3. 控制电路：直流稳压电源中的控制电路负责监测输出电压，并根据需要进行调节。

当输出电压高于设定值时，控制电路会减小电源输出，反之则会增加电源输出。

4. 反馈回路：为了实现稳压功能，直流稳压电源中通常设置反馈回路。

反馈回路将输出电压与设定值进行比较，并将比较结果送回控制电路中，根据反馈信号来调整输出电压。

5. 输出电容：为了实现稳定的输出电压，直流稳压电源通常在输出端接入电容器。

电容器能够储存电荷并平滑输出电压的波动，使得输出电压更加稳定。

总结：直流稳压电源的工作原理主要通过输入电源、变压器、控制电路、反馈回路和输出电容等组成。

通过控制电路监测输
出电压，并通过反馈回路实现对输出电压的调节，从而保持稳定的输出电压。