直流稳压电源设计
直流稳压电源课程设计报告
《直流稳压电源课程设计报告》一.课程设计目的（1）掌握直流稳压电源的组成及原理（2)掌握三端可调稳压器的使用方法（3)了解直流稳压电源主要参数二.课程设计题目描述和要求(1)稳压电源输出电压在6-18V之间连续可调，最大输出电流为Io max=1.0A(2)稳压系数S u≤0.03%(3)输出电阻R o≤0.1(4）纹波电压U orm≤5mV三.课程设计报告内容㈠直流稳压电源的组成直流稳压电源通常由电源电压、整流电路、滤波器和稳压电路等部分组成，其原理框图如图1.3.1所示㈡直流稳压电源的各部分作用1.电源变压器：将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压u2。
变压器副边与原边的功率比为：P2/P1=η式中：η为变压器的效率。
2整流电路：将交流电压变换为单向脉动直流电压。
整流是利用二极管的单向导电性实现的。
常用的整流电路有半波整流电路和桥式整流电路等。
其电路图如图1.3.2所示。
在稳压电路中一般用4个二极管组成桥式整流电路，此时Ｕ1与交流电压u2的有效值Ｕ2的关系为：Ｕ1=（1.1～1.2）Ｕ2在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为：Ｕrm=√2Ｕ2流过每只二极管的平均电流为：I D=0.45Ｕ2/R L桥式整流电路与半波整流电路相比较，其输出电压Ｕ提高，脉动成分减少了，所以在此选用桥式整流电路。
3滤波电路：将脉动直流电压中交流分量滤去，形成平滑的直流电压。
滤波电路可分为电容、电感和π型滤波电路。
其电路图如下1.3.3所示。
图中R为负载电阻，它为电容C提供放电通路，放电时间常数RC应满足：RC>（3～5)T/2；式中T（=20msm）为50HZ交流电压周期。
一般小功率整流滤波电路通常采用桥式整流、电容滤波电路。
4.稳压电路：其作用是当交流电网电压波动或负载变化时，保证输出直流电压的稳定。
简单的稳压电路可采用稳压管来实现，在稳压性能要求较高的场合，可采用串联反馈式稳压电路（包括基准电压、取样电路、放大电路和调整管部分）。
项目1直流稳压电源的原理图与PCB设计
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03 PCB设计
PCB材料与层数选择
材料选择
通常选用FR4材料，其具有较好的电 气性能和稳定性。
层数选择
根据电路复杂度和成本考虑，可以选 择单层、双层或四层PCB。
测试方法
按照预定的测试计划进行测试，包括常规测试、极限测试和异常测试等。
测试标准
参考相关国家和国际标准，如GB/T14719-2008《直流稳压电源通用技术条 件》。
常见故障分析与排除
故障1
输出电压不稳定。可能原因是滤 波电路不良或反馈回路故障。排 除方法：检查滤波电容是否正常， 反馈电阻是否变值，反馈电路是
项目1直流稳压电源的原理图与 PCB设计
目 录
• 直流稳压电源概述 • 原理图设计 • PCB设计 • 直流稳压电源的调试与测试 • 设计总结与展望
01 直流稳压电源概述
定义与特点
定义
直流稳压电源是一种能够提供稳定直 流电压的电源设备。
特点
具有电压稳定度高、纹波系数低、安 全可靠等优点，广泛应用于电子设备、 仪器仪表、通信设备等领域。
将理论知识与实际应用相结合，提高了我 的知识应用能力，加深了对专业知识的理 解。
改进方案与展望
技术升级
未来可以考虑采用更先进的电 源管理技术，以提高电源的性
能和效率。
±12V简易直流稳压电源设计
±12V简易直流稳压电源设计直流稳压电源是一种常见的电路设计，在各种电子设备中广泛应用。
在这篇文章中，我将介绍如何设计一个基于±12V直流稳压电源。
设计一个±12V直流稳压电源需要考虑以下几个方面：输入电压范围、输出电压稳定性、负载能力和保护功能等。
下面是一个简单的电路设计流程。
1.确定输入电压范围首先，我们需要确定电源的输入电压范围。
一般而言，直流稳压电源的输入电压范围为AC100-240V，输出电压范围是DC±12V。
输入电压范围可以根据实际需求进行调整。
2.选择变压器在选择变压器时，我们需要根据输入电压范围选择合适的型号。
变压器的主要功能是将输入交流电压转换为适当的低压交流电压。
在这种情况下，我们可以选择一个适当的变压器来得到所需的低压交流电压。
3.整流电路接下来，我们需要设计整流电路以将交流电压转换为直流电压。
常见的整流电路包括整流桥和滤波电容。
整流桥可以将交流电压的负半周转换为正半周，从而得到一个脉动的直流电压。
滤波电容可以去除脉动，使得输出电压更加稳定。
4.电压调整电路为了得到所需的输出电压，我们需要设计一个电压调整电路。
这个电路通常使用稳压器，如集成稳压IC或离散元件，来稳定输出电压。
稳压器可以根据负载的需求动态调整输出电压，从而确保输出电压的稳定性。
5.输出电流保护电路为保护负载和电源电路，我们需要设计一个输出电流保护电路。
这个电路可以监测输出电流并在超过设定值时断开输出。
一种常见的保护电路是使用电流传感器和比较器来实现。
当输出电流超过设定值时，比较器将触发保护装置，使输出电路停止工作。
在设计完电路之后，我们需要进行仿真和实际测试来验证电路的性能。
我们可以使用电子设计自动化工具，如Multisim、PSPICE等来进行仿真，并使用示波器、多用表等工具来验证电路的性能。
在设计一个电源时，我们还需要考虑其他一些因素，如温度稳定性、输出电压漂移、电源效率等。
直流稳压电源设计方案
直流稳压电源设计方案问题背景直流稳压电源是电子设备运行中常用的一类电源，能够提供稳定且可调的直流电压给电子设备供电。
其在现代电子技术中应用广泛，包括通信设备、计算机、工业自动化、医疗设备等领域。
本文将探讨直流稳压电源的设计方案，并介绍其工作原理以及影响设计的关键因素。
直流稳压电源的工作原理直流稳压电源的工作原理基于电子元件如稳压二极管、稳压管、电感、电容等的组合使用。
其基本原理可以通过下面的步骤进行说明：1.根据输入电源提供的交流电压，通过整流电路将其转换为直流电压。
2.通过滤波电路去除直流电压中的脉动成分，使得输出直流电压更加稳定。
3.利用稳压元件（如稳压管、稳压二极管）对输出直流电压进行进一步的稳压控制。
4.通过负载电路提供被供电设备所需的电流。
设计方案设计需求在设计直流稳压电源时，需要考虑以下几个方面的需求：1.输出电压范围：根据具体需求，确定直流稳压电源的输出电压范围，以满足被供电设备的需求。
2.输出电流能力：根据被供电设备的功率需求，确定直流稳压电源的输出电流能力。
3.稳压性能：确保直流稳压电源具有良好的稳压性能，输出电压在负载变化时能够保持稳定。
4.效率和能耗：提高直流稳压电源的效率，减少能源消耗。
设计步骤步骤一：选择稳压电源拓扑结构稳压电源的拓扑结构包括线性稳压电源和开关稳压电源两种常见结构，根据要求选择适合的拓扑结构。
步骤二：电源变换根据输入电源的类型选择相应的变换电路，如交流转直流电路或直流转直流电路。
其中，交流转直流电路可以使用整流电路和滤波电路来实现。
步骤三：稳压控制根据设计需求和稳压电源拓扑结构，选择合适的稳压元件进行稳压控制。
常用的稳压元件有稳压管、稳压二极管等。
步骤四：保护电路设计在直流稳压电源中，通常需要设计相应的保护电路，包括过载保护、过温保护等，以确保电源和被供电设备的安全运行。
步骤五：滤波和降噪为了提高直流稳压电源的稳定性和可靠性，需要设计相应的滤波和降噪电路，以减小输出电压的脉动和噪声。
直流稳压电源设计方案.d
直流稳压电源设计方案2篇【直流稳压电源设计方案（一）】随着电子设备的广泛应用，直流稳压电源的需求在不断增加。
直流稳压电源能够将交流电转换为稳定的直流电，并根据需要提供不同电压和电流的输出。
本篇将介绍直流稳压电源的设计方案以及其应用。
直流稳压电源的设计方案首先需要确定电源输出的电压和电流。
根据实际需求，我们选择了输出电压为12V，电流为3A的直流稳压电源。
为了确保输出电压的稳定性，我们选择采用稳压模块进行电压调节。
稳压模块是一种能够实现电压稳定输出的电子元件。
常见的稳压模块有线性稳压模块和开关稳压模块。
线性稳压模块成本低、实现简单，但效率较低；开关稳压模块效率高，但成本相对较高。
根据需求和经济性，我们选择了线性稳压模块。
接下来，我们需要选取适当的稳压模块以及其他所需的电子元件。
首先，选择一款符合要求的线性稳压模块。
通过对市面上的产品进行比较和测试，我们选择了一款额定输入电压为24V的线性稳压模块，该模块具有良好的稳定性和可靠性。
其次，我们还需要选择输入电压为24V的电源适配器，用于提供输入电源。
适配器的选取需要考虑电源输出电压的稳定性和适配器的质量可靠性。
我们选择了一款质量可靠、输入电压稳定的适配器。
除了稳压模块和电源适配器外，我们还需要选择其他电子元件，如滤波电容、电位器等。
这些元件的选择需要根据实际需求和设计要求来确定。
设计好电路原理图后，我们还需要进行模拟仿真和实际测试，以验证电路的稳定性和性能。
在模拟仿真中，我们可以通过电路仿真软件进行电路分析，并对电路进行优化。
在实际测试中，我们可以通过连接实际元件并进行电路调试来验证电路的性能。
最后，我们需要对电路进行封装和外壳设计，以保护电路和电子元件。
电路封装的设计需要考虑元件布局的合理性和电路的散热性能。
外壳设计则需要考虑美观性和产品的使用便捷性。
【直流稳压电源设计方案（二）】直流稳压电源广泛应用于各类电子设备和实验设备中，其设计方案多样化。
本篇将继续介绍直流稳压电源的设计方案以及其应用。
直流稳压电源的设计与制作
仿真一：电源变压器的基本特性
1、要求：电源变压器：10：1，200V/50Hz
负载电阻：100欧，示波器
电 2、仿真电路： 源 变 压 器
3、回答问题：
• 变压器初级输出电压幅值约为 V 电 • 变压器次级输出电压幅值约为 V 源 • 初级绕组输入电压与次级绕组输出电
变 压之比 约为 ： 。
压
器 注：理想变压器满足：
v1
整 D1导通、D2管截止，
v2
流
负载中有电流流过； v2
D2
电
在U2负半周：
0
D1截止、D2管导通，
2
3 4
t
路
负载中有电流流过。 vo
0
t
仿真三：单相全波整流电路 1、要求：二极管（理想）2只 2、仿真电路：
整 流 电 路
3、观察并回答问题：
❖全波整流电路的输出电压波形并记
录。
整 ❖输出电压是
整 流 电 路
3、观察并回答问题：
❖桥式整流电路的输出电压波形并记
录。
整 流 电 路
❖输出电压是
性）
（双极性/单极
❖输出电压是
（全波/半波）
❖输出电压与输入电压的幅值相比是
（基本相等/相差很大）
❖如何用次级带中心抽头变压器输出
正、负两种极性的电压？
整流电路
3 桥式整流电路：
4、参数计算：
（1）输出的直流电压值为:
5、整流二极管的选择：
整
（1）D管的最大整流电流IF必须大于
流 电
实际流过二极管的平均电流IDO ： IF > IDO =ULO/RL=0.45 U2/RL （2）D管的最大反向工作电压UR必须
直流稳压电源的设计与制作
直流稳压电源的设计与制作直流稳压电源是一种用于给电子设备提供稳定直流电压的电源设备。
在电子制作、实验以及工业控制系统中广泛应用。
下面将介绍如何设计和制作一个简单的直流稳压电源。
首先，设计一个电源电路。
直流稳压电源的核心是一个稳压器件，常用的稳压器有线性稳压器和开关稳压器。
线性稳压器的原理是通过调节电源电压上端的电阻来控制输出电压，其优点是稳压性好，但效率较低。
开关稳压器的原理是通过开关控制元件来调节输出电压，其优点是效率较高，但稳压性较差。
根据自己的需求选择适合的稳压器件。
接下来，根据选定的稳压器件制作电路板。
首先，在电路板上布置稳压器件和其他必要的元器件，如滤波电容、限流电阻等。
然后，连接电路板上的各个元器件，使用焊锡将其固定在电路板上。
注意保持电路的紧凑和结构的稳定，防止元器件之间短路或松动。
接着，搭建电源电路的输入和输出端。
将输入端与市电或其他电源连接，确保输入电压和电流在稳定范围内。
将输出端与需要供电的设备连接，确保输出电压和电流符合设备的要求。
最后，进行电源的测试和调试。
将电源接通电源，通过电压表和电流表测量稳压电源的输出电压和电流，确保其在稳定范围内。
根据需要，可以使用可调电阻来调节输出电压，以确保满足设备的电源要求。
需要注意的是，直流稳压电源设计和制作过程中要保证安全。
如需接通电源泄漏和短路保护装置，注意绝缘和接地，避免触电和设备损坏。
总之，设计和制作直流稳压电源需要根据自己的需求选择稳压器件，设计电路图，制作电路板，搭建输入输出端，进行测试和调试。
通过这些步骤，一个简单的直流稳压电源就可以制作完成。
在直流稳压电源设计和制作的过程中，还需要考虑一些其他要素，如过流保护、过压保护和温度保护等。
这些保护措施可以提高电源的可靠性和安全性。
过流保护是指在输出端口控制电流的大小，防止电流超过设定值而损坏设备或电源本身。
常用的过流保护电路有两种：电阻式和电子式。
电阻式过流保护是通过在输出回路中串联一定大小的电阻，当电流超过设定值时，电阻将发热并触发保险丝或继电器断开电路，实现过流保护。
直流稳压电源设计方案
直流稳压电源设计方案直流稳压电源是一种常用的电源，可以为电子设备提供稳定可靠的电源供应。
在设计直流稳压电源时，需要考虑电压稳定性、负载适应性、过载保护等因素。
以下是一个设计方案，包括电路原理、材料清单和工作原理的详细说明。
一、设计原理1.电路原理图```+-----------+输入电+-----+-----++---+---+桥整+---+---++---+---+滤波电+---+---++---+---+稳压电+---+---++---+---+输出负+---+---+```2.材料清单-桥整流电路：4个二极管-滤波电容：1个电解电容- 稳压电路：1个稳压器（如Zener二极管或稳压集成电路）-输出负载：根据实际需要选择二、工作原理1.输入电源：将交流电源通过变压器降压后，输入到电路中。
2.桥整流：使用4个二极管组成的桥形电路，将交流电转换为直流电。
3.滤波电容：将经过桥整流后的脉动直流电压通过电解电容进行滤波，使电压更接近直流。
4.稳压电路：选择合适的稳压器，根据需要设定输出的稳定直流电压。
5.输出负载：将稳压电路的输出端连接到所需的电子设备上，为其提供稳定的电源供应。
三、设计注意事项1.选择合适的稳压器：根据所需的输出电压和电流，选择合适的稳压器。
常见的稳压器有Zener二极管和稳压集成电路，根据实际需要选择。
2.滤波电容的选择：根据所需的输出电压和电流，选择合适的电解电容。
滤波电容的容值较大时，可以滤除更多的脉动电压，但同时也会增加电路的成本和体积。
3.过载保护：为了保护稳压电源和负载，可以在输出端添加过载保护电路，以防止电流过大造成损坏。
4.散热设计：如果直流稳压电源输出功率较大，需要考虑散热问题。
可以在稳压电路上设置散热器，以保证电路的长时间稳定工作。
总之，直流稳压电源的设计需要综合考虑电压稳定性、负载适应性、过载保护和散热等因素。
可以根据实际需要选择合适的稳压器和滤波电容，并合理设计电路结构和参数，以实现稳定可靠的电源供应。
直流稳压电源的设计(包括原理、设计方法及调试步骤
直流稳压电源的设计(包括原理、设计方法及调试步骤直流稳压电源的设计原理直流稳压电源是指将交流电源转化为恒定的直流输出，保证电压的稳定性和输出电流的稳定性。
在直流稳压电源中，使用稳压器将变化的输入电压稳定到稳定的输出电压，以保证外围电路的电压不受外界变化的干扰，从而对外围电路具有恒定的电压和电流稳定性。
设计方法1. 选择输出电压直流稳压电源设计开始之前，应该确定输出电压的数值。
在选定输出电压的同时，还要选择稳定输出电压的稳定器件。
2. 选择稳压芯片在选择稳压芯片时，需要考虑输出电流的大小，选择合适的稳压芯片进行设计。
通常选用的稳压芯片有 LM7805、LM7812等。
3. 选择主电源在选择主电源时，要选择合适的电源电压，以保证输出电压的稳定性。
如果主电源电压较大，则应该降压后进行使用。
4. 选择散热器在选择散热器时，要考虑到电路的输出功率大小及使用环境温度，选择合适的散热器，以便保证散热性能。
在直流稳压电源中，应该添加合适的滤波器，以保证电路的稳定性。
应选择合适的电容，以增加直流稳压电源的稳定性和抗干扰能力。
调试步骤1. 连接电路连接电路时，应先同主电源进行连接，再进行连接其它元件。
在连接稳压芯片时，应遵循芯片的引脚规格，正确连接稳压芯片的输入和输出电路。
2. 测试电压在对电路进行测试时，应得到正确的输出电压。
如果输出电压超出所规定的范围，则应调整散热器，增加电容，以保证输出电压的稳定性。
4. 调整短路保护在对电路进行调试时，应测试短路保护功能。
如果输出电路出现短路，应该通过调整短路保护，以保护电路免受损坏。
总结直流稳压电源可以保证外围电路的稳定性，对电路的功能发挥起到重要的作用。
在设计直流稳压电源时，应选择合适的稳压芯片、主电源、散热器和滤波器，并进行正确的连接和调试，保证电路的稳定性和输出电流的稳定性。
直流稳压电源电路设计
直流稳压电源电路设计首先，为了设计一个有效的直流稳压电源电路，我们需要明确一些设计参数，如输出电压范围、输出电流能力、稳压精度和响应时间等。
这些参数的设定将直接影响到电路的设计和选材。
常见的直流稳压电源电路设计包括线性稳压电源和开关稳压电源。
下面将分别介绍这两种电路的设计原理和步骤。
一、线性稳压电源设计线性稳压电源采用线性稳压器件，如稳压二极管或晶体管，通过在负载电路前加入一个稳压器件，将输入电压降低到稳定的输出电压。
设计步骤如下：1.确定输出电压范围和输出电流能力。
根据需要的供电设备和功耗要求，确定电源的输出电压和输出电流能力。
2.选择稳压器件。
选择适合的稳压器件，如晶体管稳压器、集成运放稳压器等。
根据稳压器件的参数和规格表，确定输入和输出电压范围，以及最大输出电流。
3.设计稳压器件的电路。
根据稳压器件的电路原理和特性，设计稳压器件的电路，如放大电路、调整电路和过载保护电路等。
同时，根据输出电压范围确定反馈电路和稳压电阻的取值。
4.选择滤波电容和滤波电感。
为了减小输出电压中的纹波和噪声，可以在稳压器件的输出端并联一个滤波电容，以及添加一个滤波电感。
5.设计过载和短路保护电路。
为了保护电源电路和负载设备，可以设计一个过载和短路保护电路，如过电流保护电路和过温保护电路等。
6.测试和调整。
完成电源电路的设计后，需要进行测试和调整，以确保设计满足要求，并具有良好的稳定性和可靠性。
二、开关稳压电源设计开关稳压电源采用开关稳压器件，如开关电源芯片，通过不断开闭开关来调整输出电压。
设计步骤如下：1.确定输出电压范围和输出电流能力。
与线性稳压电源相同，根据需要的供电设备和功耗要求，确定电源的输出电压和输出电流能力。
2.选择开关稳压器件。
根据输出电压和输出电流的要求，选择适当的开关稳压芯片。
根据芯片的参数和规格表，确定输入和输出电压范围，以及最大输出电流。
3.设计开关稳压器件的电路。
根据开关稳压芯片的电路原理和特性，设计开关稳压芯片的电路，如控制电路、功率开关电路和反馈电路等。
直流稳压电源设计
直流稳压电源设计一、设计思路1.输入电压选择：确定输入电压的范围，通常情况下输入电压可以选择为220V交流电。
2.输出电压稳定性：稳定输出电压，使得输出电压的波动范围尽可能小，一般可控制在2%以内。
3.负载适应性：保证负载电器在不同负载条件下都能正常工作。
4.过压保护：设计电路可以在过压情况下立即切断输入电压，以保护负载电器的安全。
二、电源设计流程1.确定输入电压和输出电压的需求。
2.选择稳压电路拓扑结构，常见的有电阻分压稳压电路、二极管稳压电路、晶体管稳压电路等。
3.根据选择的稳压电路结构，设计相应的电路原理图，包括电路图纸、电路布局和连接等。
4.进行元器件选型和电路参数计算，包括选取合适的电容、电感、稳压管等。
5.进行电路的仿真和调试，检查电路参数的稳定性和输出电压的波动范围。
6.组装和测试电路板，检查电路在实际条件下的输出电压和电流值。
7.进行最终的性能测试和调试，验证电路的稳定性和负载适应性。
8.如果需要，可以进行额外的过压保护电路的设计和测试。
三、可能遇到的问题和解决方案1.输出电压波动较大：可以增加电源滤波电容和电感，并对电源线路进行合理布局和连接。
2.过压问题：可以设计过压保护电路，当输出电压超过一定范围时，立即切断输入电压。
3.负载电器无法正常工作：可以检查电源连接是否正确，是否存在短路或开路等问题，并对负载电器进行测试和调试。
四、设计的注意事项1.选择合适的稳压电路结构，根据需求选择适合的电阻、二极管、晶体管等元器件。
2.选择合适的电源滤波电容和电感，保证输出电压的稳定性和波动范围。
3.进行合适的电路仿真和调试，确保电路参数的合理性和稳定性。
4.注意电路的连接和布局，避免电源线路产生干扰和噪音。
5.做好电路板的组装和测试工作，确保电路在实际工作条件下的稳定性和适应性。
6.针对不同的负载条件和需求，合理调整电路参数和元器件选型。
综上所述，直流稳压电源的设计需要根据输入输出电压的需求，合理选择稳压电路结构并进行电路仿真和调试。
可调直流稳压电源课程设计
可调直流稳压电源课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解可调直流稳压电源的工作原理，掌握其关键组成部分及功能。
2. 学生能掌握电路图中的元件符号，并运用这些符号绘制简单的可调直流稳压电源电路图。
3. 学生能描述不同类型的可调直流稳压电源特点，以及其在实际应用中的优缺点。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计并搭建一个简单的可调直流稳压电源电路。
2. 学生能通过实验，学会调节可调直流稳压电源的输出电压，并掌握基本的调试技巧。
3. 学生能运用数学和物理知识分析电路性能，解决实际问题。
情感态度价值观目标：1. 学生通过动手实践，培养对电子技术的兴趣，激发创新意识。
2. 学生在小组合作中，培养团队协作精神和沟通能力，增强集体荣誉感。
3. 学生认识到可调直流稳压电源在日常生活和工业生产中的重要性，增强环保意识和责任感。
课程性质：本课程属于电子技术实践课程，结合理论教学，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：学生处于高年级阶段，已具备一定的电子技术基础知识和实验操作能力。
教学要求：教师应结合学生特点，采用启发式教学，引导学生主动探索，注重培养学生的创新意识和实践能力。
通过课程目标的设定，将知识、技能和情感态度价值观的培养贯穿于教学过程，为后续教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容本节教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，进行以下安排：1. 理论知识：- 介绍可调直流稳压电源的工作原理，涉及教材第3章“直流稳压电源”相关内容。
- 分析可调直流稳压电源的组成部分，包括调整管、稳压集成电路、反馈电阻等，参考教材第4节“稳压电源的组成及功能”。
- 讲解不同类型的可调直流稳压电源特点，对比分析各种电源的优缺点，参考教材第5节“各类稳压电源的性能比较”。
2. 实践操作：- 指导学生绘制可调直流稳压电源电路图，运用教材第6节“稳压电源电路图的绘制方法”。
- 组织学生搭建和调试可调直流稳压电源电路，实践教材第7节“稳压电源的组装与调试”。
直流稳压电源的设计
一、直流稳压电源现代电子设备使用的电源大致有线性稳压电源和开关稳压电源两大类。
所谓线性稳压电源是指起电压调整功能的器件始终在线性放大区的支流稳压电源。
将220V、50Hz的工频电压经过线性变压器降压以后，经过整流、滤波和稳压，输出一个直流电压。
开关稳压电源简称开关电源（Switching Power Supply）,它是指起电压调整作用的期间始终以开关方式工作的一种直流稳压电源。
下面我们对两种稳压电源进行分析。
线性稳压电源原理图如图2-1所示：工频电压器整流滤波电路基准放大器取样由50Hz工频变压器，整流器，滤波器，串联调整稳压器组成。
开关稳压电源其输入，输出隔离的开关电源原理框图：直流输出交流输入EMI滤波器整流滤波变换电路高频变压器整流滤波控制驱动采样比较放大开关电源原理框图50HZ 单相交流220V 电压或三相交流220V/380V 电压经EMI 防电磁干扰电源滤波器，直接整流滤波，然后将滤波后的直流电压经变换为数十或数百千赫的高频方波和准方波电压，通过高频变压器并降压（或升压）后，再经高频整流，滤波电路，最后输出直流电压。
通过采样，比较，放大或控制，驱动电路，控制变换器中功率开关管的占空比，便得到稳定的输出电压。
两类电源的选择:线性稳压源的优点是：电源稳定度及负载稳定度较高；输出纹波电压小；瞬态响应速度快；线路结构简单，便于维修；没有开关干扰。
缺点是：功耗大、效率低，其效率一般只有35~60%；体积大、质量重、不能微小型化；必须有较大容量的滤波电容。
其中，交换效率低下是线性稳压电源的重要缺点，造成了资源的严重浪费。
在这种背景下，开关稳压电源应运而生。
任何电子设备均需直流电源来供给电路工作，特别是采用电网供电的电子产品，为了适应电网电压波动和电路的工作状态变化，更需要具备适应这种变化的直流稳压电源。
但开关稳压电源的主要缺点是电路比较复杂。
输出纹波电压较高，瞬态响应差，并且存在较为严重的开关干扰。
直流稳压电源的设计与制作PPT课件
直流稳压电源的定义和重要性
直流稳压电源是一种能够提供稳定直流电压的电源，广泛应用于各种电子设备和系 统中。
由于电子设备和系统的电压需求通常都是稳定的，因此直流稳压电源对于保证设备 的正常运行和稳定性至关重要。
在现代电子技术和通信技术中，直流稳压电源的应用更是无处不在，因此掌握其设 计和制作技术对于电子工程师和相关专业人员来说具有重要意义。
电压调整率
在输入电压变化±10%的条件下，输 出电压的变化率应小于±1%。
负载调整率
在输出电流变化±10%的条件下，输 出电压的变化率应小于±1%。
测试方法与步骤
纹波电压
在空载条件下，测量输出电压的纹波电 压应小于输出电压的1%。
VS
温度稳定性
在25℃±5℃的条件下，测量输出电压的变 化率应小于±0.1%。
输出电流的确定
总结词
输出电流是衡量直流稳压电源负载能力的重要指标，应根据实际负载的需求进行选择。
详细描述
在确定输出电流时，需要考虑最大负载电流和平均负载电流。最大负载电流是指电源能够提供的最大电流值，而 平均负载电流则是根据实际使用情况来确定的电流值。选择合适的输出电流能够确保电源在各种负载条件下都能 稳定工作。
布线设计
根据电路的电流和电压要求，选择合 适的导线规格和布线方式，确保电路 的电气性能和可靠性。
焊接与调试
焊接技巧
掌握焊接的基本技巧和方法，确保元器件焊接牢固、美观。
调试步骤
根据电路原理，进行调试操作，检查电路的性能指标是否符 合设计要求，并进行必要的调整和优化。
05 直流稳压电源的性能测试
测试方法与步骤
06 直流稳压电源的应用与展 望
应用领域与实例
直流稳压电源课程设计
直流稳压电源课程设计一、引言直流稳压电源是电子电路实验中常用的实验装置之一。
它通过将交流电转换为稳定的直流电，在电子设备实验中提供稳定的电源供应。
本文将介绍一个关于直流稳压电源的课程设计，主要包括设计目的、设计原理、电路搭建、性能测试和实验结果分析等内容。
通过该课程设计，学生可以学习到直流稳压电源的基本原理和应用。
二、设计目的直流稳压电源是电子电路中使用广泛的一种电源，具有电压稳定性好、输出能力强等优点。
本次课程设计的目的是让学生了解直流稳压电源的工作原理，学会使用电压稳压IC和电阻调节器等元件构建稳压电源电路，并能够通过测试电路性能和分析实验结果，理解直流稳压电源的工作特性。
三、设计原理直流稳压电源的主要原理是利用反馈控制，通过电压稳压IC对输入电压进行调控，使输出的直流电压保持稳定。
设计中常用的电压稳压IC有LM317、LM337等，它们可以根据需要提供不同的输出电压范围。
电压稳压IC的输入端接入可变电压源，输出端接入负载电阻，通过调节稳压器的输出电压来输出所需的稳定直流电压。
四、电路搭建电路搭建主要分为几个步骤：1. 准备好电压稳压IC和其他所需的元件，包括电阻、电容等。
2. 将直流电源连接到电压稳压IC的输入端，注意极性的正确连接。
3. 连接负载电阻到电压稳压IC的输出端，确保正常连接。
4. 根据需要，可以添加过压保护电路、滤波电容等元件来改善电路性能。
五、性能测试完成电路搭建后，可以进行性能测试来验证电压稳压电路的工作情况。
主要包括以下几个方面的测试：1. 输出电压调节范围测试：通过调节稳压器电阻的值，测试输出电压的调节范围。
2. 负载调整能力测试：通过改变负载电阻的大小，测试输出电压的稳定性。
3. 过载保护测试：通过增加负载电阻，观察电路是否具有过载保护功能。
4. 温度稳定性测试：通过改变环境温度，测试电压稳压电路的稳定性。
六、实验结果分析根据实验测试结果，可以对设计的直流稳压电源进行分析和评估。
直流稳压电源设计
RL
R2
-
比环有差调整系统
2. 集成稳压器
随着半导体工艺的发展，稳压电路也制成了集成 器件。由于集成稳压器具有体积小，外接线路简单、 使用方便、工作可靠和通用性等优点，因此在各种电 子设备中应用十分普遍，基本上取代了由分立元件构 成的稳压电路。集成稳压器的种类很多，应根据设备 对直流电源的要求来进行选择。对于大多数电子仪器、 设备和电子电路来说，通常是选用串联线性集成稳压 器。而在这种类型的器件中，又以三端式稳压器应用 最为广泛。
一 、实验目的
1． 研究单相桥式整流、电容滤波电路的 特性。
2． 掌握串联型晶体管稳压电源主要技术 指标的测试方法。
3． 研究三端集成稳压器的特点和性能指 标的测试方法。
4． 了解集成稳压器扩展性能的方法。
二、实验原理
1.串联型晶体管稳压电源
图9.1 直流稳压电源框图
直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳 压电路四部分组成，其原理框图如图9.1 所示。
直流稳压电源的组成和功能
电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的 交流电压u2。
整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。 滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的
直流电压u4。 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,
保持输出电压uo的稳定。
Exit
T
+
+
R1
T : 电源调整管
R、DZ：稳压电路，提供基 VI R 准电压
（1） .稳压系数Sv （电压调整率）
稳压系数定义为：当负载保持不变，输出电压相 对变化量与输入电压相对变化量之比，即
Sv
=
△UO/UO △UI/UI
R L =常数
课程设计直流稳压电源
课程设计直流稳压电源一、课程目标知识目标：1. 理解直流稳压电源的基本工作原理，掌握其主要组成部分及功能；2. 掌握各类稳压电源的电路特点和应用场景；3. 学会分析直流稳压电源的电路性能，并能进行简单计算。
技能目标：1. 能够正确绘制并识别直流稳压电源的电路图；2. 学会使用实验仪器和设备进行直流稳压电源的搭建与调试；3. 能够运用所学知识解决实际电路中与直流稳压电源相关的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队合作精神，提高沟通与协作能力；3. 增强学生的环保意识，了解节能降耗的重要性。
课程性质：本课程属于电子技术基础课程，以理论教学与实践操作相结合的方式进行。
学生特点：本课程针对初中年级学生，他们对电子技术有一定的好奇心，但知识储备有限，需要通过生动的实例和实际操作来激发学习兴趣。
教学要求：注重理论与实践相结合，突出实用性，通过讲解、演示、实践等多种教学手段，使学生掌握直流稳压电源的相关知识，提高实际操作能力。
在教学过程中，关注学生的学习进度，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 直流稳压电源的定义、分类及工作原理；- 稳压电源的主要组成部分：电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路；- 常见稳压电源电路（如：串联型稳压电源、并联型稳压电源）的原理及特点；- 稳压电源的性能指标及选用。
2. 实践操作：- 学会使用实验仪器和设备进行直流稳压电源的搭建；- 学习绘制直流稳压电源的电路图；- 学习对搭建的直流稳压电源进行调试与性能测试；- 分析实验结果，总结实验经验。
3. 教学大纲：- 第一课时：直流稳压电源的定义、分类及工作原理；- 第二课时：稳压电源的主要组成部分及功能；- 第三课时：常见稳压电源电路原理及特点；- 第四课时：稳压电源性能指标、选用及实践操作；- 第五课时：实验操作、分析及总结。
直流稳压电源设计与装调ppt课件
图10.7 由两只三极管组成的四种类型的复合管
当由于电源电压上升引起输出电压上升时，稳压过程由下列式子给出： Ui↑→Uo↑→Ub2↑→Ic2↑→Uc2↓→Ub1↓→Ube1↓→Uce1↑→Uo↓。 其实这个稳压过程的实质，就是电路的负反馈电路在起作用。 三极管串联调整型稳压电路的优点是：稳压效果好，带负载能力大，输出电压在一定范围内可调。
如果用三极管来代替限流电阻，就构成了三极管串联调整型稳压电路，如图10.3所示。
图10.3 最简单的三极管串联调整型稳压电路
2. 三极管串联调整型稳压电路的稳压过程 三极管串联调整型稳压电路的稳压过程如下： 当负载不变、输入电压Ui升高时，会引起输出电压Uo变高。由于稳压二极管两端的电压基本不变，所以b点的电压也基本不变，Ube=Ub-Uo值变小，根据三极管得输出特性，基极电流Ib和集电极电流Ic都要减小，导致Uce变大，于是抵消了Uo的升高，保持输出电压值基本稳定。当负载不变、输入电压Ui降低时，稳压过程与上述相反。 当输入电压不变、负载电流变大时，电流在电源内祖上的压降增加，会引起输出电压Uo降低。由于Ub基本不变，则Ube=Ub-Uo值变大，导致Uce跟随着变小，于是抵消了Uo的降低，保持输出电压值基本稳定。当输入电压不变、负载电流变小时，稳压过程与上述相反。
输出电压由下式决定： 一个输入直流电压为UI＝15V、输出直流稳定电压为8～12V、最大负载电流为I0max＝3A的实际电路如图10.8所示
图10.8 实用的三极管串联调整型稳压电路
1．三端固定输出式集成稳压器系列 常用的三端固定输出式集成稳压器有输出为正电压的W78××[u1] 系列和输出为负电压的W79××系列。如图10.9所示，为W78××系列的外形、电路符号及基本接法。W78××系列三端稳压块的输出电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V和24V共七种规格，型号的后两位数字表示其输出电压的稳压值。例如，型号为W7805和W7812的集成块，其输出电压分别为5V和12V。 同一种规格的三端稳压块，在输出电流的大小上也有所不同，例如标注为7805、78M05和78L05的三端稳压块，其输出稳压值都是5V，但输出电流分别为1.5A、0.5A和0.1A（这个电流值都是指在满足一定散热条件下的最大输出电流值）。 W79××系列的稳压块其输出电压的规格与W78××系列相同，但其管脚功能与W78××系列不同。79××系列稳压块的1脚是输入端，2脚为接地端，3脚为输出端。79××系列稳压块的1脚是接地端，2脚为输入端，3脚为输出端。在使用时要特别引起注意。 [u1]此处的“W78××和W7９××”是否应改为“ＣW78××和ＣW7９××”？也可以不该，带C的是中国产的。
直流稳压电源的设计与测试
直流稳压电源的设计与测试一、概述直流稳压电源是一种为电子器件提供安全、稳定、可靠的直流电源的电力设备。
它可以将市电或其他电源的交流电转化为稳定的直流电，经过滤波电路和稳压电路的处理，输出电流与电压的波动范围大大缩小，能够满足各种精密电子设备对电源稳定性的要求。
本文将介绍直流稳压电源的设计与测试。
二、设计1.需求分析根据使用需求，我们需要设计一款输出电压为0-30V，输出电流为0-3A的稳压电源。
2.方案设计（1）变压器设计：在市电电压为220V的情况下，按照1：1.4的变比来设计变压器的绕组。
（2）整流电路设计：选用整流桥并联整流电路进行整流。
（3）滤波电路设计：使用电容进行滤波。
（4）稳压电路设计：输入稳压电路的控制芯片选用LM317，其输出电压和电流可以通过外部元件调整。
（5）输出功率管设计：使用大功率MOS管进行输出功率控制。
（6）保护电路设计：考虑到电压浪涌对直流稳压电源的损害，为保护电源，设计了过压、过流保护电路和短路保护电路。
三、测试1.测试方法使用万用表测试输出的电压和电流是否符合设计要求。
同时，还需要进行短路、过压、过流保护测试，检测直流稳压电源是否能够正常工作并发挥保护作用。
2.测试结果经过测试，输出电压和输出电流均符合设计要求，并且在过压、过流保护、短路保护等情况下，直流稳压电源都有良好的保护作用，能够保护被测试电子器件不受损坏。
四、总结直流稳压电源是电子设备所必须的电力设备之一，由于其在使用中电压、电流的稳定性都非常重要，因此在设计和测试中需要特别注意各项指标的标准化要求，以确保直流稳压电源的可靠性和稳定性，从而为电子器件的稳定性提供有力保障。
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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，（直流）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。
此次设计选的是B指标。
三、设计方案(串联型稳压电路）
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
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：（U2是有效值）
2
222
00
11
090
2
O o
U u t d t td t U
|()|sin.
ππ
ωωω
πππ
===≈
⎰⎰
通过每只二极管的平均电流为：
2
045
2
O
O
L L
U U
I
R R
.
=≈
每只二极管承受的最大反向电压为：
2
RM
U=（不要烧坏二极管）
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：（电网电压或者负载变化会引起输出电压的变化）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）。
输出电压：指稳压电源的输出电压，也是稳压器的输出电压。
当输入电压为额定值时，可直接用电压表测量。
纹波电压：指叠加在输出电压U O上的交流分量。
可用示波器观测其峰-峰值或者有效值。
稳压系数：指在负载电流、环境温度不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化，即（自行查找资料)
O
I
O I
r T
O I
U U
S
U U
/|
∆∆
=
=
=常数
常数
输出电阻：稳压电路输入电压一定时，输出电压变化量△U O与输出电流变化量△I O之比，即
O
O
o I
U
R
∆
∆
=(U I为常数)
元件清单
Comment Description Designator Quantity 变压器U5 1 电解电容1uF、10uF C3、C4 2 电解电容330uF、1000uF C1、C2 2 LED D1, D2 2 二极管DP1, DP2，DP3, DP4 2 LM317 P1 1 滑动变阻器1k R1, R7, R9, R10 4 电阻150R R2, R3, R4, R5, R6 5 电阻200R U7 2
四、电路仿真与分析
1）仿真总体图：
2）仿真最小输出值(3V)：
3）仿真最大输出值(9V)：
五、系统设计与面包板调试
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+
u1u2 u3 u I U0 _ 变压器_ 电路_ 电路_ 电路_
（a）稳压电源的组成框图
u u u3 u I U0
0 t 0 t 0 t 0 t
（b）整流与稳压过程
1)整流电路
使用的整流器件较全波整流时多一倍，整流电压脉动与全波整流相同，每个器件所承受的反向电压为电源电压峰值，变压器利用率较全波整流电路高。
2）滤波电路
根据 300105,5,12,9--⨯==∆==v p p I S mV U V U V U ， 和公式
常数
常数
==∆∆=
o I T I
I v U U U U S 0
可求得： v
I p op I S U U U U 0-∆=
∆
所以，滤波电容：
I
I
c U T I U t
I C ∆⋅=∆=
2
max 0
3）稳压电路
因为要求输出电压可调，所以选择三端可调式集成稳压器。
可调式集成稳压器，常见主要有CW317、CW337、LM317、LM337。
317系列稳压器输出连续可调的正电压，337系列稳压器输出连可调的负电压，可调范围为1.2V~37V ，最大输出电流m ax O I 为1.5A 。
稳压内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。
4）调压电路
电位器在0到500R 之间，输出电压连续可调：约为3V~9V 。
5）面包板调试
六、PCB设计
1）原理图（附录）1）PCB图（附录）3）实物照片
七、系统验证与小结
根据以上实验验证，该设计完全满足课程的要求。
电子线路设计的实习要求我们熟悉电子元器件、熟练掌握相关工具的操作以及电子设备的制作、装调的全过程，从而有助于我们对理论知识的理解，帮助我们学习专业的相关知识。
培养理论联系实际的能力，提高分析、解决问题的能力。
通过一个这些日子以来的的电子线路设计，使我对电子元件及电子产品与调试有一定的感性和理性认识，打好了日后工作基础。
同时实习使我获得了PCB 制作的实际生产知识和装配技能，在提高了我分析问题和解决问题的能力的同时，也增强了独立工作的能力。
最主要的是培养了我与其他同学的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。
感触最深的便是实践联系理论的重要性，当遇到实际问题时，只要认真思考，用所学的知识，再一步步探索，是完全可以解决遇到的一般问题的。
实习对自己的动手能力是个很大的锻炼。
实践出真知，纵观古今，所有发明创造无一不是在实践中得到检验的。
没有足够的动手能力，就奢谈在未来的科研尤其是实验研究中有所成就。