低纹波双电池直流稳压电源设计与实现
直流稳压电源的设计(包括原理、设计方法和调试步骤)
.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。
双路可调直流稳压电源设计与制作
课程设计报告课程设计名称：双路可调直流稳压电源设计与制作指导教师：学生：学号：班级：专业：学院：完成时间：1.稳压电源发展史1955年美国的科学家罗那（G.H.Royer）首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器。
此后，利用这一技术的各种形式的精益求精直流变换器不断地被研制和涌现出来，从而取代了早期采用的寿命短、可靠性差、转换效率低的旋转和机械振子示换流设备。
由于晶体管直流变换器中的功率晶体管工作在开关状态，所以由此而制成的稳压电源输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻，因而当时被广泛地应用于航天及军事电子设备。
由于那时的微电子设备及技术十分落后，不能制作出耐压高、开关速度较高、功率较大的晶体管，所以这个时期的直流变换器只能采用低电压输入，并且转换的速度也不能太高。
60年代，由于微电子技术的快速发展，高反压的晶体管出现了，从此直流变换器就可以直接由市电经整流、滤波后输入，不再需要工频变压器降压了，从而极大地扩大了它的应用范围，并在此基础上诞生了无工频降压变压器的开关电源。
省掉了工频变压器，又使开关稳压电源的体积和重量大为减小，开关稳压电源才真正做到了效率高、体积小、重量轻。
70年代以后，与这种技术有关的高频，高反压的功率晶体管、高频电容、开关二极管、开关变压器的铁芯等元件也不断地研制和生产出来，使无工频变压器开关稳压电源得到了飞速的发展，并且被广泛地应用于电子计算机、通信、航天、彩色电视机等领域，从而使无工频变压器开关稳压电源成为各种电源的佼佼者。
2.方案论证2.1串联式直流稳压电路串联型直流稳压电源通常由电源变换电路、整流电路、滤波电路、稳压电路和负载组成，其原理框如图3.1-1、图3.1-2所示。
图3.1-1 直流稳压电源原理框图图3.1-2 稳压电路原理方框图（一）各单元电路功能及作用（表3.1-1）1. 电源变换电路：电源变换电路通常是将220V 的工频交流电源变换成所需的低压电源，一般由变压器或阻容分压电路来完成。
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。
低噪声,低纹波半导体激光器电源的设计及实现报告
低噪声、低纹波半导体激光器电源的设计与实现信息科学技术学院电子学系99级谭跃摘要（Abstract）在频率标准技术领域，随着半导体激光的广泛运用，激光频率标准成为一种更为新兴、更为先进的频率度量尺度。
简单来说，就是将激光频率锁定在某一个稳定值（例如，一条原子谱线上），这对激光器本身的稳定性提出了很高的要求。
作为激光器本身，其稳定性决定于两个方面：温度控制和注入电流。
对激光器精密的控制操作要求这对两个因素具有较强的可控性。
那么，提供一个特殊的激光其电流源是我们工作的第一个要点。
同时，激光器中的温度控制和电流控制都需要低温波和低噪声的线性电压源作为能源驱动。
事实上，有相当多的可用的电压源已经实现并满足这些指标要求。
同时，我们发现，激光器的稳定性更取决于后级的电流控制器。
但是，在这些要求上，仍有改进的余地。
于此，在这篇文章中，笔者同时描述了由笔者设计并实现的这一种新型电源。
在下文中所描述的，正是笔者所设计的，并获得成功的电路系统。
关键词：电源电压电流高速精密校正Abstract:In the area of the technology of frequency scale, semiconductor diode laser has recently become useful tools. It’s a new and advanced technology to use the laser to be the frequency scale. To lock the laser on some fixed value (e.g., near an atomic resonance line), we need the high-stabilization laser. Since the laser frequency and output power depend on both the diode junction temperature and injection current, stable laser operation requires that these quantities be precisely regulated. Then, to complete a special current controller for the diode lasers is the first point of our job.Both of the temperature controller and the current controller require the wee-ripple and low-noise voltage power. To achieve the necessary wee ripple and low noise, a number of commercial voltage power devices are available. And we find that the performance limit is usually related to the latter controller. However with regard to voltage power, we found room for improvement. In this article, we as well describe a new power which is answered our needs.We’ve achieved satisfactory performance with the circuit system described in the following.Keywords:Power Supply Voltage Current High speed Sensitive Regulate一、引言一、介绍作为一种很好的可调、单色激光源，随着其理论的成熟和制造工艺水平的提高，半导体激光器日益成为科学研究领域中的一项强有力的工具。
稳压电源设计与实现
FUSE1
L1
LM 7805CT
J2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 Vin
+5V 3
+5V
1
2
GND 2
220u/16V
3300u/16V
B1 +
C4
3 4 5
C1
6 7
8
5VGND
9
10
L2
11
LM 7812CT
12
1 Vin
+12V 3
+12V
13 14
GND 2
FUSE2
15
C5
16
17
C2
18 19
+
12VGND
20
B2
21
22
FUSE3
C3
C6
23 24
25
26
220u/16V 220u/16V
2200u/25V 2200u/25V
GND 1
2 Vin
-12V 3
L3 LM 7912CT
-12V
稳压电源 电路板
元件清单 集成稳压电路：7805，7812，7912 各1片 整流桥：1A100V 2片 电解电容：2200u/25V电解电容 2只 3300u/16V电解电容 1只 220u/16V电解电容 2只 散热片：3 个 保险管：1A250V 3只配6只管座 接插件：DIP8 IC插座 5只 26线双排插针 5排 线路板：1块 其他：螺钉、导线、焊锡若干
申而来，开关电源电路复杂，不易实现。
⑶ DC-DC变换器 利用开关稳压电路基本原理设计旳集成开关
稳压器，外围元件少，易于实现。
MC34063 可工作于Buck 或Buck-Boost型 输入电压：3~40V 开关电流：1.5A
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
双路可调直流稳压电源设计和制作
双路可调直流稳压电源设计与制作一、设计题目1.双路可调直流稳压电源设计与制作2．设计指标：1）.输出电压U在0～±12V之间连续可调；O2）.最大输出电流1A；3）. 纹波电压(峰-峰值) < 5mV（在电压为5V，带负载情况下）；4）. 效率≥50%(输出电压为+5V，输入电压为220V下，满载)。
二、基本原理1.变压部分可通过变压器来实现。
2.整流电路一般采用桥式是整流，可采用4个整流二极管接成桥式，也可采用二极管整流桥堆。
3.滤波电路在输出电流不大的情况下，一般选用电容滤波即可。
4.稳压电路可采用集成稳压电路，具体技术要求可参考《模拟电子技术》。
调整电路比例电阻的选择，其中电阻R1与电位器R2组成输出电压调节器。
R1一般取120－240欧姆，输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压（典型值为），输出电压Uo的表达式为：Uo＝（1＋R2/R1）5.保护电路可采用防过流冲击电路。
三、设计步骤1．电路图设计（1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。
（2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。
（3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。
（4）总电路图：连接各模块电路。
2. 设计思想（1）电网供电电压交流220V(有效值)频率为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。
（4）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R L 。
四、电路设计（一）直流稳压电源的基本组成直流稳压电源是将频率为50Hz 、有效值为220V 的单相交流电压转换为幅值稳定、输出电流为几十安以下的直流电源，其基本组成如图（1）所示：图（1） 直流稳压电源的方框图 直流稳压电源的输入为220V 的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。
低纹波直流稳压电源解读
1
本系统主要由开关稳压模块及反馈模块、线性稳压及采样模块、控制系统三部分。，下面分别论证这3个模块的选择。
1.1
方案一：Buck-Boost电路。电路由Buck变换器后串一个Boost变换器，经过等效简化而得，可以降压和升压。此电路特点是结构简单，控制方便；可实现升降压，但当增加流过电感等元件的电流时，元件会应电流过大，出现效率低和发热等问题。
方案二：新型Buck-Boost电路。新颖的Buck-Boost电路-Boost-Interleaved Buck-Boost变换器(BoIBB)。此电路有两个独立控制的开关器件，可使电路分别工作在Buck模式和Boost模式。。这种拓扑不仅能实现升降压，而且可以减小开关压力，还可以限制浪涌电流的大小。但是该电路控制复杂，输入电流和输出电压波纹较大。
方案三：Cuk电路。该电路是根据Boost电路和Buck电路的组合进行研究变换后得到的一个电路。该电路只有一个开关，控制简单，导通比可大于0.5。在输入和输出之间由一电容传送能量，有利于减小体积，提高功率密度。相比Buck-Boost电路，该电路具备以下突出优点：电路输入、输出电流连续，没有脉动，纹波很小，不会造成较强的电磁干扰；输出电压稳定，纹波小；具有良好的调压特性，占空比在0～1之间变动时，变压比在零到正无穷之间变化；与带输入输出滤波器的Buck-Boost变换器、输入滤波器的Buck变换器、带输出滤波器的Boost变换器相比，元件较少，功能较强，无需另加辅助电源板，等优点。
AD820是一块精密、低功耗、FET输入运算放大器，可以采用5V至36V单电源或±2.5V至±18V双电源供电。
双电池低纹波直流稳压电源设计
双电池低纹波直流稳压电源设计作者：姜丽萍来源：《信息记录材料》2019年第03期【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[1-2]。
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，输出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、输出范围宽等优点，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[3-4]。
本文针对惯性导航系统中高精度姿态测量问题，设计一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采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，输出所需電压，同时通过数码管显示蓄电池组当前电压及输出电压。
3 系统电路设计3.1 正输出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。
双电池低纹波直流稳压电源设计
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。
双极性可调低纹波直流稳压电源方案设计
【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
低涟波直流电源的设计与实验
低涟波直流电源的设计与实验第一章引言低涟波直流电源是现代电子系统中常用的电源，其具有低涟波噪声、高精度调节、高效率等优点。
本文将介绍低涟波直流电源的设计与实验，包括电源的原理、电源的设计、实验过程和结果分析。
第二章低涟波电源的原理低涟波电源的设计目的在于降低电源输出涟波，使其稳定可靠，满足需要。
主要采用三种方式进行设计，包括电源滤波、电源隔离、电源负载的控制等方法。
下面将详细介绍这些方法的原理。
2.1 电源滤波电源滤波可以通过添加电容器来减少不稳定电流的波动，使输出电源信号变得更加平滑、稳定。
当交流信号通过一个电容器后，会被挡住，将只有直流电流来驱动负载。
因此，在电源设计时加入高品质的滤波器以过滤电源中的不稳定信号，能够有效地降低涟波。
2.2 电源隔离隔离电源是指将电源与负载分离，从而提高电源的稳定性和可靠性。
它是通过使用一个隔离变压器来将负载隔离开来实现的。
隔离变压器是一类具有一个或多个分别绕在两个不同的磁芯上的反馈变压器。
2.3 电源负载的控制电源负载控制是指通过控制电源电压来达到控制负载的目的，可以减少负载对电源输出的干扰。
具体方式可以采用基于微处理器的负载控制技术、负载自适应控制技术等，通过动态调整电源的输出量以控制负载。
第三章低涟波电源的设计本节将结合实际进行低涟波电源的设计流程。
首先，我们需要选取适当的元件，如环氧树脂变压器、高效铝电解电容器等，进行连接。
例如，我们可以选用三种电源隔离方式实现隔离，具体连接方法如下：3.1 隔离变压器连接图通过使用隔离变压器，能够有效地将电源与负载分离，降低电源波动，从而获得稳定的输出电源。
3.2 负载隔离连接图在电路中插入高品质的电阻作为负载，能够有效地降低负载对电源输出的干扰，同时实现电源隔离。
3.3 高精度稳定器连接图高精度稳定器可以通过不断调节电源的电压来达到控制负载的目的，从而减少负载对电源的影响。
第四章低涟波电源的实验通过实验，我们能够检验设计的电源是否合理、功率是否稳定。
低纹波直流稳压电源
H题低纹波直流稳压电源
【专科组】
2014年9月6日
摘要
本低纹波直流稳压电源主要设计共分三大部分：开关稳压模块及反馈模块、线性稳压及采样模块、控制系统。控制系统包括液晶显示、键盘输入、单片机。以单片机为核心，在单片机中进行信号的处理及控制，用液晶显示出需要显示的值，开关稳压模块及反馈模块由TL494、IR2110、AD820等模块及电路组成，线性稳压及采样模块由LM358、MAX4173、AD623AN、ACS712等模块电路组成，这样的设计可以使整个系统容易满足设计的要求。
MAX4173、AD623AN应用于采样模块，用来采样数据发给单片机处理、控制，它们一起组成比较可靠的采样电路，对整个系统一定的作用。
1.3
（1）单片机选择：
方案一：单片机选择使用AT89C51。与MCS-51 兼容，4K字节可编程闪烁存储器。全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定，128x8位内部RAM，32可编程I/O线，两个16位定时器/计数器
方案二：单片机选择使用用STC89C5。一个时钟/机器周期8051，超强加密，高速，高可靠，低功耗，强抗静电，强抗干扰。
选择方案：因为ST89C5A可以将时钟可以提高12倍，读写速度快。节约系统的反应时间，让系统更加高效。
方案选择：方案二。
（2）显示部分：
方案一：LCD1602A液晶屏，其内部的字符发生存储器已经存储了160个不同的点阵字符图形。输入电压为5V。
2.2线性稳压及采样模块
2.2.1线性稳压及采样模块原理图
图6、线性稳压及采样模块原理图
2.2.2
MAX 4173的内部结构是由A1和A2是两个运算放大器,构成差动输入,这样可以增强抗干扰能力,提高小电流信号的测量准确度;Q1和Q2是两个三极管;COMP是一比较器;Rsence是电流采样电阻,采用热稳定性好、漂移小的康铜丝制作。
直流稳压电源设计-低频电子线路实验报告
直流稳压电源设计一、实验目的学会选择变压器、整流二极管、滤波电容以及集成稳压器来设计直流稳压电源；掌握稳压电源的主要参数性能及其测试方法。
二、实验电路设计要求1、可以输出直流电压3V~9V，并连续可调；2、Iomax=200mA；3、稳压系数小于5×10^(-3)；4、纹波峰峰值小于5mV。
三、设计电路的基本思路直流稳压电源要求将电网中提供的220V交流电压转化为值较小的直流电压，故电路应该分为三个部分，第一个部分是电源变压器部分，提供12V 交流电；第二个部分是整流滤波电路，主要由二极管和电容构成，是电路中最重要的部分；第三个部分是稳压电路，将纹波尽可能减小，从而得到较为稳定的直流电压。
四、仿真电路设计1、电源变压器以及整流滤波电路V1220 Vrms 50 Hz0°T1 0178变压器选择副边输出12V，整流二极管选择整流效果最好的桥式整流接法。
连接时应该注意二极管的正负方向。
关于电容的选择：滤波电容应当由纹波电压△V0和稳压系数Sv来确定，由稳压器的最大输入电压Vi=12V和输出电压Vo=9V以及稳压系数Sv=5×10^(-3)，纹波峰-峰值△V0=5mV可得稳压器输入电压的变化量△Vi=△V0×Vi／（Vo×Vs）=4/3，从而得到滤波电容C=Ic×t／△Vi约为1500μF，故取三个470μF的电解电容并联以达到要求。
2、稳压电路U2稳压器选择cw317（仿真软件由于没有cw317，故取lm317代替），对于稳压器而言，图中R2与接adj端的可变电阻（以RP1代替）组成了稳压器电压输出调节电路，输出电压V0约为1.25×（1+RP1/R2），根据实验要求，若取R0=200Ω，由于V0最大取9V，代入算得RP1=1240Ω，取2个1kΩ可变电阻串联代替。
电容c2的作用是减小输出的纹波电压，二极管D2作用是防止输出端与地短接，损坏稳压器。
低纹波双电池直流稳压电源设计与实现
低纹波双电池直流稳压电源设计与实现李杰;程为彬;冯笃;满荣娟【摘要】为实现供电电源的低纹波输出，采用纹波控制方法，设计了一种双电池充供欠满自主切换的低纹波直流电源，并对电源进行纹波特性测试。
原始信号通过电压采集电路传输给控制主电路，控制主电路依据采集到的电压信号和继电器开关的通断原则来控制充供电选择电路，可供电电池通过线性电压调整电路即可实现一路5V和两路可调电压输出，实现了从充电到供电的低纹波直流稳压输出。
电源纹波测试采用同轴电缆测试装置，测试数据表明：低纹波直流稳压电源运行状况良好，输出电压稳定，与其他直流电源相比，在纹波控制方面具有较大优势。
%In order to realize the low⁃ripple output of the power supply,a low⁃ripple dual battery DC power supply was de⁃signed with the ripple controlmethod,which can switch from the low power state to full power state automatically. The ripple characteristic test for the power supply was performed. The original signal is transmitted to the main control circuit through the voltage acquisition circuit,and then the main control circuit is used to control the charging and supplying power selection circuit according to the on⁃off principle of the relay switch and collected voltage signal. The power supply battery can realize +5V volt⁃age output in one channel and adjustable voltage output in two channels through the linear voltage adjustment circuit. The low ripple DC voltage regulator outputfrom charging state to supplying power state was implemented. Acoaxial⁃cable testing device was adopted in power supply ripple test. The test data shows that the low ripple DC regulated power supply has goodrunning condition and greater advantage in ripple control in combination with other DC power supply,and its output voltage is stable.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2016(039)014【总页数】4页(P150-153)【关键词】直流电源;低纹波;双电池;通断原则【作者】李杰;程为彬;冯笃;满荣娟【作者单位】西安石油大学电子工程学院，陕西西安 710065;西安石油大学电子工程学院，陕西西安 710065;西安石油大学电子工程学院，陕西西安 710065;西安石油大学电子工程学院，陕西西安 710065【正文语种】中文【中图分类】TN86-34;TP303+.3提高参数测量精确度的重要方法是降低各类误差，其中直流电源纹波是产生误差的主要根源之一。
H题 低纹波直流稳压电源
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
低纹波稳压电路
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。
一款高稳定度的低纹波直流电源电路设计与实现
一款高稳定度的低纹波直流电源电路设计与实现
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。
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±15V、±5V、+5 V 的稳定电压。
主要功能模块分析
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。
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低纹波双电池直流稳压电源设计与实现作者：李杰程为彬冯笃满荣娟来源：《现代电子技术》2016年第14期摘要：为实现供电电源的低纹波输出，采用纹波控制方法，设计了一种双电池充供欠满自主切换的低纹波直流电源，并对电源进行纹波特性测试。
原始信号通过电压采集电路传输给控制主电路，控制主电路依据采集到的电压信号和继电器开关的通断原则来控制充供电选择电路，可供电电池通过线性电压调整电路即可实现一路5 V和两路可调电压输出，实现了从充电到供电的低纹波直流稳压输出。
电源纹波测试采用同轴电缆测试装置，测试数据表明：低纹波直流稳压电源运行状况良好，输出电压稳定，与其他直流电源相比，在纹波控制方面具有较大优势。
关键字：直流电源；低纹波；双电池；通断原则中图分类号： TN86⁃34； TP303+.3 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2016）14⁃0150⁃04Design and implementation of low⁃ripple dual battery DC regulated power supplyLI Jie， CHENG Weibin， FENG Du， MAN Rongjuan（School of Electronic Engineering，Xi’an Shiyou University，Xi’an 710065， China）Abstract： In order to realize the low⁃ripple output of the power supply， a low⁃ripple dual battery DC power supply was designed with the ripple control method， which can switch from the low power state to full power state automatically. The ripple characteristic test for the power supply was performed. The original signal is transmitted to the main control circuit through the voltage acquisition circuit， and then the main control circuit is used to control the charging and supplying power selection circuit according to the on⁃off principle of the relay switch and collected voltage signal. The power supply battery can realize +5V voltage output in one channel and adjustable voltage output in two channels through the linear voltage adjustment circuit. The low ripple DC voltage regulator output from charging state to supplying power state was implemented. A coaxial⁃cable testing device was adopted in power supply ripple test. The test data shows that the low ripple DC regulated power supply has good running condition and greater advantage in ripple control in combination with other DC power supply， and its output voltage is stable.Keywords： DC power supply； low ripple； dual battery； on⁃off principle0 引言提高参数测量精确度的重要方法是降低各类误差，其中直流电源纹波是产生误差的主要根源之一。
二极管工频整流后直流电源有较大的工频纹波，需要较大容量滤波器件；开关电源采用高频工作，滤波器件体积和容量降低[1]，但存在高频纹波，虽然通过增加电路滤波器件可降低纹波，有时可达几毫伏，但仍达不到高精度测量的要求[2]。
本身没有纹波的直流电池供电是一种较好的选择，可以得到高质量的直流电源供应，但单一电池的容量有限，需要充电。
有些电源采用交流供电、电池备用的方式，可保证交流失电后一段时间内的供电，交流供电时的纹波仍然存在。
为了克服了现有工频整流稳压电源和开关电源纹波控制技术的不足，以及电池容量有限不能持续低纹波输出的问题，本文设计了一种基于STC89C54的低纹波双电池直流稳压电源。
1 硬件电路原理系统的硬件主要包括控制主电路、电压采集电路、充电选择电路、供电选择电路、线性电压调整电路、可充电电池以及电源适配器，电路结构如图1所示。
控制主电路包括单片机STC89C54、A/D转换器PCF8591和LCD12864。
PCF8591把模拟型的电压信号转换成数字信号，供单片机进行信号处理；单片机根据当前电池的充、供、欠、满4种状态和继电器通断原则，实现对双电池充电和供电的最优控制；液晶显示器显示各个电池的充、供、欠、满4种状态，并且实时显示各个电池当前电压以及充电电池的充电电流，为使用者提供便捷。
电压采集电路由分压电阻、运算放大器和充电电流采样电阻组成，电池端电压首先通过分压电阻分压，再由运算放大器调整到可采集的电压范围，最后传输到PCF8591进行A/D转换，而充电电流采样电阻的作用是把充电电流信号转换成电压信号。
充电选择电路和供电选择电路分别是由两个继电器开关和两个二极管组成[3]，控制主电路遵循通断原则控制继电器闭合与断开，在保障持续供电的前提下，尽可能使稳压电源低纹波输出。
线性电压调整电路采用线性稳压模块、滤波电路和缓冲电路来稳定输出和降低开关调整产生的谐波，以此实现稳定的低纹波输出。
可充电电池选择12 V电池，并配备相应的电源适配器。
双电池低纹波直流稳压电源供电原理图如图2所示。
2 硬件电路设计2.1 控制主电路设计控制主电路是以自带看门狗的单片机STC89C54为控制核心，A/D转换器PCF8591输出的数字信号和充供继电器开关的通断情况作为单片机的输入信号，LCD12864为显示输出，单片机遵循以下几个通断原则控制双电池的充供电：（1）该电池充电开关需要闭合时，必须同时满足：①该电池处于未充满状态；②该电池的供电开关处于断开状态（即该电池不供电）；③另一电池的充电开关处于断开状态（即两个电池不同时充电）。
（2）该电池充电开关需要断开时，只需满足其一即可：①该电池处于充满状态；②该电池的供电开关即将闭合（即需要该电池供电）；③另一电池的充电开关即将闭合（即两个电池不同时充电）。
（3）该电池供电开关需要闭合时，必须同时满足：①该电池处于不欠电状态；②该电池的充电开关处于断开状态（即该电池不充电）；③另一电池的供电开关即将断开（即两个电池不同时供电，但为了保证后级供电，需要该电池供电开关闭合后，另一电池供电开关才能断开）。
（4）该电池供电开关需要断开时，只需满足其一即可：①该电池处于欠电状态；②该电池的充电开关即将闭合（即该电池需要充电）；③另一电池的供电开关已经闭合（为保证后级供电，另一电池供电开关闭合后，该电池供电开关才能断开）。
如图2所示，以上四条通断原则逻辑关系可总结为：式中：B1Q，B1M分别代表B1电池欠电和B1电池满电。
以通断原则为根本控制思想，完成软件程序的编写和调试，是实现低纹波、稳定、持续供电的核心思路。
2.2 电压采集电路设计由于电池充电时，采集到的电池端电压是充电器的端电压，不能只用电池端电压值来判断电池是否满电，所以需要电池端电压信号采集电路和充电电流信号采集电路配合使用[4⁃5]。
电池端电压信号采集电路又可分为正极性电池电压信号采集和负性电池电压信号采集，由于所选择的串行A/D转换芯片PCF8591可识别0～5 V电压信号[6]；故正极性电池电压信号需通过一组分压电阻分压为0～5 V，再接电压跟随器即可采集成功；而负极性电池电压信号由于负电压的特殊性，需先通过分压电阻分压为反相运算放大器可识别的电压范围内，然后选择合适的放大倍数，反向放大到合适的电压区间[7]。
负极性电池端电压信号采集电路如图3所示。
充电电流信号采集电路也可分为正极性充电电流信号采集和负性充电电流信号采集。
采集到信号实际上是电压信号，但是考虑到功耗问题，所选用的采样电阻十分小，故采集到的电压信号十分微弱，所以分别需要通过同相比例放大器和反向比例放大器来放大采集到的微弱电压信号，并且在放大器输入端加入了RC滤波电路来抑制干扰。
这样就使得所有电压信号满足PCF8591芯片的采集范围，为后级控制主电路的信号输出提供参考。
正极性充电电流信号采集电路如图3所示。
2.3 其他电路设计除了控制主电路和电压采集电路，该系统还包括充电选择电路、供电选择电路、线性电压调整电路、可充电电池和电源适配器。
这几部分电路中，充电选择电路和供点选择电路分别是由两个5 V继电器和两个二极管组成，由单片机根据通断原则依次输出高低电平来控制各个继电器的导通和断开，二极管的单向导通性，保证了充电电流或者供电电流的单向性；线性电压调整电路通过三块线性稳压模块分别可实现一路5 V和两路可调电压输出，稳压模块前级输入和后级输出分别并联0.1 μF普通电容和100 μF电解电容来对输入/输出电流滤波和缓冲，达到稳定输出和降低开关调整谐波的目的，以此实现稳定的低纹波输出。
线性稳压模块的性能要求输入电压比输出电压高2～3 V，所以本设计选择无纹波的12 V 可充电电池为后级电路提供低纹波直流电压，前级交流充电选择与之匹配的电源适配器提供充电电流。
3 软件系统设计低纹波双电池稳压电源开始上电，程序初始化完成，接着将采集到的电压信号A/D转换并显示于LCD12864，然后控制主电路判断双电池是否均欠电，若均欠电，则充满一个电池，再依次执行A/D转换子程序、电池状态扫描子程序、供电子程序、充电子程序以及液晶显示子程序；若至少一个电池不欠电，则直接执行后级子程序。
设计流程图如图4所示。