线性稳压电源设计
电路中的电源稳压与过压保护设计与分析
电路中的电源稳压与过压保护设计与分析电路中的电源稳压和过压保护是保证电子设备工作安全可靠的重要因素。
本文将从电源稳压和过压保护的设计原理、常见的实施方法以及分析电源稳压和过压保护的重要性三个方面进行论述。
一、电源稳压的设计原理电源稳压是指在电路运行过程中，保持电路输入电压稳定不变的一种设计措施。
电源稳压设计的原理是通过调整电源的输出电压，使其始终保持在设定的合理范围内。
常见的电源稳压方式有线性稳压和开关稳压两种。
线性稳压是通过使用线性电源稳压芯片，将输入电压通过消耗多余功率的方式，得到稳定的输出电压。
线性稳压在简单电路设计中应用较广，而且成本相对较低，但效率较低，并且受限于输入电压波动范围。
开关稳压则是通过开关功率调节器来实现。
它的工作原理是将输入电压经过开关频率高的开关管进行开关，通过周期性地开关和关闭，改变输出电压，从而达到稳压的目的。
开关稳压具有高效率、体积小等优点，广泛应用于高功率电路设计中。
二、过压保护的设计方法过压保护是指在电路中，当输入电压超过一定范围时，及时采取措施避免电子器件过载烧毁。
过压保护的实施方法多种多样，常见的有过压保护芯片、过压保护电路等几种方式。
过压保护芯片是一种专门用于检测和控制电路的电压的集成电路。
当输入电压超过设定值时，过压保护芯片会通过控制开关管或继电器等方式切断输入电压，从而保护后续电子器件的安全。
过压保护芯片具有反应快、精度高等特点，适用于对设备安全性要求较高的场合。
过压保护电路是一种通过元器件的相互配合，实现对电路过压的保护的方法。
常见的过压保护电路是采用快速响应二极管和稳压二极管等组合，当输入电压超过设定值时，快速响应二极管将多余电压导向大功率稳压二极管，从而保护电路中器件的安全。
三、电源稳压与过压保护的重要性电源稳压和过压保护在电子设备设计中具有重要的作用。
首先，电源稳压可以保证电子设备的正常工作，稳定的电源供给可以提高电路运行的精确性和稳定性，减少电子器件因电压波动带来的故障。
基于TL431的线性精密稳压电源的设计方案
基于TL431的线性精密稳压电源的设计方案1.引言TL431 是一个有良好热稳定性能的三端可调精密电压基准集成芯片，具有体积小、价格低廉、性能优良等特点：它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从参考电压（2.5V）到36V 范围内的任何值，典型动态阻抗仅为0.2Ω，电压参考误差为±0.4%，负载电流能力从1.0mA 到100mA，温度漂移低，输出噪声电压低等。
基于以上特点，不仅可以用于恒流源电路、电压比较器电路、电压监视器电路、过压保护电路等电路中、还广泛应用于线性稳压电源、开关稳压电源等直流稳压电源电路中，本文对TL431 在线性稳压电源中的并联和串联型两种电源进行了详细的介绍。
2.TL431 的内部结构和功能2.1 TL431 的符号该器件的符号如图1，三个引脚分别为：阴极（CATHODE）、阳极（ANODE）和参考端（REF），参考电压为2.5V.2.2 TL431 的内部电路图由内部电路图图2 可以看出，它由多极放大电路、偏置电路、补偿和保护电路组成，其中晶体管V1 构成输入极，V3、V4、V5 构成稳压基准，V7 和V8 组成的镜像恒流源与V6、V9 构成差分放大器作中间级，V10、V11 形成复合管，构成输出，其它一些电阻、电容、二级管分别起偏置、补偿和保护作用，在原理上它是一个单端输入、单端输出直流放大器。
然而其等效功能示意图如图3 所示，由一个2.5V 的精密基准电压源、一个电压比较器和一输出开关管等组成，参考端的输出电压与精密基准电压源Vref 相比较，当参考端电压超过2.5V 时，TL431 立即导通。
因为R 端控制电压误差为±1%，所以参考端能精确地控制TL431 的导通与截止。
3.并联稳压电路设计3.1 基本并联稳压电路原理TL431 内部含有一个2.5V 的基准电压，所以当在Vref 端引入输出反馈时，器件可以通过从阴极到阳极很宽。
高效线性稳压电路的设计
高效线性稳压电路的设计
首先，为了提高效率，可以考虑采用开关型稳压电路，如开关电源、
开关稳压器或开关模式稳压器等。
这些电路通过控制开关管的导通和断续
来实现稳压，在开关的导通状态下能够获得比线性稳压器更高的效率。
其次，选择合适的稳压器件也是提高效率的重要因素。
比如，采用低
压降的二极管、低压降的MOSFET管和低压降的功率晶体管等，能够减小
能量损耗，提高效率。
此外，使用高效的稳压控制器芯片，能够提供更高
的转换效率，提高电路的整体效率。
另外，为了降低电源噪声，可以采用滤波电容和滤波电感来减小电源
噪声的干扰。
滤波电容能够过滤掉电源中的高频噪声，滤波电感则能够吸
收和储存电磁干扰能量，从而减少输出电压的波动。
在设计高效线性稳压电路时，还需要考虑负载调整能力。
负载调整是
指当负载发生变化时，电压输出是否能够及时调整以保持稳定。
要提高负
载调整能力，可以采用负载调整电路，如负载调整电容、负载调整电阻等。
这些电路能够快速响应负载变化，保持电压稳定。
最后，为了保持电路的稳定性，需要进行反馈控制。
通过采用反馈电路，能够及时检测到输出电压的变化，并通过调整输入电流或输出电流等
方式来保持稳定的输出电压。
常见的反馈控制方式包括电压反馈控制和电
流反馈控制。
综上所述，在设计高效线性稳压电路时，需要综合考虑电源噪声、效率、负载调整能力和稳定性等因素。
通过选择适合的稳压器件、优化滤波
电容和滤波电感、采用负载调整电路以及进行反馈控制等方法，能够设计
出更高效、更稳定的线性稳压电路。
线性直流稳压电源详解之线性直流稳压电源设计电路图分析
线性直流稳压电源详解之线性直流稳压电源设计电路图分析线性直流电源线性模式，是指调整管工作在线性状态下（就是工作在放大区啊）的直流稳压电源。
就比如三极管，有放大、饱和、截止三种工作状态一样，调整管工作在线性状态下，可这么来理解：RW是连续可变的，亦即是线性的。
而在开关电源中则不一样，开关管是工作只有开、关两种状态：开电阻接近很小；关电阻很大接近于无穷大。
工作在开关状态下的管子显然不是线性状态。
所以直流稳压电源，会分为线性模式直流电源和开关模式直流电源。
线性直流电源（Linearpowersupply）是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
要达到高精度的直流电压，必须经过稳压电路进行稳压。
稳压过程稳压过程，是稳压电源的一个核心，所以对这里大致说明一下。
细细的讲的话会很复杂，不过只要我们知道一个规律，分析起来就很方便了。
稳压过程如输出电压误差放大管基极电压误差放大管基极电流误差放大管集电极电流调整管基极电流（减小的那部分基极电流哪去了？被误差放大管集电极分流了，调整管等效电阻输出电压，完成了调整的目的。
反之也一样，变，掌握了这个规律，对于理解这个概念会很有帮助。
由于调整管相当于一个电阻，电流流过电阻时会发热，所以工作在线性状态下的调整管，一般会产生大量的热，导致效率不高。
这是线性稳压电源的一个最主要的缺点。
但线性稳压电源的优点也是开关电源不可比的：调整速度快、纹波小、干扰小，正是这些优点，使得线性稳压电路在数字电路、CPU供电（家电中的）、信号处理等对电源质量要求较高的电路中得到了广泛应用。
基本工作原理线性直流电源主回路的工作过程是输入电源先经预稳压电路进行初步交流稳压后，通过主。
线性稳压电源的设计
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
线性稳压电源设计中的电容器选择
线性稳压电源设计中的电容器选择在线性稳压电源设计中，电容器的选择是非常重要的。
电容器作为电源滤波电路的关键元件，能够减小电源波动，提供稳定的电源电压。
以下是在线性稳压电源设计中电容器选择的一些关键考虑因素：1.电容器容值选择：电容器的容值决定了其提供的电源滤波效果。
通常情况下，较大的电容器容值能够提供更好的滤波效果，使得输出电压更加稳定。
电容器容值的选择要基于负载电流的需求，一般可以通过以下公式来估算：C=(ΔI×t)/ΔV其中，C为所需电容器容值，ΔI为负载变化的电流范围，t为所需的电源纹波时间（通常为50Hz或60Hz的重复周期），ΔV为所需的输出电压纹波的最大允许值。
2.电容器类型选择：在线性稳压电源设计中，常见的电容器类型有电解电容器、陶瓷电容器和钽电容器。
它们各自具有不同的特点和应用场景：-电解电容器：容量较大，成本较低，适合大电流负载情况和较低频率的电源滤波。
但是，电解电容器有电压极性限制，容易发生漏液和爆炸等问题。
-陶瓷电容器：容量较小，工作频率范围广，抗高温能力强。
陶瓷电容器常用于高频稳压电源设计中。
-钽电容器：容量中等，具有较低的串扰和ESR（等效串联电阻），适用于高频稳压电源设计中。
但是，钽电容器的价格相对较高，而且具有电压极性限制。
3.电容器的温度特性：在线性稳压电源中，电容器的温度特性也是需要考虑的因素之一、电容器会受到温度变化的影响，其容值会随温度不同而有所变化。
因此，在选择电容器时应考虑其温度特性，并根据实际使用环境的温度范围选择合适的电容器。
4.电容器的尺寸和安装方式：根据实际的电源设计需求，要选择合适尺寸和安装方式的电容器。
尺寸较大的电容器容量一般较大，但在实际安装时占用的空间也会增大。
此外，还要考虑电容器的引脚类型（如贴片式、螺钉式等）是否与电源设计需求匹配。
总的来说，在选择电容器时，需要考虑容值、类型、温度特性、尺寸和安装方式等关键因素，以满足电源设计的稳压要求。
稳压电源的设计与制作
一、线性稳压电源的优缺点
优点： 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： 功耗大、效率低，其效率一般只有45%； 体积大、重量重，不能微小化； 将变换后的交流电压转换为单方向的脉动 电压。（AC→DC） 电路形式: 半波整流 全波整流 桥式整流
对整流电路输出的脉动直流进行平滑，使之 成为含交变成份很小的直流电压。 常用的滤波电路: 电容滤波 电感滤波 L型滤波 π型滤波
三、滤波电路（电容滤波电路）
1、电路组成如图所示: C并在RL两 T 端，为滤波电容器 ui 2、工作波形：设Ｃ初始电压uc=0 u2 (1)u2正半周： VD1、VD3导通, C充电, uo=uc=u2 (2)当 u2达到峰值a点后，开始下降 u2 ∵u2↓→uc>u2 ∴VD1，VD3截止 , C向RL放电, uo 0 2 （uc）按指数规律下降，四个二极管 uo 仍然截止。 a b (3)当uo（uc）↓→ b点时，|u2|=|uo|, u2↓→ 过了b点 →VD2、VD4导通 → C再 0 次充电 → uo=|u2| iD (4)当u2达到峰值后→VD2、VD4截止 → C向RL充放电, 电容如此反复充放电， 0 输出波形如图所示
u2 VD 1导通 RL VD 3导通 u2
VD 3 VD 2
t
2
3 4
0
(2)u2负半周: VD2、VD4导通, VD1、VD3截止
u2 VD 2导通 RL VD 4导通 u2
uo
2U 2
t
0
io
0
t
三、滤波电路
作用：
线性可调直流稳压电源的设计
目录：.一、设计目的.二、设计任务和要求.三、电路原理分析与方案设计四、仿真过程及结果五、心得体会.六、参考文献资料.七、实物图一、目的稳压管稳压电路输出电流较小，输出电压不可调，不能满足很多场合下的应用。
串联型稳压电路以稳压管稳压电路为基础，利用晶体管的电流放大作用，增大负载电流；在电路中引用深度电压负反馈使输出电压稳定；并且，通过改变反馈网络参数使输出电压可调。
二、设计任务与要求要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。
指标：1、输出电压6V、9V两档，同时具备正负极性输出；2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA；3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲Vop-p≤5mv；任务：1、了解带有放大环节串联型稳压电路的电路图；2、识图放大环节串联型稳压电路的电路图；3、仿真电路并选取元件；4、安装调试带有放大环节串联型稳压电路；5、用仪器表对电路调试和测量相关；6、撰写设计报告、调试；三，电路原理分析与方案设计1、方案比较与确定基本思路：先对输入的220V 交流电压进行降压，然后就用单相桥式二极管对电压进行整流。
整流后利用电容的充放电效应，对其进行滤波，使输出电压平滑。
之后再通过稳压电路的功能使输出直流电压基本不受电网波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性。
方案1：220V 交流电压经过基本部分降压整流后，将经过稳压部分对其进行稳压，稳压部分如下图，利用稳压管和三极管组成的稳压单元电路，同过D1 电压作为三极管Q1 的基准电压，电路引入电压负反馈，使电网电压波动不会对Q1 的基极电位产生很大的影响，则有U BE U B U E 可知，U BE 变化将导致发射极电流的变化，从而稳定R 两端电压，达到稳压的效果。
方案二：经过整流后，脉动电流通过滤波电路，其中滤波电路我采用RC 型滤波电路，先用电容值较大的电解电容对其进行低频滤波，靠近输出端处使用较低电容值的陶瓷电容进行高频滤波，使滤波后电压能够变得比较平滑和波动小。
LDO线性稳压器设计报告
LDO线性稳压器设计报告LDO（Low Drop-Out）线性稳压器是一种常用的电源管理元件，用于提供一个恒定的输出电压。
在电子系统中，由于电源噪声、电源波动以及负载变化等因素的存在，往往需要对电源进行稳压处理。
本报告将介绍如何设计一个LDO线性稳压器。
一、LDO线性稳压器工作原理1.输入电源经过稳压器的调整，提供给误差放大器和负载。
2.参考电压源提供一个参考电压，并与误差放大器的输出进行比较。
3.误差放大器对比参考电压和输出电压，产生一个误差信号，并通过调整稳压器的控制信号，使输出电压稳定在设定值。
二、LDO线性稳压器设计步骤1.确定所需输出电压和最大输出电流：根据系统需求，确定所需输出电压，以及最大输出电流。
2.选择稳压器芯片：根据所需输出电压和最大输出电流，选择合适的稳压器芯片。
考虑稳压器的参数，如输入电压范围、输出电压范围、负载调整能力等。
3.进行稳压器外围电路设计：根据稳压器芯片的推荐电路，设计稳压器的外围电路，包括输入滤波电容、输出滤波电容、稳压器控制电路等。
输入滤波电容用于抑制输入电源噪声，输出滤波电容用于抑制输出电压波动。
4.确定参考电压源：选择合适的参考电压源，作为误差放大器的参考电压。
参考电压源可以是一个电压参考芯片、电压分压电路等。
5.进行误差放大器设计：根据所选的参考电压源，设计误差放大器，其功能是将参考电压与输出电压进行比较，并产生误差信号，反馈给稳压器调整输出电压。
6.进行稳压器性能分析：对设计的稳压器进行性能分析，包括稳压器的稳定性、负载调整能力、线性调整率等。
通过仿真或实验，优化稳压器的性能。
7.进行稳压器的布局设计：根据稳压器的外围电路设计，对稳压器进行布局设计。
要保持输入、输出电压线和地线的分离，并合理布置滤波电容和其他电路元件。
8.进行稳压器的参数调整和测试：对设计的稳压器进行参数调整，并进行测试。
通过测试，验证稳压器的设计是否满足要求。
三、LDO线性稳压器设计注意事项1.稳压器的输入与输出电容选择要合适，过小可能导致输出电压波动较大，过大可能导致系统响应时间变慢。
一种5V线性直流稳压电源及漏电保护系统设计
（ 五 ）可实时显示稳压 电源的输 出功率。 （ 六 ）具有漏 电保护功能。
三 、 系统 方 案 设 计
（ 一 ）系统 原 理框 图
本系统主要分为 ５ Ｖ线性直流稳压电源和漏电保护装置两个部分 ， 其 中Ｒ Ｌ为负载电阻 、Ｒ为漏 电电流调整电阻 、Ａ为漏电流显示电流表 、Ｓ 为转换开关 、Ｋ 为漏电保护 电路复位按钮 ，具体 电路原理框图如下图 １
采用检测采集电流的方法 ，通过测 电阻的电压计算出其动作 电流。当转
｛
１崇 轨 电 品 原 理 畦 倒
换开关 ｓ 接２ 端， 将Ｒ Ｌ 接到漏电保护装置的输出端 ，阻值 固定为 ２ Ｏ ｎ， 调节 Ｒ，将漏电动作电流设定为 ３ ０ ｍ Ａ。当漏电保护装置动作后 ，Ｒ Ｌ两 端电压为 ０ Ｖ并保持 自锁。 排除漏电故障后 ， 按下 Ｋ恢复输 出。 要求漏电
综合两个方案综合情况 ，本系统漏 电保护部分采用方案二。
二 、 系 统 设 计指 标
５ Ｖ线性直流稳压电源及漏 电保护系统的主要技术指标如下 ： （ 一 ）额定输 出电压为 ５ Ｖ，额定输 出电流为 ｌ Ａ。
（ 二 ）当负 载 Ｒ Ｌ阻 值 固定 为 ５ Ｑ 的前 提 下 ，直 流输 入 电压 在 ７ － ２ ５ Ｖ
方案 二 ：低压 差 线 性稳 压 器 Ｍｉ ｃ ５ １ ５ ８
功率显示电路部分主要 由键盘模块 、Ｌ Ｃ Ｄ显示模块 ，Ｓ Ｔ Ｃ １ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２
单 片 机模 块 、电 源 指示 模 块 和 串 口通 信 等 构成 ，可 实 时 显示 稳 压 电源 的
采用低压差线性稳压器 Ｍｉ ｃ ５ １ ５ ８构成稳压 电路时， 由于 Ｍｉ ｃ ５ １ ５ ８内部
设计_5V_1A可调直流线性稳压电源
《设计5V 1A可调直流线性稳压电源》实验报告设计题目设计5V 1A可调线性稳压电源姓名杜骏学号2009512445年级20092012年6月8日一、设计要求：........................................................................................................................ - 3 -二、设计任务： (4)三、实验原理： (4)（一）、线性稳压电源的基本原理： (4)1．电源变压器............................................................................................................ - 4 -2．整流电路................................................................................................................ - 4 -3．滤波电路................................................................................................................ - 4 -4．稳压电路 (5)（二）、稳压电源的性能指标及测试方法 (5)1、稳压系数及电压调整率 (5)2、输出电阻（也称等效内阻或内阻）.................................................................... - 5 -3、纹波电压.............................................................................................................. - 5 -四、电路设计： (6)（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： (7)（2）整流、滤波电路 (7)整流部分的设计：...................................................................................................... - 8 - （3）稳压电路. (8)电路参数计算如下： (8)（1）确定稳压电路的最低输入直流电压Ui,min (8)（2）确定电源变压器副边电压、电流及功率。
线性稳压电源设计
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。
12V线性稳压电源的设计
１ １ ２ 线 性稳 定 电 源 ．．
２、 具 体 设 计
２１总 系统 方案 及分 析 ．
２． ． 系 统 方 案 １１
线性稳定 电源有一个共 同的特点就是它 的功率器件调整管 工 作在 线性 区 ， 靠调整管之 间的电压 降来稳定输出 。 由于调 整管静态 损耗 大 ， 要 安 装一 个 很 大 的散 热器 给 它 散 热 。 需 而且 由于 变 压 器 工 作 在 工 频 （０ ） ， 以重 量 较 大 。 ５ Ｈｚ上 所 该 类 电源 优 点 是稳 定 性 高 ， 波 小 ， 纹 可靠 性 高 ， 做 成 多 路 ， 易 输 出连续可调的成品 。 缺点是 体积 大、 较笨重 、 效率相 对较低 。 输出 从 值 来 看 可 分 定 点 输 出 电源 、 段 开 关 调 整 式 和 电位 器 连 续 可 调 式几 波 种。 输出指示上可分指针指 示型和数字显 示式型等等 。 从
１ １ ３ 开 关 型 直 流稳 压 电源 ．．
电源主要由变压整流滤波模块 ， 稳压模块和显示模块三大部分 组 成 。 压 整 流 滤 波 模 块 是 将 ２ ０ 压 电源 电能 降 低 整 流 滤 波 后 变 ２Ｖ高 传递 给 稳 压 模 块 ， 馈 回 路是 对 输 出条 件 下 电压 检 测 的工 作 状 态 的 反 回路 ， 稳压模 块通过反馈 回路 （ ＤＪ一 系列相关 的变换 ， Ａ ） 使系统 输 出 电压 达 到 稳 定 的 要 求 显示 模 块对 电源 可 进 行 实 时 监 控 。 统 总 系 体 设 计 如 图 一所 示 。
设 计 开 发
ｌ字 术 数技 ｉ ４
１ Ｖ线性稳压 电视 大 学农 垦 河 西分校 甘 肃 酒泉 ７５０） 甘 ３００
基于稳压二极管构成的+5.4V小功率线性稳压电源设计
设计报告基于稳压二极管构成的+5.4V小功率线性稳压电源设计班级：学号：姓名：基于稳压二极管构成的+5.4V小功率线性稳压电源设计一、设计目的1.理解基于稳压二极管构成的+5.4V小功率线性稳压电源的工作原理;2.知道焊接+5V 小功率线性稳压电源电路的注意事项;3.掌握基于稳压二极管构成的+5.4V小功率线性稳压电源特性测试的方法。
二、实验器材电烙铁;基于稳压二极管构成的+5.4V小功率线性稳压电源套件;焊锡丝;导线等。
三、基于稳压二极管构成的+5.4V小功率线性稳压电源的工作原理甚于稳压极管构成的+5V小功率线性稳压电源电路如附图示。
220V 50HZ的交流电经6V的变压器变压后输出6V的交流电压；6V的交流电压经二极管构成的单相桥式全波整流获得峰值约为8.4伏的直流脉冲电压;直流脉冲电压经电容滤波输出约为7V的波动较小的直流电压;波动较小的直流电压经过稳压二极管DZ[1N5338（2.5W ,5.4V)],限流电阻R及滤波电容C2与C3构成稳压电路输出+5V的稳恒直流电压。
四、+5V小功率线性稳压电源的性能测试（1）稳压电源额定工作点测试(2) 稳压电源电压调整率测试（测试条件：I O ＝100 mA ）V I1＝ 5.99V(6 V)，V O1＝5.12V; V I2＝ 8.08V (8V)，U O2＝5.38V 。
V I3＝ 6.77V (7V)，U O3＝5.43V 。
则电压调整因数：电压调整率：电压稳压系数：（3）稳压电源负载调整率测试（测试条件：V 1＝7V,实测：V 1＝6.67V ）I O1＝0A ，V O1＝ 5.42 V; I O2＝ 80.4 mA(100mA)，V O2＝ 5.38 V 。
则：负载调整率 ：0.1262.39%16.82%输出电阻：(4) 稳压电源效率测试（测试条件：U S ＝6V,实测：U S ＝ 7.25 V ）I 1= 176.2mA (0mA), V 1= 6.08 V ； I O =100.7mA (100mA), V O = 5.35 V 。
如何设计一个简单的稳压电路
如何设计一个简单的稳压电路电源的稳定性对电子设备的正常运行非常重要，特别是在各种电压波动和电流变化的情况下。
稳压电路能够确保所提供的电压稳定在设定的数值范围内，从而保护电子设备免受电压波动的影响。
本文将介绍如何设计一个简单的稳压电路，以提供可靠的稳定电源。
一、选择稳压器类型稳压器是稳定电源电压的核心组件，可以根据需求选择适当的稳压器类型。
常见的稳压器有线性稳压器和开关稳压器两种。
1. 线性稳压器（Linear Regulator）：线性稳压器包括三个主要部分：输入电路、调整电路和输出电路。
通过输入电压的降压和约束调整电路来稳定输出电压。
线性稳压器简单易用，成本较低，适用于较小电流和较低功率的应用。
2. 开关稳压器（Switching Regulator）：开关稳压器将输入电压转换成高频脉冲，并通过电感和电容进行滤波，稳定输出电压。
开关稳压器效率较高，但设计和调整较为复杂，适用于高电流和高功率的应用。
根据具体需求和应用场景，选择合适的稳压器类型。
二、设计稳压器电路1. 确定输入电压范围：首先，确定设备所需的输入电压范围。
输入电压范围应包含设备所需电压的上下波动范围，以确保稳压器能够稳定输出所需电压。
2. 确定输出电压：根据设备的要求和需要，确定所需的输出电压。
稳压器的设计目标是将输入电压稳定在设定的输出电压上。
3. 选择适当的稳压器芯片：在市场上选择适当的稳压器芯片，该芯片应具备所需的输入电压范围和输出电压范围。
同时还应考虑芯片的效率、温度稳定性以及其他特性。
4. 添加输入滤波电路：为了减少输入电压的噪声和波动对稳压器的影响，可以添加输入滤波电路，如电容和电感等。
这样可以提供更稳定和干净的输入电压。
5. 连接稳压器芯片和输出负载：将稳压器芯片的输入引脚连接到输入电源，输出引脚连接到输出负载，如电路板或其他设备。
6. 调整稳压器：根据稳压器芯片的技术参数，通过调整相关的电阻等元件，以满足所需的输出电压和电流。
线性直流稳压电源
1设计任务描述1.1设计题目：线性直流稳压电源1.2 设计要求1.2.1 设计目的（1）掌握线性直流构成原理与设计方法；（2）熟悉模拟元件的选择，使用方法。
1.2.2 基本要求（1）220V交流输入电压，12V直流输出电压；（2）使用集成三端稳压器进行稳压输出，输出纹波系数<1%；（3）输出功率>5%。
1.2.3 发挥部分（1）输出电压线性可调；（2）估算出线性电源高效率（>50%）的使用范围。
2 绪论根据小功率稳压电源的构成，它是由电源变压器、整流、滤波和稳压器等四部分组成的，其结构图和稳压过程如下所示：直流稳压电源的作用是将交流电网的电压转化为直流电压，为放大电路提供直流工作电源。
各部分的工作过程是：（1) 电源变压器将交流电网提供的电压V1=220V变为所需要的V2=12V的交流电压；（2）通过整流电路将交流为12V的电压转变为脉动的直流电压V R，其峰值仍然为12V；（3）由于脉动的直流电压V R中还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，所以此过程是用滤波电路将纹波滤除，从而得到平滑的直流电压V F；（4）因为得到的直流电压V F还会随着电网电压的波动、负载和温度的变化而变化，因而在进行了整流、滤波之后，还需要进行稳压处理。
此过程中稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度发生变化时，进一步滤波，维持输出直流电压为12V的稳定性和带载能力。
通过上述四个大过程，就大体上完成了直流稳压电源的工作。
然后，根据每一个部分的工作原理，可以进一步对电路的元器件进行选择和对电路进行连接。
整流电路的作用是将交流电变换成直流电完成这一任务主要是靠二极管的单向导电性的作用，因此二极管是构成整流电路的关键原件，在选择二极管的时候要了解其工作的电压，以方便对它合理的选择。
在一般的小功率整流电路中，常见的几种整流电路有单向、半波、全波桥式和倍压整流电路。
在分析整流电路时，一般二极管都是用其理想模型来进行处理，即正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
线性直流稳压电源的设计
电路设计
输入滤波电路
作用：滤除电源输入端的高频噪声和杂波干扰
组成：通常由电容、电感和电阻等元件组成
工作原理：利用电容的隔直通交特性，将高频噪声旁路到地，同时利用电感和电阻的滤波 作用，进一步滤除电源输入端的杂波干扰
设计要点：根据电源输入端的高频噪声和杂波干扰情况，选择合适的电容、电感和电 阻等元件，并合理设计电路布局和布线，以确保输入滤波电路的滤波效果和稳定性
调整管电路
调整管的作用：控制输出电压的稳定 调整管的类型：晶体管、场效应管等 调整管的参数选择：电压、电流、功率等 调整管的保护措施：过流、过压保护等
输出滤波电路
作用：滤波电容、滤波电感等
工作原理：利用电容的充放电特性， 将高频噪声滤除
设计要点：根据负载需求和电源噪 声水平选择合适的滤波电容和电感， 以及合理的电路布局和布线
保护电路
过压保护电路：当输出电压 过高时，自动切断电源，防 止电压过高损坏电路
过流保护电路：当负载电流 过大时，自动切断电源，防 止电流过大烧毁电路
短路保护电路：当负载发生 短路时，自动切断电源，防
止短路造成电路损坏
温度保护电路：当温度过高 时，自动切断电源，防止温
度过高导致电路故障
元件选择与计算
调整管选择
类型选择：根 据输出电流和 电压选择合适 的调整管类型
额定值选择： 根据最大输出 电流和电压选 择调整管的额
定值
功耗选择：考 虑调整管的功 耗，确保其正
常工作
稳定性选择： 选择稳定性好 的调整管，确 保电源的稳定
性
滤波电容选择
滤波电容的作用：滤除交流成分，提高输出电压稳定性 滤波电容的容量选择：根据负载电流和电压波动范围计算 滤波电容的耐压选择：根据输入电压和最大输出电压选择 滤波电容的纹波电流选择：根据负载电流和电压波动范围计算
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专题五线性稳压源设计
杨涛
09282055
生医0902班
合作者：李勇达
指导教师：任希
题目五：线性稳压源设计
杨涛 09282055
摘要：直流稳压电源通常是输入为频率为50Hz，220V的正弦信号，输出为稳定的直流信号。
其组成主要为电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分，将输入的交流信号转变为所需要的直流信号，以电压的形式输出。
本文从稳压电路的不同来设计了两种电压源电路：以稳压管作为稳压电路的线性稳压电源和以串联开关型稳压电路来稳压的电压源。
关键词：线性；稳压电源；整流，滤波
1.稳压电源的结构
直流稳压电源的输入通常是交流电网提供的50Hz、220V（单相）或380V（三相）正弦波，输出是稳定的直流电压。
直流稳压电源的组成框图如下图1所示，由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。
～
U O
50Hz
图一直流稳压电源结构框图
电压变压器的作用是降低电压，经220V或380V的电网电压降低到所需要的幅值。
整流电路是利用二极管的单向导电性将电源变压器输出的交流电压变换成脉动的直流电压。
经整流电路输出的电压虽然是直流电压，但有很大的交流分量。
滤波电路是利用储能元件（电感、电容）将整流电路输出的脉动直流电压中的交流成分滤出，输出比较平滑的直流电压。
负载电流较小的多采用电容滤波电路，负载电流较大的多采用电感滤波电路，对滤波效果要求高的多采用电容、电感和电阻组成复杂的滤波电路。
稳压电路利用自动调整的原理，使输出电压在电网电压波动和负载电流变化时保持稳定，即输出直流电压几乎不变。
我们设计的是输入电压为220V、50Hz的单相电网电压，输出为稳定的直流电压的电压源。
2.整流电路
整流电路有很多种我们设计时用到的是单项式整流电路，其电路图如图2，图中变压器将输入的电网电压降低到所需幅值。
图2 单相式整流电路
当输入电压为正时，二极管D2、D3导通，D1、D4截止，由于二极管为理想二极管，故流过R1的电流为箭头所示方向，其两端电压等于变压器的输出端电压。
当输入电压为负时，二极管D1、D4导通，D2、D3截止，流过R1的电流仍为如箭头所示方向，其两端电压等于变压器输出端的电压。
3.滤波电路
滤波器的作用是滤除整流输出电压中的交流成分，保留直流成分，使直流电源的输出波形变得平滑，更接近理想的直流电压。
滤波电路一般由电抗元件组成，利用电抗元件的储能作用使输出电压波形平缓。
3.1电容滤波电路
单相式整流滤波电路如图3所示，电路中是在整流电路的输出端与负载之间并联一电容。
图3 电容滤波电路
在电路中整流输出电压除想向负载供电外，还要使电容充放电。
当输入电压周期性的变换时，电容也在进行有规律性的充放电，使整流输出电压得到平滑，输出波形如图4所示。
电容放电时间常数为R1C，R1C越大，放电就越慢，输出电压就越平缓，纹波就越小，平均值越大。
图4 电容滤波电路输出波形
3.2电感滤波电路
电感滤波电路就是在整流电路的输出端串联一电感，其电路图如图5所示。
电感上感生电动势的方向总是阻止回路电流的变化，则
电感滤波输出电压平均值近似等于整流电路的输出电压。
只有在ωL远远大于R时，输出交流分量很小，才能获得较好的滤波效果。
而且R越小，输出交流分量就越小，滤波效果就越好，即电感滤波器适用于大负载电路。
图5 电感滤波电路
其输出波形如图6所示。
图6 电感滤波电路输出波形
3．稳压电路
3.1稳压管稳压电路
稳压管稳压电路如图7所示，稳压电路接在整流滤波电路的输出端和负载之间，稳压管一般应与负载并联，其中R为稳压管的限流电阻。
在图7中，设负载电阻R2不
变，当电网电压，即输入电压增大时，稳压管两端电压也增大，由稳压管的伏安特性曲线可知，稳压管电压微小增加，会使流过稳压管的电流急剧增大，I R也随之增大，致使限流电阻R上的电压随之增大，从而抵消了整流电路的输出电压，使负载上的电压几乎保持不变。
当输入电压，即电网电压不变，负载R2变小时，，则流过负载的电流增大，流过R 的电流也增大，则R两边的电压随之增大，从而使稳压管两端电压减小，引起流过稳压管的电流急剧减小，进而使流过R的电流几乎不变，从而其两端电压也保持不变。
同理，当流过负载的电流减小时，负载两端的电压也几乎不变。
图7 稳压管稳压电路
由于稳压管的稳定电压就是稳压管的输出电压，所以稳压管的稳压值可以根据输出电压的要求选择。
同时因为稳压管工作在反向击穿区u，所以稳压管上的工作电流应该满足I VDZmin > I Z和I VDZmax < I ZM.
3.2串联开关型稳压电路
串联开关型稳压电路的电路如图8所示，输入电压为整流滤波电路输出的直流电压；晶体管VT为调整管，工作在开关状态，；晶体管的基极的电压为矩形波，控制VT 的工作状态；电感L和电容C组成滤波电路，，VD为续流二极管。
图8 串联开关型稳压电路
调节晶体管基极的矩形波的占空比可以改变输出电压的大小。
4.稳压电源的设计
由于稳压电源的输出端是开放的，故有一定的内阻，当负载的大小改变时，其输出的电压的幅值和其稳定性会有所改变，故可以在输出端加上一同相电压跟随器，可以去除负载对电源电路的影响。
设计点电路图如下：
稳压管型线性稳压电源的设计如图9所示：
图9 稳压管型线性稳压电源电路
其输出的波形如下图10：
图10 稳压管型线性稳压电源的输出波形
输出电压的值为U o = 20V。
串联开关型线性稳压电源的设计如图11所示：
图11 串联开关型线性稳压电源电路
其输出波形如下图12所示：
图12 串联开关型线性稳压电源输出波形
5两种设计方法的比较
这两种方法电源变压器，整流电路和滤波电路都是一样的，只是稳压电路不同。
稳压电路的不同就决定了其性能的不一样。
稳压管型直流稳压电源电路设计比较简单，稳压管中不需要在额外加入输入信号，其效率比较高，但输出的直流电压在起始段有一段时间的延迟，而且直流电压幅值的调节很不方便。
而串联稳压电源型的直流稳压电源电路比稳压管型的复杂，而且稳压电路中需要再加入矩形波信号，效率比较底，但其输出电压比较稳定，没有延迟，而且输出电压的幅值很好调节，只需改变矩形波信号的占空比即可。
可以根据不同的需要来选择不同的电源电路，如果对直流电压的要求不是很高，一般选择稳压管直流稳压电源电路，如果要求直流源没有延迟，且需要改变电压的幅值，则一般选择串联开关型稳压电源电路。
线性稳压电源的设计方法还有很多，但主要的不同还是在于稳压电路的设计原理不一样，但其总的原理还是一样的：将含有交流成分的直流信号变成只含直流信号。
参考文献:
1.《模拟电子技术》.刘颖.清华大学出版社，北京交通大学出版社
2.具有多重保护功能的线性稳压电源设计与制作.马强，邱怀丽，马千里，姚鹏.苏州大学电子信息学院
3.《电子技术及其应用基础（模拟部分）》.李哲英.高等教育出版社
4.《模拟电子技术基础》.唐治德.科学出版社
5.百度百科，串联型稳压电路./view/1544753.htm。