电子科技大学模电课程设计报告——直流稳压电源资料
模电课程设计直流稳压电源
目录绪论 (1)第一章设计要求与指标 (2)1.1 设计要求： (2)1.2 技术指标： (2)第二章理论分析 (3)2.1整体理论分析 (3)2.2单元电路分析 (3)第三章计算方法与过程 (7)3.1 计算方法 (7)3.2计算过程 (7)3.3元器件清单 (8)第四章具体制作步骤 (9)4.1利用Protel99进行辅助设计 (9)4.2实物的制作 (10)第五章测试方法和实验结果 (11)5.1测试方法和内容 (11)5.2基本检查 (11)5.3指标测试和测试结果。
(11)第六章数据分析和讨论 (13)6.1数据分析 (13)6.2结果讨论 (13)心得体会 (14)绪论在各种电子电路中，总离不开电源电路，而由于电路结构和元件特性，就需要用到直流电源供电，就像我们下个学期即将学到的单片机，其需要5V的直流电源。
如若采用干电池为其供电，则有供电功率低，持续供电能力差，成本高等缺点。
而交流电在产生、电能输送等方面具有独特的优点，发电站、各市电网中的电能传输都是以交流电的形式进行输送，如果我们对市电提供的电压进行降压整流等，把交流电转换成直流电，以获得我们所需要的电压。
电力系统供电电压的波动，或者负载阻抗和功率的变化，都会引起整流器输出电压随之改变。
在电子电路和自动控制装置中，通常都需要电压稳定的直流电源供电，使整流器输出电压尽可能少受流电进行滤波，稳压，以获得我们所需要的供电电源。
电源波动或负载变化影响而保持稳定，这就需要我们对整流后的电源进行稳压设计。
第一章设计要求与指标1.1 设计要求：（1）设计一个能输出正负12V的直流稳压电源；（2）拟定测试方案和设计步骤；（3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；（4）绘出原理图和印制板图；（5）在万能板上连接电路。
（6）测量直流稳压电源的内阻；（7）测量直流稳压电源的稳压系数、纹波电压；（8）撰写设计性报告。
1.2 技术指标：（1）电源输出电压为正负12V；（2）输入电压220V （3）最大输出电流为Iom=500mA；（4）纹波电压小于等于5mA；（5）稳压系数Sr小于等于5％.第二章理论分析2.1整体理论分析设计电路框图如图1所示:图2-1 电路框图在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。
模电课程设计直流稳压电源
直流稳压电源设计1. 引言直流稳压电源是一种用于提供恒定直流电压输出的电子设备，广泛应用于各个领域的电子设备中。
本文将详细介绍直流稳压电源的设计过程，包括理论基础、电路设计、实验步骤和结果分析等。
2. 理论基础2.1 直流稳压原理直流稳压电源的基本原理是通过负反馈控制技术，使得输出端的电压保持在一个稳定值。
在负载变化或输入电源波动时，通过调节控制信号，使得输出端的电压不受影响。
2.2 稳压管稳压管是直流稳压电源中常用的元件，它能够根据输入端的变化自动调整其导通状态以保持输出端的恒定电压。
常见的稳压管有Zener二极管和三端稳压器。
2.3 变压器变压器是直流稳压电源中用于降低或升高交流输入电源的元件。
通过变换输入端的交流电压，可以得到所需的直流输出电压。
3. 电路设计3.1 输入端设计输入端设计包括交流输入电源的接入和滤波。
将交流输入电源通过变压器降压至所需的电压等级。
使用滤波电路对输入信号进行滤波，去除交流成分，得到纯净的直流信号。
3.2 稳压管设计稳压管是直流稳压电源中最关键的元件之一。
根据所需的输出电压和额定电流，选择合适的稳压管进行设计。
在稳压管前后分别加上适当的限流电阻和维护电阻，以保证稳定工作。
3.3 输出端设计输出端设计主要包括负载调节和过载保护。
通过连接合适的负载电阻，并在输出端加上过载保护元件，可以实现对输出端电流和功率的控制和保护。
4. 实验步骤4.1 确定需求和参数首先需要明确直流稳压电源的需求和参数，包括输出电压、额定电流、负载范围等。
4.2 选取元件和计算参数根据需求确定所需的元件，并进行参数计算。
包括变压器的变比计算、稳压管的选择和限流电阻的计算等。
4.3 绘制电路图根据元件选取和参数计算结果，绘制直流稳压电源的电路图。
4.4 搭建实验电路按照电路图，搭建实验所需的电路，连接各个元件。
4.5 调试和测试对搭建好的实验电路进行调试和测试，包括输入端、稳压管和输出端的工作状态检查。
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）。
直流稳压电源设计报告
直流稳压电源设计报告设计报告：直流稳压电源1. 设计目标：设计一个直流稳压电源，能够提供稳定的输出电压，并具备过载保护功能。
2. 设计方案：采用线性稳压电源的设计方案。
选择变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和保护电路五个部分组成。
3. 设计流程：- 选择合适的变压器，根据输出电压和电流的要求确定变压器的额定参数。
- 设计整流电路，一般采用整流桥整流，将交流电源输出转换为直流电源。
- 设计滤波电路，采用电容滤波和电感滤波的组合，使输出电压更加稳定。
- 设计稳压电路，常用稳压二极管、稳压管、稳压芯片等元件，通过调节电流和电压实现稳压功能。
- 设计过载保护电路，采用过流保护、过热保护、电流限制等技术手段，保护电源和负载。
4. 设计参数：- 输入电压：220V AC- 输出电压：5V DC- 输出电流：1A- 稳压精度：±5%- 过载保护：电流限制在1.2A，过热保护温度设定为85℃5. 集成电路选型：- 变压器：选择额定输入电压为220V AC，输出电压为12VAC的变压器。
- 整流电路：选择四个二极管组成整流桥，如1N4007。
- 滤波电路：选择适当的电容和电感组成滤波电路，如4700μF，100μF电容和100mH电感。
- 稳压电路：选择稳压二极管或稳压芯片，如7805稳压芯片。
- 过载保护电路：选择过流保护元件和温度传感器，如电流限制为1.2A的保险丝和额定触发温度为85℃的热敏电阻。
6. 电路连接：根据设计方案，按照电路图连接各个元件。
7. 实验验证：通过实验验证电源输出电压、电流的稳定性，并测试过载保护电路的有效性。
8. 结果分析：根据实验结果分析，评估设计方案的可行性和性能指标是否满足要求。
9. 优化改进：根据分析结果，提出优化改进的方案，如更换元件、调整参数等，以进一步提高电源的稳定性和性能。
10. 结论：根据实验和优化改进的结果，得出结论并总结设计报告。
模拟电路课程设计报告--直流稳压电源设计_15
目录1引言 (1)2设计目标 (1)3设计任务及要求 (1)4实验工具 (2)5设计步骤 (2)6总体设计思路 (3)7总原理图、元件清单及PCB图 (9)8注意事项 (10)9结论与心得 (11)10参考文献 (13)一、引言直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。
变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。
整流器把交流电变为直流电。
经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在1.5-15V可调。
二、设计目的1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。
包括：根据设计任务和指标初选电路；调查研究和设计计算确定电路方案；选择元件、安装电路、调试改进；分析实验结果、写出设计总结报告。
2．学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
3．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
4、学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压源。
5、完成全电路理论设计、绘制电路图。
三、设计任务及要求1．设计并制作一个直流稳压电源，主要技术指标要求：=+1.5V～+15V① 输出电压可调：Uo=500mA② 最大输出电流：Iomax③稳压系数：S≤5% （最大的波动不能超过5%）V④纹波电压（输出电压变化量）：Δvop-p≤5mV2．设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。
3．自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量，交指导教师审核。
4. 学生自行进行组装、调试，并测试其主要性能参数。
四、实验工具电烙铁、万用表、尖嘴钳、小刀、电路板五、设计步骤1．电路图设计（1）确定目标：设计整个系统是由哪些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。
模电课程设计-直流稳压电源设计说明书
1 设计目的学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。
学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
2 设计任务及要求2.1简要说明在电子系统中，总是需要一种稳定输出电压大小的直流稳压电源，通常将这种电源称为可调直流稳压电源。
它输出电压V o恒定，又较大的输出电压。
2.2设计要求(1)设计任务：设计电源变压器，整流电路和稳压电路。
(2)主要技术指标：(3)输出电压：3~9v连续可调(4)输出电流:Iomax=800mA(5)输出电压变化量：(6)稳压系数：Sv<﹦0.0033 设计步骤设计将220V交流电转换为3—9V连续可调电源，有直流稳压电源原理，设计如下概要电路图1：图1 整体设计原理图3.1变压器变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。
变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有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。
原理演示图2 变压器基本原理图变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理（如图2-1）：当一次侧绕组上加上电压Ú1时，流过电流Í1，在铁芯中就产生交变磁通Ø1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势É1，É2，感应电势公式为：E=4.44fNØm式中：E--感应电势有效值f--频率N--匝数Øm--主磁通最大值由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压Ú1和Ú2大小也就不同。
当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流（Í0），这个电流称为激磁电流。
当二次侧加负载流过负载电流Í2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为激磁电流Í0，一部分为用来平衡Í2，所以这部分电流随着Í2变化而变化。
模电课程设计直流稳压电源
模拟电子技术课程设计报告直流稳压电源设计专业:班级:姓名:学号:指导老师:电子通信与物理学院日期: 2014 年 6 月10日直流稳压电源设计一、设计功能概述本次设计的设计要求为：设计一个直流稳压电源；输入交流电压220v；输出直流电压5v；输出电流1A；输出最大纹波电压小于10mV。
本文所设计的直流电源为单相小功率电源，它将频率为50Hz、有效值为220v 的单相交流电压转换为输出稳定的5v直流电压。
在负载电阻为几十到几千欧姆时其输出电压稳定，纹波电压小于10mv；最大输出电流可达1A。
电路设计方面采用电源变压器电路、整流电路、滤波电路、稳压电路组成直流稳压电源电路。
其中，整流电路采用单相桥式整流电路；滤波电路采用电解电容滤波电路；稳压电路串联型稳压电路。
直流电源在二、设计步骤1、原理分析单相交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压，其方框图及如图1.1所示。
图1.1电源变压器是为了降低从电网输入电压的有效值。
直流电源的输入为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。
变压器副变电压有效值决定于后面电路的需要。
整流电路把变压器副边的交流电压转化为直流电压。
即正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，但整流电路的输出仍有较大的交流分量，会影响负载电路的正常工作。
采用电容滤波电路可以有效减小电压的脉动，使输出电压平滑。
交流电压通过整流、滤波后虽然变为分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或者负载变化时，其平均值也会随之变化。
为了稳定电压需要用到稳压电路。
本文采用具有放大环节的串联型稳压电路，可以使直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性。
下面分别介绍一下各个部分的原理。
（1）单相桥式整流电路为了克服单相半波整流电路的缺点，本文所设计直流稳压电源采用单相全波整流电路。
(整理)模电课程设计+直流稳压电源
1）题目：串联型直流稳压电源2)设计任务和要求任务：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，正负极性输出；2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA；3、纹波电压峰值▲V op-p≤5mv；3)整体电路设计*整体电路框图（1）方案比较；方案一：Q1方案二：¸50%Q12N2923¸50%这两种方案都是在图（1）框图的思想指导下设计的，都是将市电经过变压，整流，滤波，再经过稳压电路后输出一个稳定的电压。
电路的各部分原理如下：1、变压变压部分是由一个220V 交流电源和变压器组成的！变压器是通过线圈的比例来调整输出电压的。
由Ui=(2~3)Uo 可大概确定线圈的匝数比！ 2、整流整流部分是由四个晶体二极管组成的，利用晶体二极管的正向导通、反向截止的特性，将交流电正流程变压直流电。
！ 3、滤波利用了电容通交流，阻直流的特性，可以将大部分的交流信号直接导向低端，从而达到滤波的效果*可以由Ui=(2~3)Uo 选择整流滤波电路的元件参数。
4、基准稳压电路基准稳压电路是由一个电阻和稳压管组成的！稳压二极管是一种硅材料支撑的面接触型的晶体二极管，当稳压管在反向击穿的时候，在一定的电流范围内，（或者说在一定的功率损耗范围内），端电压几乎不变，表现出稳压特性。
只要控制反向电流不超过一定值，管子就不会因过热而损坏！而在这各组成部分中的电阻就承担起这个责任！通过电阻的分压，可以使的稳压管工作在有限电压范围之内！5、取样、调整、放大这三个部分是连成一体的。
首先先通过三个串联电阻以及稳压管取样，然后在通过运算放大电路的放大。
放大后的数值输出给调整管的基极，经过三极管的放大功能，调整U0的电压值！这是一个深度反馈电路，从而保证了能够输出一个恒定稳压值！其总过程为：当U0增大，这是运放两端的取样就增大，由于运放是反向接入电路，所以其是反向放大从而是输出运放输出端电压值变小，再通过三极管的放大作用，基极的电压变小，其发射极的电压自然也就降低了！从而减小了U0数值！同理，当U0减小的时候，通过这个部分电路的共同作用，可以将U0提升上来，从而达到稳压输出的效果！稳压电路原理框图如下：保护电路方案一：L通过上面的原理，我开始设计了方案一的原理图。
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、设计目的本课程设计旨在培养学生对直流稳压电源的基本原理和实际应用的理解，以及能够独立设计和调试一般性直流稳压电源的能力。
二、设计内容1. 直流稳压电源基本原理2. 直流稳压电源组成部分及其功能3. 直流稳压电源的电路设计和调试三、设计步骤1. 确定直流稳压电源的输出要求，如输出电压范围、输出电流范围等。
2. 根据输出要求选择合适的变压器。
3. 设计整流电路，包括桥式整流器和滤波电容。
4. 设计稳压器，包括基准电压源、比较器、功率晶体管等。
5. 设计过载保护和短路保护电路。
6. 组装并调试整个直流稳压电源。
四、实验材料与设备1. 220V交流电源2. 变压器3. 整流二极管4. 滤波电容5. 稳压芯片LM317或LM350等6. 二极管、晶体管等元件7. 示波器、万用表等测试设备五、设计结果与分析本课程设计的直流稳压电源输出电压范围为0-30V，输出电流范围为0-2A。
具体参数如下：1. 变压器输入：220V AC，输出：24V AC。
2. 桥式整流器：使用4个1N4007二极管。
3. 滤波电容：使用4700μF/50V电解电容。
4. 稳压芯片：使用LM317稳压芯片。
5. 过载保护和短路保护电路：使用二极管和晶体管组成的保护回路。
实验结果表明，该直流稳压电源能够满足大部分实际应用需求，并且具有较好的稳定性和可靠性。
六、实验心得通过本次课程设计，我深入了解了直流稳压电源的基本原理和实际应用，并且掌握了一定的设计和调试技能。
同时，在实验过程中也遇到了一些问题，如元件选型不当、接线错误等，通过不断排查解决这些问题，我对直流稳压电源的理解更加深入。
这是一次非常有意义的课程设计。
模电课程设计直流稳压电源实训报告(一)
模电课程设计直流稳压电源实训报告(一)模电课程设计直流稳压电源实训报告概述本次实训是电子信息工程专业课程“模拟电子技术”设计实践环节之一。
主要目的是让学生通过设计并制作直流稳压电源，加深对模拟电路原理的理解，并掌握电路设计与实际制作的能力。
实验过程设计1.根据要求，确定电源的输出电压、输出电流等参数。
本次实验要求输出电压为5V，输出电流为1A。
2.根据输出电压和电流计算电源的功率。
P = V × I = 5V × 1A= 5W。
3.根据功率选择合适的变压器和二极管，计算所需电容的容量。
在本次实验中，选择5V、2A的变压器和1N4007二极管，计算电容可得：C = I × τ/ΔV = 1A × 0.02s/0.5V = 40uF。
4.根据电容的容量选择合适的电容，并确定前级稳压二极管和后级稳压三端稳压器型号。
本次实验选择4700uF的20V电容，前级稳压二极管选择1N5817，后级稳压三端稳压器选择LM7805。
5.根据所选元器件的参数和数据手册，绘制电路图和PCB布局图。
制作1.根据PCB布局图，在铜板上用喷锡机喷上底部铜皮。
2.根据电路图使用光刻出铜盐膜线路图。
刻蚀后得到铜盐膜PCB板。
3.微风干燥后，在氢氟酸水溶液中脱盐，清洗后得到精美的PCB板。
4.根据电路图逐个安装元器件，注意电解电容、极性电容和稳压二极管等的极性。
5.完成元器件的安装后，进行焊接。
焊接过程中应注意不要使元器件过热，避免烧坏元器件。
6.检查电路连接是否正确，并使用万用表进行电路测试。
实验结论通过本次实验，我们学会了使用电子元器件设计并制作直流稳压电源的方法，并在实际制作上得到了巩固。
同时，我们也加深了对模拟电路原理的理解，为今后的学习和实践奠定了基础。
实验总结本次实际操作中，我们深刻感受到电路设计的重要性。
正确的设计能够避免各种问题的发生，方便后续的制作和测试。
因此，在实际操作中，我们应该注重电路设计的细节，并严格按照电路图进行安装和调试工作。
模电课程设计——直流稳压电源设计
目录一、引言 (2)二、设计目的 (3)三、设计任务和要求 (3)四、设计步骤 (4)五、总体设计电路 (21)六、设计元件列表.. (23)七、参考文献资料 (24)八、综合总结 (25)一、引言直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。
变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。
整流器把交流电变为直流电。
经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的+/- 5v直流电，并实现电压可在3-12V连续可调。
电源的发展经历了整流器时代，逆变器时代、变频器时代并逐步向绿色靠拢。
稳压电源的历史可追溯到十九世纪，爱迪生发明电灯时，就曾考虑过稳压器，到二十世纪初，就有铁磁稳压器以及相应的技术文献，电子管问世不久，就有人设计了电子管直流稳压器，在四十年代后期，电子器件与磁饱和元件相结合，构成了电子控制的磁饱和交流稳压器。
五十年代晶体管的诞生使晶体管串联调整稳压电源成了直流稳压电源的中心。
六十年代后期，科研人员对稳定电源技术做了新的总结，使开关电源，可控硅电源得到快速发展，与此同时，集成稳压器也不断发展。
直至今日，在直流稳压电源领域，以电子计算机为代表的要求供电电压低，电流大的电源大都由开关电源担任，要求供电电压高，电流大的设备的电源由可控硅电源代之，小电流、低电压电源都采用集成稳压器。
关键词：直流；稳压；变压二、设计目的1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。
2．学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
3．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
三、设计任务及要求直流稳压电源的设计1.简要说明：在电子系统中，总是需要一种稳定输出电压大小的直流稳压电源，通常将这种电源称为可调直流稳压电源。
它输出电压V o恒定，又教大的输出电压。
模电课程设计实验报告----串联型直流稳压电源
模电课程设计一、 设计题目题目：串联型直流稳压电源 二、 设计任务和要求要求：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▲V op-p ≤5mv ； 三、 原理电路设计： 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E B BE U U U -=可知，BE U 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。
滤波后接上下图的稳压电路，如图为具有放大环节的串联型稳压电路，其中包括了比较放大电路，基准电压电路，以及采样电路。
当采样睇啊路的输出端电压变化时，通过运算放大器的比较放大后，抑制输出电压的变化，从而使输出电压得到稳定。
通过对以上两个方案的比较，发现方案一得输出电压不可调，输出电流较小，而第二个方案的输出电压可调，且输出电流能够满足课程设计要求，另外稳压效果较好，所以选择方案二。
2、 电路框图电路框架如图所示，先通过变压器对输入的交流电压进行变压，其后再通过整流和滤波，然后接上由比较放大、基准电路和采样电路组成的稳压电路，为了进一步得到更加稳定的电压，再加上基本滤波部分，这样就成为一个能正负输出的稳压电源。
模电实验报告直流稳压电源设计
电子线路设计性实验~直流稳压电源的设计实验目的：★学习变压器，整流二极管，滤波电容及集成稳压器设计直流稳压电源★掌握基本稳压电路的工作原理★掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法★掌握集成稳压器的特点和使用方法基本原理：★直流稳压电源由电源变换电路，整流电路，滤波电路，稳压电路和负载五部分组成。
整流电路主要是利用二极管单向导电性原理，讲交流电压变化为单向脉动电压。
★滤波电路是利用电容和电感的充放电储能原理，将波动变化大的脉动电压滤波成较平滑的电压。
★稳压电路是直流稳压电源的核心。
1设计任务1. 设计一个双路直流稳压电源。
2. 输出电压Uo = ±12V ，最大输出电流 Iomax = 1A 。
3. 输出纹波电压ΔUop-p ≤ 5mV ,稳压系数SU≤ 5×10-3 。
4. 选作：加输出限流保护电路。
2 电路设计与参数计算整体电路1）整流电路参数输出电压平均值：输出电流平均值：平均整流电流：最大反向电压：整流二极管的选择（考虑电网%波动）：2）滤波电路参数T/2二极管导通角θ：滤波电容的选择：一般选择几十至几千微法的电解电容，耐压值应大于。
3）实际计算过程（1）要使W7812正常工作，必须保证输入与输出之间维持大于2V的压降，因此W7812输入端直流电压必须保证在14V以上。
W7812输入端的电流是许对变压器副边输出电压U2(t)整流、滤波后得到的。
假设整流电路内阻为0，负载电流为0，W7812输入端有最大电压U=1.414Uef，Uef是U2(t)的有效值。
由于滤波电容不可能无限大，所以U<1.414 Uef,根据经验可知U=1.2 Uef，得Uef=14.4V，考虑到整流桥经过两个二极管约有1.4V的压降，得变压器可取15V。
（2）变压器选择：变压器选择双15V变压，考虑到电流不需要太大，最大电流为2A，实际选择变压器输出功率为30W，可以很好地满足要求。
（3）整流桥：考虑到电路中会出现冲击电流，整流桥的额定电流时工作电流的2~3倍。
模电课程设计-直流稳压电源的设计
模电课程设计-直流稳压电源的设计直流稳压电源是模拟电子技术重要组成部分，它可以提供稳定的直流输出电压，以满足仪器、音响等设备的正常工作。
换句话说，稳压电源可以很好的控制输出的电压，从而满足元器件的供电要求。
本文将介绍一种直流稳压电源的设计，主要包括展示此电源的电子电路快速原理图、工作原理的介绍、组成四大部件的元器件的功能和参数、电路板上的走线图以及测试等方面的内容。
首先，我们在此直流稳压电源中使用了一个电子元件：LM7805，用于提供稳定5V输出电压，它能够精确保持输出电压为5V，并且有足够的负载能力。
同时，也使用了另外两个元件：一个用于调节输入电压，一个用于降低输入电压。
综合上面的元件，我们便绘制出了一个完整的电路原理图，其中的电源输入点为1.7-10.2V DC，在此电压范围内能够提供5V稳定的直流输出。
同时，此直流稳压电源也包括了可靠的保护电路，以及一个独立的电源按钮，以满足不同使用条件下的安全性要求。
其中，保护电路可以防止过载和欠载等异常情况，而电源按钮则能够实现快捷断电等功能。
最后，在利用相应元器件制作好原理电路板之后，需要将走线图印制在板上，并进行测试以确保此直流稳压电源的正常工作状态。
在测试过程中，需要使用多种不同的测试仪器，例如电流表、电压表等，对输入、输出的电流和电压进行检测，以保证电源的正常工作状态。
以上就是本次直流稳压电源设计的大致内容。
通过分析，在搭建前要做好元件的选择以及电路板的布线，而在搭建完成后，还需要经过测试，以确保此稳压电源能够正常运行。
由于此直流稳压电源具有双重保护、稳定性好等优点，因此，它可以用于一系列应用中，取得良好的效果。
模拟电子课程设计--直流稳压电源的课程设计报告_3
模拟电子课程设计题目名称：直流稳压电源的设计姓名：方淼学号：班级：08电信2班铜陵学院电气系2010年6月目录1.绪论 (3)2.电路工作原理分析、方案论证和确定 (4)2.1设计主要性能指标 (4)2.2设计方案选择 (4)2.3方案确定 (5)3.单元电路原理 (5)3.1电源变压器 (5)3.2整流电路 (6)3.3滤波电路 (8)3.4稳压电路 (9)4.参数计算及器件选择 (10)4.1集成稳压器的选择 (10)4.2整流二极管及滤波电容的选择 (11)5.调试 (11)5.1PSpice仿真分析 (11)6.课程设计心得体会 (12)附录整体电路图 (13)1绪论在本学期开设的《模拟电子技术基础》第十章中，我们学习了直流稳压电源，通过学习我们了解到，在电子线路中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。
小功率稳压电源是由（图1-1）电源变压器、整流、滤波和稳压电路等四部分组成。
图1-1 集成直流稳压电源结构图其中，交流电网220V的电压通过电源变压器将变为我们需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的直流电压。
由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。
但这样的电压还是会随电网电压波动、负载和温度等的变化而变化。
因而在整流、滤波电路之后，还须接稳压电路，保证输出的直流电压稳定。
此次集成直流电源的课程设计，要求输出±5 、±12V以及±9V的电压，全部过程（从构思设计到实物制作及性能调试）都将由我们自行完成，这就需要我们不仅熟悉了解课本上的知识，还要学会将理论知识应用到我们的实践中，并学会利用书籍资料来帮助自己。
因此，动手参与设计直流稳压电源能巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，为以后的专业学习打下坚实的基础。
除此之外，通过课程设计，使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。
模电课程设计报告---串联直流稳压电源
模电课程设计报告——【串联直流稳压电源】专业：电子信息科学与技术课题：串联直流稳压电源2012.07.03一、课题：串联型直流稳压电源二、课题技术指标1、输出电压：8~15V可调2、输出电流：I O=1A3、输入电压：交流220V +/- 10%4、保护电流：I Om =1.2A5、稳压系数：S r = 0.05%/V6、输出电阻：R O < 0.5 Ω7、交流分量（波纹电压）：<10mV三、设计要求1、分析电路组成及工作原理；2、单元电路设计计算；3、采用分立元件电路；4、画出完整电路图；5、调试方法；6、小结与讨论。
四、元件器件清单五、设计方案先对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，稳压部分的单元电路由稳压管和三极管组成（如图1），以稳压管D1电压作为三极管Q1的基准电压，电路引入电压负反馈，当电网电压波动引起R2两端电压的变化增大（减小）时，晶体管发射极电位将随着升高（降低），而稳压管端的电压基本不变，故基极电位不变，所以由可知将减小（升高）导致基极电流和发射极电流的减小（增大），使得R两端的电压降低（升高），从而达到稳压的效果。
负电源部分与正电源相对称，原理一样。
直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路组成。
变压器吧市电交流电压变所需要的低压交流电。
整流器把交流电变为直流电。
经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
本次设计主要采用串联型直流稳压电路，通过220V 、50HZ 交流电压经电源变压器降压后，通过桥式整流VD1—VD4整流成直流电再经过滤波电容平滑直流电，减少直流电纹波系数。
最后，通过稳压器稳压，将输出电压稳定在10V ～40V 可调电压。
整体电路图如下：六、 设计计算一、确定变压器次级电压V U U U U v U V U U U U VU i i i C E S C E S O i O 152.1182.12.118315'min ======+==次次得：由有取由考虑到最低电压为~220- 10% =198V ，此时次级应有 15V ，所以正常（~220V ）时有： V U V U 176.1615*198220===次次取 二、选择线路1、调整管选择最高输入电压发生在 ~220+10% =242V 此时变压器次级电压U 次 =18.7V V U U i 44.227.18*2.12.1'===’‘次极端情况，负载短路，且考虑峰值：V U CEO 7.3144.22*2== 取BV CEO =100V最大电流：I OM >=1.2A最大管压降：V U U U O i CE 44.71544.22'=-=-=最大集电极功耗：W P W I U P CM O M CE CM 159.82.1*44.7*====取2、选基准电压、稳压管选D Z1=6V ，可选稳压管2CW I DZ =10mA Ω=-=-=110010617211DZ DZ i I U U RmA R U U I DZ i DZM11.149.067.1821'=-=-=3、取样电路4.01567.67.067.065613==++=+=+=R R R R VU U W DZ B75.086566==+++R R R R R W W一般取样电流为30~50mA ，取mA I 40=取样Ω=Ω=-=Ω=Ω==+Ω==Ω===++686521027510025.206275*75.0110275*4.02754011556665R R R R R R I U R R R W W O W 取取：取样4、调整电路I OM =1.5mA 取β1=β2=50有：Ω=-=-≤===K I U U R mAI I B O i OMB 25.648.0151848.050*502.122212ββ取 R 2=2k Ω5、保护电路当I OM =1.2A 时保护， 取R O =0.6Ω , U RO =1.2*0.6=0.72V七、 焊接实图八、 工作原理电源变压器：直流电的输入为 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，再对电流电压处理。
模电课程设计直流稳压电源
模拟电子技术课程设计报告直流稳压电源设计专业:班级:姓名:学号:指导老师:电子通信与物理学院日期: 2014 年 6 月10日直流稳压电源设计一、设计功能概述本次设计的设计要求为：设计一个直流稳压电源；输入交流电压220v；输出直流电压5v；输出电流1A；输出最大纹波电压小于10mV。
本文所设计的直流电源为单相小功率电源，它将频率为50Hz、有效值为220v 的单相交流电压转换为输出稳定的5v直流电压。
在负载电阻为几十到几千欧姆时其输出电压稳定，纹波电压小于10mv；最大输出电流可达1A。
电路设计方面采用电源变压器电路、整流电路、滤波电路、稳压电路组成直流稳压电源电路。
其中，整流电路采用单相桥式整流电路；滤波电路采用电解电容滤波电路；稳压电路串联型稳压电路。
直流电源在二、设计步骤1、原理分析单相交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压，其方框图及如图1.1所示。
图1.1电源变压器是为了降低从电网输入电压的有效值。
直流电源的输入为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。
变压器副变电压有效值决定于后面电路的需要。
整流电路把变压器副边的交流电压转化为直流电压。
即正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，但整流电路的输出仍有较大的交流分量，会影响负载电路的正常工作。
采用电容滤波电路可以有效减小电压的脉动，使输出电压平滑。
交流电压通过整流、滤波后虽然变为分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或者负载变化时，其平均值也会随之变化。
为了稳定电压需要用到稳压电路。
本文采用具有放大环节的串联型稳压电路，可以使直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性。
下面分别介绍一下各个部分的原理。
（1）单相桥式整流电路为了克服单相半波整流电路的缺点，本文所设计直流稳压电源采用单相全波整流电路。
模电课设：直流稳压电源资料.doc
模电课设：直流稳压电源资料.doc课程设计任务书半导体直流稳压电源的设计和测式一､设计目的1､学习直流稳压电源的设计方法;2､研究直流稳压电源的设计方案;3､掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法｡二､设计要求和技术指标1､技术指标:要求电源输出电压为±12V(或±9V/±5V),输入电压为交流220 V,最大输出电流为I omax=500mA,纹波电压△V op-p≤5mv,温压系数Sr≤5%｡2､设计要求:(1) 设计一个能输出±12V/±9V/±5V的直流稳压电源;(2) 要求绘出原理图,并用Protel画出印制板图;(3) 根据设计要求和技术指标设计好电路,选好元件及参数;(4) 要求绘出原理图,并用Protel画出印制版图;(5) 在万能板或面包板或PCB板上制作一台直流稳压电源;(6) 测量直流稳压电源的内阻;(7) 测量直流稳压电源的稳压系数､纹波电压;(8) 撰写设计性报告｡三､设计提示1､设计电路框图如图所示电源稳压电路若使用分离元件要有取样､放大､比较和调整四个环节,晶体管选用3DD或3DG等型号;若用集成电路选78XX和79XX稳压器｡测量稳压系数:在负载电流为最大时,分别测得输入交流比220V增大和减小1 0%的输出△V o,并将其中最大一个代入公式计算Sr,当负载不变时,Sr=△VoV I/△V I Vo.测量内阻:在输入交流为220V,分别测得负载电流为0及最大值时的△V o,Ro=△V o/△I I.纹波电压测量:叠加在输出电压上的交流分量,一般为mV级｡可将其放大后,用示波器观测其峰—峰值△V op-p;用可用交流毫伏表测量其有效值△Vo,由于纹波电压不是正弦波,所以用有效值衡量存在一定误差｡2､实验仪器设备自耦变压器一台､数字万用表､数字电压表､变压器､面包板或万能板､智能电工实验台､示波器3､设计用主要器件:变压器､整流二极管､集成稳压器､电容､电阻若干4､参考书:《电子线路设计·实验·测试》华中科技大学出版社《模拟电子技术基础》高等教育出版社四､设计报告要求1､选定设计方案;2､拟出设计步骤,画出电路､分析并计算主要元件参数值;3､列出测试数据表格;4､测试总结｡五､设计总结1､总结直流稳压电源的设计方法和运用到的主要知识点,对设计方案进行比较｡2､总结直流稳压电源的主要参数的测试方法｡目录第1章绪论 (5)1.1 直流稳压电源研究的意义 (5)1.2 直流稳压电源的发展状况 (5)第2章设计概述 (7)2.1 设计目的 (7)2.2 设计要求与性能指标 (7)2.3 设计原理 (7)2.4 设计方案的分析 (9)第3章单元电路设计与元器件的选择 (10)3.1 变压器的确定 (10)3.2 整流电路的确定 (10)3.3 滤波电路的确定 (13)3.4 稳压电路的确定 (15)3.5 电路的整合连接 (16)第4章电路仿真与测试 (17)4.1 仿真软件简介 (17)4.2 仿真电路图 (19)4.3 仿真结果及分析 (20)第5章安装与调试 (21)5.1 PCB板制作 (21)5.2 万能板安装电路 (22)5.3 调试与检测 (22)5.4 技术指标测量 (23)第6章误差分析 (24)第7章心得体会 (25)参考文献 (27)附录【1】 (28)附录【2】 (29)附录【3】 (30)附录【4】 (31)第1章绪论1.1 直流稳压电源的研究意义电源是各种电子､电器设备工作的动力,是自动化不可或缺的组成部分,直流稳压电源是应用极为广泛的一种电源｡直流稳压电源是常用的电子设备,它能保证在电网电压波动或负载发生变化时,输出稳定的电压｡一个低纹波､高精度的稳压源在仪器仪表､工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值｡直流稳压电源通常由变压器､整流电路､滤波电路､稳压控制电路所组成,具有体积小,重量轻,性能稳定可等优点,电压从零起连续可调,可串联或关联使用,直流输出纹波小,稳定度高,稳压稳流自动转换､限流式过短路保护和自动恢复功能,是大专院校､工业企业､科研单位及电子维修人员理想的直流稳压电源｡适用于电子仪器设备､电器维修､实验室､电解电镀､测试､测量设备､工厂电器设备配套使用｡几乎所有的电子设备都需要有稳压的电压供给,才能使其处于良好的工作状态｡家用电器中的电视机､音响､电脑尤其是这样｡电网电压时高时低,电子设备本身耗供电造成不稳定因家｡解决这个不稳定因素的办法是在电子设备的前端进行稳压｡直流稳压电源广泛应用于国防､科研､大专院校､实验室､工矿企业､电解､电镀､充电设备等的直流供电｡1.2 直流稳压电源的发展状况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｡开关电源在世界各国迅速发展 ,但在初期价格较高直到八十年代,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,随着元件工艺的成熟,直流稳压电源的价格也日益下降,应用也变的日益广泛,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｡近几年随着科技的发展,直流稳压电源的工作频率由原来的几十千赫发展到现在的几百千赫,甚至更高｡现在智能化的直流稳压电源也被广泛应用于生产领域,对此的研究开始向高频方面发展｡以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论､工作原理､建模分析方法和高频大功率开关器件,高性能集成控制器和功率模块的开发研制方面发展｡第2章设计概述2.1 设计目的(1)､学习直流稳压电源的设计方法;(2)､研究直流稳压电源的设计方案;(3)､掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法｡2.2 设计要求和技术指标2.2.1设计要求:①､设计一个能输出正负12V的直流稳压电源;②､拟定测试方案和设计步骤;③､根据设计要求和技术指标设计好电路,选好元件及参数;④､绘出原理图和印制板图;⑤､在万能板上连接电路;⑥､测量直流稳压电源的内阻;⑦､测量直流稳压电源的稳压系数､纹波电压;⑧､撰写设计性报告｡2.2.2 技术指标:①､电源输出电压为正负12V;②､输入电压220V ､50Hz;③､最大输出电流为Iom=500mA;④､纹波电压小于等于5mA;⑤､稳压系数Sr小于等于5%.2.3设计原理:2.3.1 设计电路框图设计电路框图如图2-1所示,包括变压器降压,整流滤波电路滤波,稳压电路进行稳压四个部分｡图2-2为电压经过各个部分的波形,交流U1经过变压器降压后到较小的交流U2,经过整流滤波后变为纹波很小的直流U4,最后由稳压电路进行稳压输出｡图2-1电路框图图2-2整流与稳压过程2.3.2 各部分电路的作用交流变压器｡一般的电子设备所需要的直流电压较之交流电网提供的200V 电压相差较大,为了得到输出电压的额定范围,就需要将电网电压转化到合适的数值｡所以,电压变换部分的主要作用就是将电网电压变为所需要的交流电压,同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用｡整流电路｡整流电路的作用是将变换后的交流电压转换为单方向的脉冲电压｡由于这种电压存在着很大的脉动部分(称为纹波),因此,一般还不能直接用来给负载供电,否则,纹波会严重影响到负载的性能指标｡滤波电路｡滤波部分的作用是对整流部分输出的脉动直流进行平滑,使之成为含交变成分很小的直流电压｡也就是说,滤波部分实际上使一个性能较好的低通滤波器,且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率｡稳压电路｡尽管经过整流滤波后的电压接近于直流电压,但是其电压值的稳定性很差,受温度､负载､电网电压波动等因素的影响很大,因此,还必须有稳压电路,以维持输出直流电压的基本稳定｡2.4设计方案的的分析由设计原理可知直流稳压电源应由几部分组成,而且各个部分相对独立,因此,在进行设计电路的时候我们采用各个部分分别设计,独立选择元器件,独立测试的方法,最后将这几部分进行组装和调试,最终达到设计完整直流稳压电源电目的｡第3章单元电路设计与元器件的选择3.1 变压器的确定3.1.1 变压器的效率电源变压器的作用是将220V的交流电压U1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由公式3.1确定P2/P1=η (3.1)式中,η为变压器的效率｡一般小型变压器的效率如表所示｡表2-1小型号3.1.2 参数计算及元件选择变压器副边电压有效值为U2,输出电压为12V,取U L=1.2U2,则U2= 12V/1.2= 10V (3.2) 故选择220V输入,10V输出电源变压器,功率在10~30W之间,效率为0.6~0.7,本次设计选用EI系列小型变压器｡3.2整流电路的确定3.2.1整流电路的设计图3-1单向桥式整流电路整流电路将交流电压变换为脉动的直流电压,再经过滤波就可的到纹波较小的直流电压｡常用的整流电路有半波整流､全波整流､桥式整流等｡桥式整流电路与单相半波整流电路和单相全波整流电路相比,其明显的优点是输出电压较高,纹波电压较小,整流二极管所承受的最大反向电压较低,并且因为电源变压器在正负半周内都有电流流过,所以变压器绕组中流过的是交流,变压器的利用率高｡在同样输出直流功率的条件下,桥式整流电路可以使用小的变压器,因此,这种电路在整流电路中得到广泛应用｡本次设计单相桥式整流电路如图3-1｡它由四个二极管构成电桥形式,两两构成一组,分别在正弦交流点正负半轴时刻导通｡工作原理如图3-2所示｡i i i u u R LR L图3-2单相桥式整流电路(a)整流电路 (b)波形图在分析整流电路工作原理时,整流电路中的二极管是作为开关运用,具有单向导电性｡根据图3-2(a)的电路图可知:当变压器次级电压U 2为上正下负时,二极管D 1､D3导通,D 2､D4截止,在负载电阻上得到正弦波的正半周,如图3-2 (b)中0~π 所示｡当变压器次级电压为下正上负时,二极管D 2､D4导通,D 1､D3截止,在负载电阻上得到正弦波的负半周,如图3-2(b)π~2 π 所示｡在负载电阻上正负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压｡ 3.2.2 参数计算与元件选择根据图3-2可知,输出电压是单相脉动电压｡通常用它的平均值与直流电压等效｡桥式整流电路的输出电压平均值为220.9L U U π==(3.3)直流电流为20.9LL U R I =(3.4)在桥式整流电路中,整流二极管D 1､D 3和D 2､D 4是两两轮流导通的,因此,流过每个整流二极管的平均电流是电路输出电流平均值的一半210.452D LL U I I R ==(3.5)桥式整流电路因其变压器只有一个副边绕组,在U 2正半周时,D 1､D 3导通,D 2､D 4截止,此时D 2､D 4所承受的最大反向电压为U 2的最大值,即2RM U = (3.6) 同理,在U 2负半周时,D 1､D 3也承受同样大小的反向电压｡设计要求最大输出电流Iom =500mA,则流经二极管的最大平均电流为L D 11=50025022I mA mA I =⨯=(3.7)二极管承受的最大反向电压21015RM V V V==≈(3.8)因此可选用整流二极管IN4001(允许最大电流 I F =1.0A,最大反向电压V RM =50V),或选择整流桥堆MB05M(最大电流I F =0.5A,最大反向电压V RM =50V), DB101 (I F =1.0A,V RM =50V)｡ 3.3滤波电路的确定 3.3.1电路组成及工作原理虑波电路如图3-1滤波部分所示,与单向桥式整流电路组成整流滤波电路｡其工作原理:无论U 2是正半周还是负半周,电路中总有二极管导通,在一个周期内,U2对电容充电二次,由于充电时间常数很小(二极管导通电阻和变压器内阻很小),所以很快充满电荷,使电容两端电压U C 基本接近U 2m,而电容上的电压不会突变｡现假设在U 2在正半周期由零开始上升,很短时间内电容上的电压Uc 基本上接近U 2m,因此U 2<Uc ,D 1､D 2､D 3､D4 管均截止,电容 C 同过通过R L 放电,由于时间常数τ=R L C 很大( R L 较大时),因此放电速度很慢,Uc 下降很小｡与此同时,U 2仍按22sin U U wt 的规律上升,一旦当 U 2>U C 时,D 1,D 3导通,C 又开始充电｡不难理解,在U2的负半周期也会出现与上述基本相同的结果｡这样在U 2不断作用下,电容上的电压不断进行充放电,周而复始,从而得到一近乎于锯齿波的电压U L =U C ,负载电压的纹波大为减少,如图3-3 ｡图3-3 滤波波形由以上分析可知,电容虑波电路有如下特点:1､R L C 越大,电容放电速度越慢,负载电压中的纹波成分越小,负载平均电压越高｡为了得到平滑的负载电压,放电时间常数应满足τ=R L C ≥(3~5)T/2 (3.9)式中T 为交流电压的周期｡ 2､R L 越小输出电压越小若C 一定,当R L →∞,即空载时有221.4O U U =≈(3.10)当C=0,即无电容时有20.9O U U ≈(3.11)当整流电路的内阻不太大(几欧姆)和电阻RL 电容C 取值满足(3.9)时,有2(1.1 1.2)O U U ≈(3.12)总之,电容滤波适用于负载电压较高,负载变化不大的情况｡ 3.3.2 参数计算与元件选择 负载电阻12min 240.5L V AVo R Iom ===Ω(3.13)由式(3.9),取214220.04L T R C T s s =⨯==⨯=｡由此滤波电容为0.040.04241667L s R s C FμΩ≥=≈ (3.14)若考虑电网波动,则电容承受的最高电压为2 1.1 1.41412 1.115.6CM V VU =⨯≈⨯⨯= (3.15)滤波电容耐压值应大于输出电压值,一般取1.5倍左右,且通常采用有极性的电解电容,因此选用标称值为2200μF/30V 的电解电容｡考虑到正负电压输出,最后设计的整流滤波电路如图3-4｡图3-4 整流滤波电路3.4稳压电路的确定3.4.1稳压芯片介绍直流稳压电路类型和设计方法有多种,本次设计采用集成元件构成稳压电路｡用CW78系列和CW79系列的芯片｡包括固定三端与可调式三端稳压器,我们介绍固定三端稳压器及其典型应用｡我们通常所用的7800和7900系列的稳压管如图3-5所示｡CW78xx123CW78xx2130.33u0.1u++--123CW79xxCW79xx2.2u1u23+-+-1Vi V0 ()a()b图3-5固定三端式稳压稳压器的典型应用(a)CW78xx系列典型应用 (b)CW79xx系列典型应用在CW78xx系列中1脚接输入,2脚接地,3脚接输出｡CW79xx系列中1脚接地,2脚接输入,3脚接输出｡其中CW78xx系列中输出为正电压,如7815则它的输出电压为+15V,而CW79xx系列中输出为负电压,如7915则输出电压为-15V,(它们的输出额定电流以字母为标志,L表示0.1A,M表示0.5A,无字母表示1.5A)但不管是输出为正电压的78系列还是输出为为负电压的79系列,它们的输入端所接入的电容C的功能是进一步滤除纹波,输出端接入的电容C能改善负载的瞬态影响,使电路稳定工作｡C最好用漏电流小的电容,如果是电解电容的话,则电容量要比图中的增加10倍｡3.4.2 元件选择本次设计选择固定集成稳压器CW7812,CW7912,其特性参数:Vo=12V,I o max=500mA,Vi=14~35,副边电压V2≥V I min/1.1=14/1.1=12.7V,取V2=15V｡CW 7812的引脚如图3-6所示｡芯片说明:图3-6 CW7812引脚CW7812､CW7912芯片由于它只有输入,输出和公共引出端,故称之为三端式稳压器｡它由启动电路,基准电压电路,取样比较放大电路,调整电路和保护电路等部分组成｡3.5 电路的整合连接本次设计的思想是先进行单元电路的设计,然后再将各个单元电路进行整合,最终达到设计完整电路的目的｡以上已完成各部分的分析与设计,因此接下来设计整个电路｡电路接入几个主要部分外,为了防止稳压器产生高频自激振荡和抑制电路引入的高电频,电路中前后分别接入电容C3=0.33uF,C5=0.1uF｡它们的作用是瞬时增减负载电流时不会引起输出电压有较大的波动｡发光二极管用来检测电路是否接通｡负载输出端的电路与正输入端对称,所以C4=0.33uF,C6=0.1uF｡总的电路图见附录【3】｡第4章电路仿真与测试4.1 仿真软件简介本次试验由EWB软件进行仿真｡电子工作平台Electronics Workbench (EWB)(现称为MultiSim) 软件是加Interactive Image Technologies公司于八十年代末､九十年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件,其工作界面如图4-1｡图4-1 EWB工作界面4.1.1 EWB的特点:(1)采用直观的图形界面创建电路,在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台,绘制电路图需要的元器件､电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取;(2)软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似,可以实时显示测量结果;(3)EWB软件带有丰富的电路元件库,提供多种电路分析方法;(4)作为设计工具,它可以同其它流行的电路分析､设计和制板软件交换数据;(5)EWB还是一个优秀的电子技术训练工具,利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验,仿真电路的实际运行情况,熟悉常用电子仪器测量方法｡与其他电路仿真软件(Protel99)相比,具有界面直观､操作方便等优点｡他改变了一般电路仿真软件输入电路必须采用文本方式的不便,创建电路选用元器件和测试仪器等均可直接从屏幕上器件库和仪器库中直接选取｡电子电路的分析､设计与仿真工作蕴含于轻点鼠标之间,不仅为电子电路设计者带来了无尽的乐趣,而且大大提高了电子设计工作的质量和效率｡4.1.2 EWB的优点1､各元器件选择范围广,参数修改方便,不会象实际操作那样多次地把元件焊下而损坏器件和印刷电路板｡使电路调试变得快捷方便｡对《模拟电子技术基础》课程中的绝大部分电路都能应用,不仅能用于对单个电路特性和原理进行验证,也能就用于多级的组合电路｡2､元件库不但提供了各种丰富的分立元件和集成电路等元器件,是一个全开放性的仿真实验和课件制作平台,给我们提供了一个实验器具完备的综合性电子技术实验室｡可以在任意组合的实验环境中,搭建实验｡通过元件复制或单级电路的复制来完成整个电路的组装｡因此也适用于较大型的设计性实验｡3､EWB(电子学工作平台)为我们提供了一个很好的实用工具,使我们能够在教学过程中随时提供实验､演示和电路分析｡教师可以在多媒体教室中深入浅出地分析各种电路的特性,讲解各种参数改变对电路的影响｡学生可结合学习内容,进行接近于实际电路的调试分析,有利于对加深对理论理解｡特别是一些大中专院校和广播电视大学,通过这样的计算机模拟仿真实验,把电子技术的理论教学和实验教学有机地结合了起来｡4.1.3 EWB软件基本操作方法1､元器件操作元件选用:打开元件库栏,移动鼠标到需要的元件图形上,按下左键,将元件符号拖拽到工作区｡元件的移动､旋转､反转､复制和删除:用鼠标单击元件符号选定,用相应的菜单､工具栏,或单击右键激活弹出菜单,选定需要的动作｡元器件参数设置:选定该元件,从右键弹出菜单中选Component Properties可以设定元器件的标签(Label)､编号(Reference ID)､数值(Value)和模型参数(Model)､故障(Fault)等特性｡说明:①元器件各种特性参数设置可通过双击元器件弹出的对话框进行; ②编号(Reference ID)通常由系统自动分配,必要时可以修改,但必须保证编号的唯一性; ③故障(Fault)选项可供人为设置元器件的隐含故障,包括开路(Open)､短路(Short)､漏电(Leakage)､无故障(None)等设置｡2､导线的操作主要包括导线的连接､弯曲导线的调整､导线颜色的改变及连接点的使用｡连接:鼠标指向一元件的端点,出现小园点后,按下左键并拖拽导线到另一个元件的端点,出现小园点后松开鼠标左键｡删除和改动:选定该导线,单击鼠标右键,在弹出菜单中选delete ｡或者用鼠标将导线的端点拖拽离开它与元件的连接点｡说明:①连接点是一个小圆点,存放在无源元件库中,一个连接点最多可以连接来自四个方向的导线,而且连接点可以赋予标识; ②向电路插入元器件,可直接将元器件拖曳放置在导线上,然后释放即可插入电路中｡3､电路图选项的设置Circuit/Schematic Option对话框可设置标识､编号､数值､模型参数､节点号等的显示方式及有关栅格(Grid)､显示字体(Fonts)的设置,在做仿真时我们按照要求选择合适的参数即可｡4.2 仿真电路图在设计好总的电路图之后,便进行电路的仿真,以指导对电路原理图和各元件参数的修改,仿真图如图4-2｡图4-2 电路仿真原理图4.3 仿真结果及分析图4-3仿真波形在multsim上的仿真波形如图4-3｡由图可见电路的输出电压为11.91V,频率约为50Hz,在误差允许的范围内,本电路的设计符合要求｡第5章制作与调试5.1 PCB板制作在EWB上仿真无误后就要绘制电路原理图｡我们利用Protel 99 SE软件(见附录【2】)绘制PCB图｡首先绘制元件(如果PCB库里没有所需要的元件),电阻､二极管､电容等常用元件在库里都可以找到｡其次对照EWB图在PCB的SCH 里绘制原理图,注意接点的位置｡因为本课程设计用到了比较多的组合逻辑元件,接线相对比较复杂,所以我们还因该清楚各个脚的功能和位置｡在这种条件下,将元件有序的连接起来,在连接过程中,可以利用总线绘制,这样可以避免不同的线接错,而且可以减少整个原理图的线的数量｡此外,我们还可以把不同的原理图绘制在不同的SCH里,这样可以减少总的SCH图的线的数目,有利于排错和修改｡在SCH里面,我们可以把相对比较复杂的线用不同的颜色来表示,这样可以更好的分清接线的路线,我们还要清楚各个元件的封装形式,电源和地线要自己制作封装形式,这里用一个排插来接上｡组合逻辑元件的封装用DIP加脚的数目来表示｡DIP是双列直插式形式,我们设置的电源插座是单列直插式,所以用SIP 来封装｡确认SCH图无误后进行电气规则检测(ERC)检查电路中是否有缺漏的线条和节点,如果有要一一更正,做好了这一步,便可创建网表,把不同元件放在一起,观察它与那些元件有联系,利于在SCH里面查找｡把网表导入,就可以制作PCB图了｡根据元件的多少合理的放置元件的位置,注意集成元件的脚一定要加大｡不然,焊点就会很小,有时会把焊点弄掉｡其次,因为要放插座在PCB板会把一面的铜线遮住,所以在集成元件的线要在同一面,这里我们把它放在底层,另外,我们还要放置定位孔,将铜板的上层与下层固定起来｡在布线时,我们要设定好规则,一般地线1mm,电源线1 mm~~0.5 mm左右,其它信号线在0.5 mm左右｡关键的线先用手工布线弄好,再通过自动布线工序,数模电路要共地处理,电解电容和发热的元件要分开,对抗干扰很强的元件要和抗干扰很差的元件分开｡最后把必须改动的线条连接好,通过处理达到更好的效果｡SCH图经ERC检测后,将做好的原理图制成网表｡然后再新建一个PCB图｡将网。
电子科技大学模电课程设计报告——直流稳压电源
电⼦科技⼤学模电课程设计报告——直流稳压电源电⼦科技⼤学《模拟电路基础》应⽤设计报告设计题⽬：直流稳压电源学⽣姓名：学号：教师姓名：⽇期：⼀、设计任务设计⼀个直流稳压电路，将220V的市电转变为5V的直流电，并满⾜以下要求：1.输出电压5V2.最⼤输出电流0.5A3.电压调整率<4%4.电流调整率<4%5.纹波系数<5%⼆、电路原理电⼦设备⼀般都需要直流电源供电。
这些直流电除了少数直接利⽤⼲电池和直流发电机外，⼤多数是采⽤把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。
设计构想如下（图1）图1 直流稳压电源设计款图各模块的功能如下表（表1）表1模块电源变压器整流电路滤波电路稳压电路各模块功能将220V的市电变为较⼩接近5V的交流电将交流电压变为脉动的直流电压将脉动的直流电压变为平滑的直流电压将平滑的直流电变为稳定性好的直流电1.电源变压器这⾥选⽤15:1的线圈，是变压后电压在17V左右（图2）图2 变压器2.全波整流电路变压器和四个⼆极管构成如下图所⽰的全波整流电路。
从图3中可见，正负半周都有电流流过负载，提⾼了整流效率。
全波整流的特点：输出电压VL⾼；脉动⼩；正负半周都有电流供给负载，因⽽变压器得到充分利⽤，效率较⾼。
图三整流电路3.滤波电路我们采⽤的是电容滤波电路。
由于电容的储能作⽤，使得输出波形⽐较平滑，脉动成分降低输出电压的平均值增⼤。
电容放电的时间τ=R C越⼤,放L电过程越慢，输出电压中脉动（纹波）成分越少，滤波效果越好。
⼀般取τ≥（3～5）T/2，T为电源交流电压的周期。
图4 电容滤波电路4.整流电路我们使⽤三端稳压器LM7805对电路进⾏稳压，采⽤LM7805可⼤⼤简化电路，使电路变得简单，⽽且整流效果也较好。
图5 LM7805整流电路三、电路仿真和结果1.选择的器件及其参数选⽤的元器件型号和数量(表2)表2 选⽤的元器件型号和数量元件型号数量变压器线圈匝数15:1 1个三端稳压电路LM7805 1个⼆极管1N4001 4个电容100uF极性电容1个1uF 2个电阻10.5Ω1个2.电路仿真将上述元件按照个执⾏功能连接，得到直流稳压电路，如图6图6 仿真电路图（1）输出电压值启动电路后，由电压表读熟得，输出电压为5V,且通过⽰波器可知，该输出信号为直流信号，如下图图7 测试电路图8 电压表电压值图9 ⽰波器波形（2）最⼤输出电流连接好电路，保持稳压电源的输⼊电压为220V，接⼀个变阻器作为负载，串联⼀个毫安表，通过改变变阻器的阻值使输出电压降低5%左右，测量此时的电流I计算得输出电压降低为4.75V左右时为最⼤输出电流图10 输出最⼤电流时的电路图11 输出最⼤电流此时最⼤电流为476.55mA（3）电压调整率和电流调整率测试⽅法：a.设置可调负载装置，使电源满载输出；b.调节AC SOURCE，使输⼊UI电压为下限值，记录对应的输出电压U1（这⾥分别测得输⼊电压⽐220V增⼤和缩⼩10%）；c.增⼤输⼊电压到额定值，记录对应的输出电压U0；d.调节输⼊电压为上限值，记录对应的输出电压U2；e.按下式计算：电压调整率={(U- U0)/U0}×100％式中：U为U1 和U2中相对U0变化较⼤的值，电流调整率Si=(U2-U1)/U0*100%，表3 源电压改变输出电压的改变值UI U1 U2242 +0.019 -0.021220 0 0198 +0.022 -0.020带⼊计算得电压调整率为0.01%电流调整率为0.019%(4)纹波系数纹波系数=纹波电压/输出电压图12 纹波电压所以，纹波系数=317.774uV/5V 0所以，本仿真达到了设计预期指标，即1.输出电压5V2.最⼤输出电流0.5A3.电压调整率<4%4.电流调整率<4%5.纹波系数<5%所以，本次仿真成功。
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电子科技大学
《模拟电路基础》应用设计报告
设计题目：直流稳压电源
学生姓名：学号：
教师姓名：日期：
一、设计任务
设计一个直流稳压电路，将220V的市电转变为5V的直流电，并满足以下要求：
1.输出电压5V
2.最大输出电流0.5A
3.电压调整率<4%
4.电流调整率<4%
5.纹波系数<5%
二、电路原理
电子设备一般都需要直流电源供电。
这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。
设计构想如下（图1）
图1 直流稳压电源设计款图
各模块的功能如下表（表1）
表1
1.电源变压器
这里选用15:1的线圈，是变压后电压在17V左右（图2）
图2 变压器
2.全波整流电路
变压器和四个二极管构成如下图所示的全波整流电路。
从图3中可见，正负半周都有电流流过负载，提高了整流效率。
全波整流的特点：输出电压VL高；脉动小；正负半周都有电流供给负载，因而变压器得到充分利用，效率较高。
图三整流电路
3.滤波电路
我们采用的是电容滤波电路。
由于电容的储能作用，使得输出波形比较平滑，脉动成分降低输出电压的平均值增大。
电容放电的时间τ=
R C越大,放
L
电过程越慢，输出电压中脉动（纹波）成分越少，滤波效果越好。
一般取τ≥（3～5）T/2，T为电源交流电压的周期。
图4 电容滤波电路
4.整流电路
我们使用三端稳压器LM7805对电路进行稳压，采用LM7805可大大简化电路，使电路变得简单，而且整流效果也较好。
图5 LM7805整流电路
三、电路仿真和结果
1.选择的器件及其参数
选用的元器件型号和数量(表2)
表2 选用的元器件型号和数量
元件型号数量
变压器线圈匝数15:1 1个三端稳压电路LM7805 1个二极管1N4001 4个
电容100uF极性电容1个
1uF 2个电阻10.5Ω1个
2.电路仿真
将上述元件按照个执行功能连接，得到直流稳压电路，如图6
图6 仿真电路图
（1）输出电压值
启动电路后，由电压表读熟得，输出电压为5V,且通过示波器可知，该输出信号为直流信号，如下图
图7 测试电路
图8 电压表电压值
图9 示波器波形
（2）最大输出电流
连接好电路，保持稳压电源的输入电压为220V
联一个毫安表，通过改变变阻器的阻值使输出电压降低5%左右，测量此时的电流I
计算得输出电压降低为4.75V左右时为最大输出电流
图10 输出最大电流时的电路
图11 输出最大电流
此时最大电流为476.55mA
（3）电压调整率和电流调整率
测试方法：
a.设置可调负载装置，使电源满载输出；
b.调节AC SOURCE，使输入UI电压为下限值，记录对应的输出电压U1（这里分别测得输入电压比220V增大和缩小10%）；
c.增大输入电压到额定值，记录对应的输出电压U0；
d.调节输入电压为上限值，记录对应的输出电压U2；
e.按下式计算：电压调整率={(U- U0)/U0}×100％式中：U为U1 和U2中相对U0变化较大的值，电流调整率Si=(U2-U1)/U0*100%，
表3 源电压改变输出电压的改变值
带入计算得电压调整率为0.01%
电流调整率为0.019%
(4)纹波系数
纹波系数=纹波电压/输出电压
图12 纹波电压
所以，纹波系数=317.774uV/5V 0
所以，本仿真达到了设计预期指标，即
1.输出电压5V
2.最大输出电流0.5A
3.电压调整率<4%
4.电流调整率<4%
5.纹波系数<5%
所以，本次仿真成功。
四、电路加工及测试（可选）
1.焊接过程注意事项
焊接时，应该遵循先焊小元件，如电阻和二极管等；后焊大元件，如电容。
2.阐明所用的测试仪、测试方法
用到的测试仪器有市电电源，晶体管毫伏表，示波器，万用表。
测量时，用万用表测出输出电压、调整电压和最大输出电流，用晶体管毫伏表测量纹波电压，测量出的数据可带入计算式，算出所需指标。
五、问题解答
1.电容C1、CI、CO有什么要求，一般如何选择？
答：电容放电的时间τ=
R C越大,放电过程越慢，输出电压中脉动（纹波）成
L
分越少，滤波效果越好。
一般取τ≥（3～5）T/2，T为电源交流电压的周期。
2.电流调整率由什么参数决定，如何降低？
答：通常以单位输出电压下的输出电压变化值的百分比来表示直流稳压电源的电流调整率。
要降低电流调整率，可以：
（1）降低空载电压
（2）如果可以,适当减小负载电流
（3）如果可以,降低工作频率
3.如何减小纹波？
（1）低频纹波抑制的几种常用的方法：
a、加大输出低频滤波的电感，电容参数，使低频纹波降低到所需的指标。
b、采用前馈控制方法，降低低频纹波分量。
（2）高频纹波抑制的目的是给高频纹波提供通路，常用的方法有以下几种：
a、提高开关电源工作频率，以提高高频纹波频率，有利于抑制输出高频纹波。
b、加大输出高频滤波器，可以抑制输出高频纹波。
c、采用多级滤波。
六、总结
本次实验时，通过观看课件，了解了模块：电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路在直流稳压电源中的作用，然后开始选择元件并搭建电路，通过查阅教科书也得到了一些信息，从网上查到了电压调整率，电流调整率，以及纹波系数的意义和计算方法，也通过电路设计模拟出了自己设计的直流稳压电源。
通过本次设计，对模拟电子技术基础课程有了近一步的很深层次的理解，并在对之后设计更为复杂的电路时打下了基础，设计和制作的时候，正是在考验着一个人的耐心和细心，认真遵循注意事项，这样设计出来的电路问题会比较少。