串联型连续可调直流稳压正电源电路要点
设计一个串联型连续可调直流稳定电源
目录一、设计任务与要求2二、设计思路与原器件的介绍22.1、串联型连续可调直流稳定电源的设计思路2三、原器件的介绍4四、单元电路的设计9五、质量指标10六、生成总图12七、元器件清单13八、心得体会。
14九、参考文献资料15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、1.5-12V 可调。
关键词：直流；稳压；变压一、设计任务与要求1.1、设计任务设计一个串联型连续可调直流稳定电源1.2、设计目的A．学习根本理论在实践中综合运用的初步经历，掌握模拟电路设计的根本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。
B．学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
C．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
1.3、设计要求〔1〕、输出直流电压１.５－１２ｖ可调〔2〕、最大输出电流Ｉ＝１.５Ａ〔3〕、稳压系数Ｓｒ＜＝０.０５〔4〕、具有过流保护功能二、设计思路与原器件的介绍2.1、串联型连续可调直流稳定电源的设计思路根据题目要求要输出电压在1.5V~12V可调,所以我们用变压器将220V交流电变为12V 交流电.接下来是整流环节,由于半波整流电路构造简单,使用元件少,整流的效率低,输出电压脉动大等缺点,我们电路中选那么了桥式整流.在滤波方面,我们选用了电容滤波,因为整流电路接入滤波电容后,不仅使输出电压变的平滑纹波显著减小,同时输出电压的平均值也增大了.在稳压电路中我们选用了稳牙精度高、外围电路简单体积小和重量轻等特点选用了串联稳压式集成稳压器CW117.CW117输出电压可调X围在1.2~37V符合了我们的题目要求,输出电流为1.5A同样符合了我们的需要,通过以上思路我们设计了此电路图. 〔图1—1.1〕２.２、原理框图ui u。
设计制作一串联型连续可调直流稳压正电源电路解析
课题名称：串联型连续可调直流稳压正电源电路所在院系：机械电子工程学院_ 班级：学号：姓名：指导老师：时间：模拟电子技术课程设计任务书目录引言 (4)第一章方案设计 (5)第二章总体电路设计 (7)第三章总体电路的功能和性能验证 (9)第四章课程设计总结 (13)附表元件清单 (14)附录参考文献 (15)引言随着社会的发展，科学技术的不断进步，对电子产品的性能要求也更高。
我们做为21世纪的一名学电子的大学生，不仅要将理论知识学会，更应该将其应用与我们的日常生活中去，使理论与实践很好的结合起来。
电子课程设计是电子技术学习中的一个非常重要的实践环节，能够真正体现我们是否完全吸收了所学的知识。
目前，各种直流电源产品充斥着市场，电源技术已经比较成熟。
然而，基于成本的考虑，对于电源性能要求不是很高的场合，可采用带有过流保护的集成稳压电路，同样能满足产品的要求。
本次设计的题目为设计一串联型可调两路直流稳压正电源：先是经过家用交流电源流过变压器得到一个大约十五伏的电压U1，然后U1经过一个桥堆进行整流在桥堆的输出端加两个电容C1、C2进行滤波，滤波后再通过LM7812（具体参数参照手册）输出一个固定的12V电压，这样就可以在一路输出固定的电压。
在LM7812的输出端加一个电阻R3，调整端加一个固定电阻R1和一电位器R2，这样输出的电压就可以在5~12V范围内可调。
经过自己对试验原理的全面贯彻，以及相关技术的掌握，和反复的调试，经过自己的不断的努力，老师的耐心的指导，终于把这个串联型两路输出直流稳压输出正电源电路。
第一章 方案设计设计制作一串联型可调两路输出直流稳压正电源电路一、设计任务与要求(1)一路输出直流电压12V ；另一路输出5—12V 连续可调直流稳压电源。
(2)输出电流I O m=300mA ；(3)稳压系数Sr ≤0.05； (4)具有过流保护功能二、设计方案直流稳压电源是电子设备能量的提供者，对直流电源要求是：输出电压的幅值稳定，平滑，变换频率高，负载能力强，温度稳定性好。
串联型直流稳压电路结构
串联型直流稳压电路结构串联型直流稳压电路结构是一种常见的电子电路结构，用于稳定输出电压的技术方案。
本文将逐步回答和解释串联型直流稳压电路结构的相关问题，包括其基本原理、组成要素和工作原理等。
第一步：什么是串联型直流稳压电路？串联型直流稳压电路是一种将电阻、电容和二极管等电子元件按照一定的连接方式串联在一起的电路结构。
通过合理设计和控制电子元件的数值和参数，可以实现电路对输入电压变化的自动调节，从而稳定输出电压。
第二步：串联型直流稳压电路的基本原理是什么？串联型直流稳压电路基于基本的电路相关理论，利用电子元件本身的特性，将输入电压的波动通过自动调节的方式转换成相对稳定的输出电压。
电阻、电容和二极管等元件的各自特性协同工作，形成一个闭环控制系统，使得输出电压在一定的误差范围内保持稳定。
第三步：串联型直流稳压电路的主要组成要素有哪些？串联型直流稳压电路主要由以下几个组成要素构成：1. 变压器：用于将市电输入的电压转换为合适的电压，并提供隔离和稳压的作用。
2. 整流桥：负责将交流输入电压转换成直流电压，进行整流处理。
3. 滤波器：通过电容和电感等元件对整流输出的脉动电压进行平滑处理，使得输出电压更加稳定。
4. 稳压器：包括稳压二极管、稳压管、稳压IC等元件，通过对输出电压的反馈控制，实现对电路输出电压的稳定调节。
第四步：串联型直流稳压电路的工作原理是怎样的？串联型直流稳压电路的工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 变压器将交流输入电压转换为合适的直流电压，经过整流桥后得到整流输出电压。
2. 整流输出经过滤波器，通过电容和电感等元件实现对脉动电压的去除，得到平滑的直流输出电压。
3. 稳压器根据输出电压的变化情况，通过对稳压二极管、稳压管、稳压IC 等元件的控制，实现对输出电压的精确稳定调节。
4. 整个过程通过反馈电路的控制和调节，使得输出电压能够在一定的范围内保持稳定。
第五步：串联型直流稳压电路的应用领域有哪些？串联型直流稳压电路广泛应用于各种需要稳定电压供电的电子设备中，例如计算机、通信设备、工业自动化设备等。
串联型直流稳压电路-完整版课件
图 10.6.3
IL
二、截流型保护电路
过载时，T2 导通，引起正反馈过程：
图 10.6.5
IC2 IB1 UO UE2 UBE2
IC2 使 VT2 饱和，输出电压下降到 1 V 左右。
负载故障排除后，IL 减小，引起正反馈过程：
UR4 UB2 IC2 IB1 UO UE2
10.6 串联型直流稳压电路
10.6.1 电路组成和工作原理
采样电路：R1、 R2、 R3 ； 基准电压：由 VDZ 提供； 稳压过程：
图 10.6.1
放大电路：A； 调整管：VT；
UI 或 IL UO UF UId UBE IC
UO
UCE↑
10.6.2 输出电压的调节范围
由于 U+ = U- ，UF = UZ ， 所以
UZ
UF
R2 R3 R1 R2 R3
UO
则：
UO
R1 R2 R3 R2 R3
UZ
图 10.6.1
串联型直流稳压电路
当 R2 的滑动端调至最上端时，UO 为最小值
当 R2 的滑动端调至最下端 时，UO 为最大值，
10.6.3 调整管的选择
一、集电极最大允许电流 ICM
ICM ≥ ILmax IR
二、集电极和发射极之间的最大允许电压 U(BR)CEO
U(BR)CEO ≥ UImax 1.1 2U2
三、集电极最大允许耗散功率 PCM
PC UCEIC (UI - UO )IC PCM ≥ (UImax - UOmin ) ICmax (1.1 1.2U2 - UOmin ) IEmax
稳压电路的输入直流电压压器副边电压为：
U2
1.1
串联型稳压电源电路
稳压电路的分析串联型稳压电源电路分析姓名：张啸宇班级：电气1702班学校：长沙航空职业技术学院一、串联型稳压电路原理图串联型稳压电源电路图（一）稳压电源电路波形的分析①稳压电路过程：变压（降压）----→整流----→滤波---→稳压电路②稳压过程波形分析：改变电压值将交流转减小脉动a、负载变换输出通常为降压换为直流电压基本不变；b、电网电压变化输出，输出电压基本不变；③在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电压波动±10％，且负载有一定的变化范围。
（1）桥式整流电路①整流之后的电压为：U L =0.9U 2P S :U L 为经过值整流的电压，U 2为变压器的二次电压的有效值；U R M A X 为二极管的耐压参数；I D =0.45R L二极管的电流参数；R L为负载电阻；②整流电路的二极管的选择：U R M A X =√2U 2I D =0.45R L由于考虑电网电压波动范围的为±10％，所以二极管的极限参数应满足：{I F >1.1×0.45U 2R LU R >1.12U 2应满足以上参数以防止二极管由于电流过大使二极管击穿；③桥式整流的仿真波形图：a：示波器中的红色波形的图形是整流之前的波形的，为正弦波。
示波器中的蓝色的波形图为整流之后的波形图，为脉动的直流波形。
所以这就是交流变直流的过程。
b：万用表x mm2为整流整流之前的电压，为交流电，电压为：219.942V；而万用表x mm1为整流之后的电压，为直流电，电压值为：196.715V；而两者的之间的电压相差：0.9倍；所以根据以上仿真，证明整流之后的电压为：二次变压器的电压的0.9倍；（2）电容滤波电路：①滤波后，输出的电压平均值增大，脉动变小。
②电容越大，T越大，放电的速度就越慢，曲线越平滑，脉动越小。
③电容的选择及输出电压U0的估算：当R L=（3～5）T2时，U0=1.2U2；电容的耐压值应大于1.1√2U；P S:考虑电网电压波动范围的为±10％④仿真中的电容滤波电路的波形以及电压值:a、示波器中的红色的波形是滤波之前的波形，为正弦交流电；而示波器的黄色的波形曲线平滑，脉动变小的直流电；b、仿真中万用表x mm1为整流之前的电压值为：219.937V，仿真中的万用表x mm2滤波之后的电压值为：309.402V，两者相差为：1.2倍；(3)稳压电路①稳压电路基本电路：调整电路：调整管是电路的核心；基准电路：是U0的参考电路；取样电路：对U0的取样，与基准电压共同决定U0；比较放大电路：将U0的取样电压与基准电压比较后放大，决定电路的稳定性；②稳压电路的基本设计：输出的电压用稳压管去维持，输出电压变化如何基本稳定；③稳压二级管的选择：稳压管的电压参数的选择：U I=(2～3)U2；④调整电路基本原理图分析：（核心在于电路引入电压负反馈，稳定输出电压）a、调整管是电路的核心U0随U I和负载产生变换以稳定U0；b、如果输出电压U0增大时，调整管发射集电压增大，稳压管端电压基本不变，即晶体管基极电位U b基本不变，由于U b e=U b-U e，所以U b e电压也会下降，基级电流或发射集电流也会下降，从而使输出电压也会下降，输出就处于了电压基本不变的状态了。
串联型稳压电源的工作原理及电路图
串联型稳压电源的工作原理及电路图串联型稳压电源电原理图工作原理：图示串联型稳压电路，除了变压、整流、滤波外，稳压部分一般有四个环节：调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。
当电网电压或负载变动引起输出电压V0变化时，取样电路将输出电压V0的一部分馈送回比较放大器和基准电压进行比较，产生的误差电压经放大后去控制调整管的基极电流，自动地改变调整管集—射极间的电压，补偿V0的变化，从而维持输出电压基本不变。
串联稳压电路的安装、焊接与调试1、.元件的安装与焊接（1）元器件的检测：在安装前应对元件的好坏进行检查，防止已损坏的元件被安装。
要求：二极管：正向电阻、极性标志是否正确。
三极管：判断极性及类型，8050，9013为NPN 管，8550 为PNP管，HFE 大于50。
电解电容：是否漏电，极性是否正确。
电阻：阻值是否合格。
发光二极管：极性及好坏插头及软线：接线是否可靠。
变压器：绕组有无断、短路，电压是否正确。
（2）根据元器件封装画好装配图。
（3）按装配图正确安装各元器件，装配工艺见附录在印制板上安装元件时，一般应注意如下几点：(1) 元件引脚若有氧化膜，则应除去氧化膜，并进行搪锡处理。
(2) 安装时，要确保元件的极性正确，如二极管的正、负板、三极管的e、b、c 极，电解电容的正、负极。
(3) 元件外形的标注字（如型号、规格、数值）应放在看得见的一面。
(4) 同一种元件的高度应当尽量一致。
(5) 安装时，应先安装小元件（如电阻），然后安装中型元件，最后安装大型元件，这样便于安装操作。
(6) 在空间允许时，功率元件的引脚应尽量留得长一些，以便有利于散热。
在进行焊接操作时要注意安全，焊接时间，送锡方法，烙铁头处理，用松香的道理和方法，防止虚焊的措施等。
2.串联型稳压电路的调试(1)通电前的检查。
电路安装完毕后，应先对照电路图按顺序检查一遍，一般地：①检查每个元件的规格型号、数值、安装位置管脚接线是否正确。
着重检查电源线，变压器连线，是否正确可靠，②检查每个焊点是否有漏焊、假焊和搭锡现象，线头和焊锡等杂物是否残留在印制电路板上。
串联型直流稳压电源的调整和测试
串联型直流稳压电源的调整和测试1) 首先检查电路的元器件是否有装配错误，特别应检查晶体管、二极管及电解电容等元器件的极性有无接反。
再检查焊点有无漏焊、虚焊，特别应注意焊点之间或线路板上导线间有无短接，防止通电后由于某一部分的短路导致元器件损坏。
2) 空载检查①检查整流滤波部分测试图见图3.5。
将图3.6 所示电路中的a、b 处把整流滤波部分和稳压部分断开，然后接通电源。
通电后，调节自耦变压器，使V I 由小增大，测量V o1 是否正常，当V I ＝220V 时，V o1 是否为设计值，如正常，则进行下一步测试；若不正常，先排除故障，再进行下一步测试。
②检查稳压电路把整流滤波部分和稳压部分接通，断开保护电路，然后接通电源，用万用表检查输出电压是否正常，调节R W1 ，输出电压应在1.5V 至9V 之间连续可调，否则可适当更换电阻R 1 的阻值。
在电路的a、b 间断开并串入电流表，测量空载时电路的总电流，此电流应小于10mA。
如果接通电源后稳压电路无输出电压，或其输出电压与输入电压相同，说明稳压电路有故障，应排除故障后再继续调试。
当R L 开路时，输出电压U O 的范围为：1.174~9.381V 。
3) 接通保护电路，在稳压电路输出端接假负载电阻R L ＝56Ω，可用滑线变阻器或电阻箱作假负载电阻。
将电流表串在负载回路中，电流表量程选在合适的位置。
①调R W1 ，看输出电压是否随之变化，变化正常则说明电路工作正常，否则，先排除故障再调试。
②将输出电压调在额定值4.5V，然后改变R L 数值，使输出电流达到80mA，这时输出电压应基本不降低。
当输出电流升高到100mA 后，过流保护电路工作，使输出电压逐渐降低，起到限流保护作用。
③将输入电压变化约5％或10％，这时输出电压应稳定在正常值。
如稳定不良，则应检查取样电路、基准电压、输入电压及调整管、比较放大管等各级电压。
比较放大器基极电位太高或太低将引起集电极电位太高或太低，这会造成稳压不良。
串联型稳压电路课件
（3）稳压原理
脉宽调制式： UO↑→ Ton↓（频率不变）→ δ↓→ UO ↓
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若调整管工作在开关状态，则势必大大减小功耗，提高 效率，开关型稳压电源的效率可达70％～95％。体积小， 重量轻。适于固定的大负载电流、输出电压小范围调节的 场合。
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构成开关型稳压电源的基本思路
将交流电经变压器、整流滤波 得到直流电压 ↓
控制调整管按一定频率开关，得到矩形波 ↓
滤波，得到直流电压
在串联开关型稳压电路中 UO < UI，故为降压型电路。
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④ 脉宽调制电路的基本原理
电压 调整管 比较器 比较放大电路
uP2与uB1占空比 的关系 UP2↑
稳压原理：
δ↑
UO↑→ UN1↑→ UO1 ↓(UP2↓)→uB1的占空比δ↓→ UO↓
UO↓→ UN1 ↓→ UO1↑ (UP2↑)→uB1的占空比δ↑→UO↑
UO
U
' O
UD
U BE
二极管的作用：消除 UBE对UO的影响。
若UBE= UD，则
UO
U
' O
三端稳压器的输出电压
9
（4）输出电压扩展电路
隔离作用
UO
(1
R2 R1
)
U
' O
I W R2
IW为几mA，UO与三端 稳压器参数有关。
基准电压
R1 R2 R3 R1 R2
U
' O
UO
R1
R2 R1
三、串联型稳压电路
1. 基本调整管稳压电路
为了使稳压管稳压电路输出大电流，需要加晶体管放大。
IL (1 )IO UO U Z U BE 稳压原理：电路引入电压负反馈，稳定输出电压。
串联可调稳压电源课件
变压器绕组
分为初级绕组和次级绕组 ，初级绕组接输入电压， 次级绕组接输出电压。
整流电路
整流电路
将交流电转换为直流电， 为后续电路提供直流电源 。
整流二极管
利用二极管的单向导电性 实现整流功能。
整流电路类型
半波整流、全波整流、桥 式整流等。
滤波电路
滤波电路
电感滤波
将整流后的脉动直流电转换为平滑的 直流电。
绿色能源的整合
串联可调稳压电源应积极整合绿色能源，如太阳能、风能等，以实现能源的可持续发展和环境保护。
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串联可调稳压电源的实际应用案 例
在电子设备中的应用
串联可调稳压电源在电子设备中主要用于提供稳定的直流电压，以确保电子设备 正常工作。
例如，在电脑、手机、电视等电子产品中，串联可调稳压电源能够确保主板、显 示屏等部件得到稳定的电压供应，从而保证产品的性能和稳定性。
2. 在长时间不使用时，应关闭电源 以节省能源。
3. 注意保持设备清洁，定期除尘，确 保散热良好。
常见故障与排除方法
常见故障 1. 无输出电压。 2. 输出电压不稳定。
常见故障与排除方法
排除方法 2. 检查电位器是否正常，如有故障需更换。
1. 检查电源线是否完好，如有破坏需更换。 3. 检查内部电路是否正常，如有故障需维修或更换。
串联可调稳压电源的优缺点
优点
结构简单、价格便宜、调节方便、稳定性较好。
缺点
效率较低、有较大的热量产生、对电网有较大的谐波干扰。
02
串联可调稳压电源的组成与电路 分析
电源变压器
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03
电源变压器
将电网电压转换为所需电 压等级，为整个稳压电源 提供输入电压。
串联型稳压电路
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输出正5V的集成稳压电路
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LM7805
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LM7812
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三端可调集成稳压器有正电压可调稳压器W117系列和输出 负电压的W137系列等。
可调输出的三端集成稳压器 W317（正输出）、W337（负 输出）是近几年较新的产品，其最大输入、输出电压差极 限为 40V，输出电压 1.2～35V（或者负1.2V～负35V）连 续可调，输出电流0.5～1.5A，最小负载电流为5mA，输出 端与调整端之间基准电压为1.25V，调整端静态电流为 50μA。
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串联型直流稳压电源电路
(1)取样电路：由电阻R4，RW，R3组成分压器，它取出部
分输出电压接至比较放大器的反相输入端。
(2)基准电压：稳压管Dz提供，接至比较放大管VT2的发射 极，R1为限流电阻。
(3)比较放大器：VT2为比较放大管，它将采样电压UB2与 基准电压UZ的差值放大，其输出送至调整管的基极。
三端固定式稳压器是一种串联调整式稳压器。它将取样电阻、补偿电容、保护 电路等都做在同一芯片上，只有三个引出端。缺点是输出电压保持恒定不能进 行调节。典型产品有78xx系列三端固定正压集成稳压器和79xx系列三端固定负 压集成稳压器。
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三端稳压器内部结构
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CW78××系列是三端固定正电压输出的集成稳压器。其输出电压有5V、6V 、9V、12V、15V、18V和24V共7个档次。它们型号中后两位数字就表示输出 电压值，比如CW7805表示输出电压为5V，依次类推。这个系列产品的最大输 出电流Iomax=1.5A。
(4)调整管：在比较放大器的输出电压的控制下，改变其
串联型可调直流稳压电源设计
摘要电子技术在21世纪飞速发展，在我们身边几乎处处可以看到它们的身影，如家里的电视，冰箱等家用电器，办公用的电脑，手机等，可以肯定地说在当今的社会我们的生活离不开电子产品。
而每一个电子产品都离不开电源。
一个可靠稳定的直流电源是各系统和正常产品工作的基础。
作为一个电子专业的大学生，能够制作一个可调的直流电压源是一项基本功。
本文系统地介绍了串联型连续可调直流稳压正电源的设计。
本课设的目的是如何把220V 50HZ的交流市电通过降压电路把电源幅值降下来；通过全波整流电路把小幅值的交流电转变成单向脉动的直流电压；通过滤波电路把整流电路输出直流电压里的交流成分滤除，由稳压电路稳定输出电压，最后由取样电路使输出电压可调。
并且该电路具有电流过流保护功能和输出电流扩展功能。
经过设计、参数确定以及焊接电路板后，较为完美地完成了本次课设，最终的产品也达到了所有的要求。
关键字：整流、滤波、稳压、扩流、输出可调第一章设计内容及要求基本要求(1) 输出直流电压1.5~10V可调；要求输出的电压为连续可调，其范围为1.5到10V。
（2 输出电流Iom=300mA(有电流扩展功能)；（3）稳压系数Sr<=0.05；(4) 具有过流保护功能。
提高要求1、要求对电路板合理布局，充分利用板子，元器件按照平行、垂直的规律摆放。
焊接美观，焊接连线要求连接直线和垂直连接。
2、要求做出的产品能够在实际中经久耐用。
第二章系统设计方案选择2.1 方案一采用集成稳压器搭建电路电路图如下：2.1.12.2方案二采用分立元件搭建电路电路图如下：2.2.1比较方案一和方案二，方案二充分用到了所学的理论知识，并且结合了运放，晶体管等知识。
可以更好的巩固理论，同时可以在实践中很好地锻炼自己的焊接，电路布局等能力，因而选择方案二作为本次课设的电路。
第三章系统组成及工作原理1.交流变压电路变压电路主要由变压器组成，变压器如下所示：3.1.1变压器的作用是把交流市电的幅值升高或减少。
设计制作一串联型连续可调直流稳压正电源电路可行性报告
设计制作一串联型连续可调直流稳压正电源电路可行性报告摘要当今社会人们极大`の享受着电子设备带来`の便利，但是任何电子设备都有一个共同`の电路--电源电路.大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有`の电子设备都必须在电源电路`の支持下才能正常工作.当然这些电源电路`の样式、复杂程度千差万别.超级计算机`の电源电路本身就是一套复杂`の电源系统.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`の电源供应.袖珍计算器则是简单多`の电池电源电路.不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型`の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`の基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多`の电子设备，我们`の生活也就不会这么丰富多彩了.电源技术是一门实践性很强`の工程技术，服务于各行各业.当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域.随着计算机和通讯技术发展而来`の现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔`の发展前景，同时也给电源提出了更高`の要求.随着数控电源在电子装置中`の普遍使用，普通电源在工作时产生`の误差，会影响整个系统`の精确度.电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列`の产品精度标准.只有满足产品标准，才能够进入市场.随着经济全球化`の发展，满足国际标准`の产品才能获得进出`の通行证.由于电子技术`の特性，电子设备对电源电路`の要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求`の电能，而且通常情况下都要求提供稳定`の直流电能.提供这种稳定`の直流电能`の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`の地位.目录《模拟电路》课程设计任务书.............................................. 错误！未定义书签。
摘要.. (1)一、设计任务与要求 (3)1.1稳压电源`の技术指标及对稳压电源`の要求 (3)二、电路与原理分析与方案设计 (4)2.1 电路设计 (4)2.2 方案论证与比较 (5)三、单元电路分析与设计 (6)3.1 基本方案介绍 (6)3.2 单元电路分析 (7)3.2.1 变压电路 (7)3.2.2整流电路 (7)3.2.3 滤波电路 (9)3.2.4 稳压电路 (11)3.3 元件电路参数计算 (12)四、总原理图和仿真 (14)五、安装与调试及性能测试与分析 (15)六、结论与心得 (15)七、附录 (20)原件清单 (20)参考书目 (20)一、设计任务与要求1.1稳压电源`の技术指标及对稳压电源`の要求（1）稳定性好当输入电压U（整流、滤波`の输出电压）在规定范围内变动时，输出电压Uo `の变化应该一般要求很小.由于输入电压变化而引起输出电压变化`の程度，称为稳定度指标，常用稳压系数Sr来表示，Sr`の大小，反映一个稳压电源克服输入电压变化`の能力.在同样`の输入电压变化条件下，Sr越小，输出电压`の变化越小，电源`の稳定度越高.通常情况下Sr约为10-2~10-4.（2）.输出电阻小负载变化时（从空载到满载），输出电压Uo，应基本保持不变.稳压电源这方面`の性能可用输出电阻表征.输出电阻（又叫等效内阻）用r表示，它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比.r反映负载变动时，输出电压维持恒定`の能力，r越小，则电压变化时输出电压`の变化也越小.性能优良`の稳压电源，输出电阻可小到1欧，甚至0．01欧.（3）.电压温度系数小当环境温度变化时，会引起输出电压`の漂移.良好`の稳压电源，应在环境温度变化时，有效地抑制输出电压`の漂移，保持输出电压稳定，输出电压`の漂移用温度系数KT来表示.（4）.输出电压纹波小所谓纹波电压，是指输出电压中50Hz或100Hz`の交流分量，通常用有效值或峰值表示.经过稳压作用，可以使整流滤波后`の纹波电压大大降低，降低`の倍数反比于稳压系数Sr.1.2 串联型连续可调直流稳压正电源`の设计要求设计要求：（1）输出直流电压1.5V～10V可调；（2）输出电流Iom=300mA（有电流扩展功能）；（3）稳压系数Sr≤0.05；（4）具有过流保护功能.二、电路与原理分析与方案设计2.1 电路设计根据目前所学知识，主要有以下两种设计方法（1）晶体管串联式直流稳压电路电路框图如图1所示`の串联型稳压电路，稳压部分由取样电路、基准电路、比较放大和调整电路等部分组成.其中R4、R6和RP组成取样电路，R4、R6和Rp 为取样电阻；R1和D2组成基准电压电路，放大器是比较放大电路，R2和Q3`の作用是限流保护电路，Q1、Q2两个晶体管合起来组成调整管，起调整作用.稳压过程如下：当输出电压Uo发生变化时，通过取样电路把Uo`の变化量取样加到放大管V2`の基极.而由R1和Vz组成`の基准电路为V2`の发射极提供基准电压Uz.由R2、晶体管和放大器组成`の放大电路把取样电压和基准电压进行比较放大后，输出调整信号送到调整管`の基极，控制调整管进行调整，以维持Uo基本不变.图1 晶体管串联型稳压电路（2）采用三端集成稳压器如图2所示，采用输出电压可调且内部有过载保护功能`の三端集成稳压器（LM317），输出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从 1.5 V起连续可调，因要求电路具有很强`の带负载能力，该电路所用器件较少，成本低且组装方便、可靠性高.图2 三段集成稳压电路2.2 方案论证与比较方案一：结构简单，用`の元器件大多是常用`の，容易实现，技术成熟，能够达到技术参数`の要求，用`の元器件大多是常用`の，造价成本不会高，但电路复杂，元器件太多，不利于实际操作，且精确度不太高；方案二：稳压部分需采用一块三端稳压器其他分立元器件，元器件先进，技术成熟，完全能达到题目要求，虽成本比方案一高点，但精确度较方案一高，且电路没那么复杂.所以，综合考虑，选择方案二较好.三、单元电路分析与设计3.1 基本方案介绍本电路包括四部分：变压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路.变压电路：本电路使用`の降压电路是单相交流变压器，选用电压和功率依照后级电路`の设计需求而定.整流电路：整流电路`の主要作用是把经过变压器降压后`の交流电通过整流变成单个方向`の直流电.但是这种直流电`の幅值变化很大.它主要是通过二极管`の截止和导通来实现`の.常见`の整流电路主要有半波整流电路、桥式整流电路等.我们选取桥式整流电路实现设计中`の整流功能.滤波电路：采用电容滤波电路.由于电容在电路中也有储能`の作用，并联`の电容器在电源供给`の电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑.由于本电路后级是稳压电路，因此可以使用电容滤波电路进行简单滤波.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.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.其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成`の可调电压稳压电源.3.2 单元电路分析3.2.1 变压电路变压电路由电源变压器组成，变压器电路原理图及其波形变换如图3所示，变压器`の功能是交流电压变换部分，作用将电网电压变为所需`の交流电压，即将直流电源和交流电网隔离.图3 变压器及其波形变换变压器`の工作原理如图4所示图4 变压器工作原理图3.2.2整流电路由于本次设计选择`の是桥式整流电路，所以在此只讨论桥式整流电路`の特性（1）电路图：如图5所示，二极管D1、 D2 、D3、 D4四只二极管接成电桥`の形式.图5 桥式整流电路（2）工作原理：在V2`の正半周，D1、D3导通，D2、D4截止，通过D1、D3给RL提供电流，方向由上向下，图5中实线所示；在V2`の负半周期，D2、D4D 导通，D1、D3截止，通过D2、D4给RL提供电流，方向由上向下，图5中虚线所示.（3）整流以后`の波形图（图6）图6 整流前与整流后`の波形图（4）参数计算①整流以后输出`の电压值②整流以后流过负载`の平均电流： Io=Vo／RL≈0.9V2／RL③流过整流二极管`の平均电流： Id=0.45V2／RL④整流二极管最大反向电压： Vd=1.414V2⑤二极管`の选择：最大整流电流I必须大于实际流过二极管`の平均电流IdI：I＞Id=0.45V2／RL二极管`の最大反向工作电压V必须大于二极管实际所承受`の最大反向峰值电压Vd：V＞Vd=1.414V23.2.3 滤波电路作用：对整流电路输出`の脉动直流进行平滑，使之成为含交变成份很小`の直流电压.说明：滤波电路实际上是一个低通滤波器，截止频率低于整流输出电压`の基波频率.本次设计用`の是电容滤波电路.①电路组成：如图7所示(桥式整流、电容滤波）图7 电容滤波电路②电容滤波原理：电容是一个能储存电荷`の元件.有了电荷，两极板之间就有电压UC=Q/C.在电容量不变时，要改变两端电压就必须改变两端电荷，而电荷改变`の速度，取决于充放电时间常数.时间常数越大，电荷改变得越慢，则电压变化也越慢，即交流分量越小，也就“滤除”了交流分量.③工作原理及其作用后波形图（图8、图9所示）：图8 滤波前后`の波形图Ⅰ、负载未接入（开关S断开）时：设电容两端初始电压为零，接入交流电源后，当V2为正半周时，V2通过D1、D3向电容C充电；V2为负半周时，经D2、D4向电容C充电.充电时间常数为：C=RintC.其中Rint包括变压器副绕组`の直流电阻和二极管`の正向电阻.由于Rint一般很小，电容器很快就充电到交流电压V2`の最大值V2 ，由于电容无放电回路，故输出电压（电容C两端`の电压)保持在V2不变.Ⅱ、1、接入负载RL（开关S合上）时：设变压器副边电压V2从0开始上升时接入RL，由于电容已到V2，故刚接入负载时，V2＜VC，二极管在反向电压作用下而截止，电容C经RL放电，放电时间常数为：d=RLC.因 d一般较大，故电容两端电压Vc(即Vo)按指数规律慢下降（图中a,b段）.2、当V2升至V2＞VC时，二极管D1、D3在正向电压作用下而导通，此时V2经D1、D3一方面向RL提供电流，一方面向C充电（接入RL后充电时间常数变为C=RL//RintC≈RintC）.VC将如图中b、c段所示.3、3、当V2又降至V2＜VC时，二极管又截止，电容C又向RL放电，如图中c、d段所示.电容如此周而复始充放电，就得到了一个如图所示`の锯齿波电压Vo = VC，由此可见输出电压`の波动大大减小.4、为了得到平滑`の负载电压，一般取d=RLC≥(3 5)T/2 (T为交流电周期20ms)此时：Vo=（1.1～1.2）V2.图9 电容滤波时`の波形变化3.2.4 稳压电路稳压可用稳压管也可用三端集成稳压管，但由于稳压管没有过流过热等保护功能，且设计要求要实现连续可调电压，所以选用可调式三端稳压器较为好.①三端集成稳压器`の特点：随着半导体工艺`の发展，现在已生产并广泛应用`の单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等优点.最简单`の集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器.三端集成稳压器只有三个端子，安装和使用都很方便.②三端可调式集成稳压器三端可调集成稳压器克服了固定三端稳压器输出电压不可调`の缺点，继承了三端固定式集成稳压器`の诸多优点.三端可调集成稳压器LM317是一种悬浮式串联调整稳压器.外形如图所示（图10）.LM317图10 LM317`の外形图说明：1端是调整端；2端是输出端；3端是输入端LM317`の典型应用电路（图11）图11 LM317`の典型应用电路为了使电路正常工作，一般输出电流不小于5mA.输入电压范围在2～40V之间，输出电压可在1.25～37V之间调整.负载电流可达1.5A，由于调整端`の输出电流非常小（50μA）且恒定，故可将其忽略，那么输出电压可用如下表示：Vo=（1＋R2／R1）×1.25V式中，1.25V 是集成稳压器输出端与调整端之间`の固定参考电压；R1取值120～240Ω（此值保证稳压器在空载时也能正常工作），调节RP可改变输出电压`の大小（RP取值视RL和输出电压`の大小而确定）.3.3 元件电路参数计算①稳压管`の选择选用LM314可调集成稳压管，其特性参数为Vo=1.2V~37V，Iomax=500mA，最小输入、输出压差(Vi-Vo)min=3V，最大输入、输出压差(Vi -Vo)max=40V.组成`の稳压电源电路如图12所示.由计算得Vo ≈1.25(1+RP1/R1)，取R1=40 欧，R2=200欧，故取RP1为1.36千欧`の精密线绕可调电位器.图12 设计`の电路图及相应`の参数数据②选电源变压器：输入电压`の范围为（13～41.5）V.故选匝数比为17:1`の就行.③选整流二极管及电容：整流电路选整流桥1B4B42，电容`の选择见电路图12,④三极管、二极管：由于实验室无图12所示型号`の三极管故用3DG130代替、二极管都用1N4007.1N4007额定电流1A，最大反向电压100V.3DG130`のIcm=300mA，四、总原理图和仿真总原理图（图12所示）图12总原理图仿真图：（图13所示）五、安装与调试及性能测试与分析安装与调试①根据图12所示总原理图绘制出装配电路图，标清楚各元件`の位置②根据图12所示原理图列出元件清单，备好元件，检查各元件`の好坏.③正确识读LM317`の引脚，根据装配图完成可调输出`の三端集成稳压器组成`の稳压电源安装，如图14所示.图14 焊接好`の电路板④焊接时要对各个功能模块电路进行单个测试.⑤测试电路时，必须要保证焊接正确，才能打开电源，以防元器件烧坏.⑥按照原理图焊接时必须要保证可靠接地.⑦调节电位器Rp，测量输出电压`の变化范围是否在1. 5V～10V之间.若不是，分析原因，找出故障，排除之.测试与分析①测量稳压电源输出电压`の调整范围及最大输出电流.②测量输出电阻Ro.③测量稳压系数.用改变输入交流电压`の方法，模拟Ui`の变化，测出对应`の输出直流电压`の变化，则可算出稳压系数Sr（注意：用调压器使220V交流改变±10％.即ΔUi=44V）④用毫伏表可测量输出直流电压中`の交流纹波电压大小，并用示波器观察、记录其波形.⑥分析测量结果，并讨论提出改进意见.此电路`の误差分析：综合分析可以知道在测试电路`の过程中可能带来`の误差因素有:①测得输出电流时接触点之间`の微小电阻造成`の误差;②电流表内阻串入回路造成`の误差;③测得纹波电压时示波器造成`の误差;④示波器, 万用表本身`の准确度而造成`の系统误差;可以通过以下`の方法去改进此电路:①减小接触点`の微小电阻;②根据电流表`の内阻对测量结果可以进行修正;③测得纹波时示波器采用手动同步;④采用更高精确度`の仪器去检测;六、结论与心得经过自己独立自主`の设计电路，自己翻阅查找各种资料，我不仅学到了关于集成流稳压电源有关`の知识，更加了解了三端稳压器，而且增强了自己运用书本所学`の理论知识到实践中`の能力，使自己对模拟电路充满了兴趣，增加了我对模拟电路学习`の热情.在课程设计过程中，有很多不懂`の问题，通过与指导老师`の沟通及向同学`の请教，终于完成了课程设计`の要求`の电路图部分和仿真部分.通过自己预先设计`の电路，然后再参考一些书籍上`の电路并经过修改和创造，设计成了最终符合要求`の电路原理图，并进一步了解和学习了整个电路`の各个部分`の具体工作原理，达到了理论`の要求.最后用Multisim软件对电路图进行了部分仿真.经过对前面部分电路`の仿真我掌握了仿真`の具体方法.总`の来说我对仿真`の结果还算是比较满意.这次`の设计实验我不仅进一步学习了稳压电路`の原理和设计，以及对电路`の更深一步`の了解，特别是掌握了仿真`の方法，学会了仿真软件`の应用，获益匪浅.经过这次`の课程设计我收获了很多，也学习到了很多有关专业方面`の知识！在这次`の实验设计过程中，我初步掌握了直流稳压电源`の调试方法，学会了直流稳压电源电路`の安装及使用，同时也熟悉了电子技术设计`の一些基本方法和技巧，收获颇大.希望以后能将自己设计`の直流稳压电源运用到实际应用中去.虽然在这次`の实验设计和参数`の确定以及试验结果`の测试`の过程当中也遇到了一些困难和迷惑，但是通过查阅相关`の资料和书籍，并且跟同学互相探讨和研究，基本上解决了所遇到`の问题.但是由于对专业知识具备`の不足，所以在设计好`の电路中难免会存在一定`の差错，而且由于对很多电子器件`の实际性能和型号`の不了解会在选择器件`の时候选不到最好`の器件使电路工作在最佳状态，所以试验结果可能与理论值相差较大，但是经过我`の调试尽量使实验结果与理论值间`の差别减小到最小，从而达到了试验`の基本要求.综上所述，在本次`の课程设计中，遇到了一些困难.但是，经过上网查阅和借书查阅，我克服了困难，也学习到了很多与专业相关`の知识，虽然自己`の专业知识仍然有所欠缺，设计`の电路图可能会有一些不确切`の地方，但是通过这次设计我新学到了很多，我觉得很值得.因为这是第一次单独设计，难免会出现错误和不足，但在整体上我还是比较满意`の，因为这是我自己`の劳动成果. 在此，十分感谢老师对我们`の指导.七、附录原件清单序号元件名型号数量1 稳压管LM317 12 桥堆1B4B42 13 变压器17:1 14 二极管1N4007 25 三极管3DG130 16 电容470uF 17 电容470nF 18 电容10uF 19 电容 1.0uF 110 滑动变阻器 1.36kΩ 111 电阻200Ω 112 电阻40Ω 1。
第4节 串联型直流稳压电路
第四节 串联型直流稳压电路
14
第四节 串联型直流稳压电路
第四节 串联型直流稳压电路
电路组成和工作原理
输出电压的调节范围
调整管的选择 稳压电路的过载保护
1
第四节 串联型直流稳压电路
一、 电路组成和工作原理
1. 电路组成
调整管
+
比较
取 样 电 路 基准 电压 放大
RL
+ UO -
UI -
它由调整管、放大环节、比较环节、基准电压源几个部分组成。
[例10.6.1] 在串联型直流稳压电路中，要求输出电压 UO=(10~15)V，负载电流IL=(0~100)mA 。已选定基准电 压的稳压管的稳定电压UZ=7V ，最小电流IZmin=5mA ， 最大电流IZmax=33mA 。
① 假设采样电阻总的阻值选定为2kΩ左右，则R1、 R2 和R3三个电阻分别为多大？ ② 估算电源变压器二次电压的有效值U2 ；
5
第四节 串联型直流稳压电路
三、 调整管的选择
调整管随时调整本身பைடு நூலகம்管压降，以保持输出电压稳定，
还要提供负载所要求的全部电流，因此管耗比较大，
通常采用大功率的三极管。
管子的主要参数: 1. 集电极最大允许电流
ICM ≥ ILmax + IR 式中 Ilmax 是负载电流的最大值。
6
第四节 串联型直流稳压电路
③ 估算基准稳压管的限流电阻R的阻值； ④ 估算稳压电路中的调整管的极限参数。
11
第四节 串联型直流稳压电路
解①
U Omax R1 R2 R3 R3 UZ R3 R1 R2 R3 U Omax U Z 0.93k
串联型连续可调直流稳压正电源资料
课程设计说明书课程设计名称：模拟电子技术基础课程设计题目：设计制作一串联型连续可调直流稳压正电源学院名称：南昌航空大学信息工程学院专业：通信工程班级： 130422班学号： 13042203 姓名：聂琴琴评分：教师：张小林2015年4月 30日模拟电路 课程设计任务书2014－2015学年 第 2 学期 第7周－第9周 注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
题目设计制作一串联型连续可调直流稳压正电源电路。
内容及要求① 输出直流电压1.5∽10V 可调；② 输出电流I O m=300mA ；（有电流扩展功能）③ 稳压系数Sr ≤0.05；④ 具有过流保护功能。
进度安排第7周： 查资料，完成原理图设计及仿真；第8周： 完成系统的制作、调试；第9周周三、四：设计结果检查。
学生姓名：03聂琴琴 04朱琳指导时间：周一、周三、周四下午指导地点：综合楼506室 任务下达 2015年 4月 13 日 任务完成 2015 年 4 月 30日 考核方式 1.评阅 □ 2.答辩 □ 3.实际操作□ 4.其它□ 指导教师 张小林系（部）主任摘要1.本实验为了设计连续可调电源1.5-10V并掌握Multisim仿真软件的使用。
设计电路主要分为四大块：通过变压器将220v的电网电压转化为需用的18V电压，再经过桥堆的整流、滤波从而得到平滑的直流电压，通过可调稳压管以及取样电路进行稳压从而得到稳定的直流电压。
关键字：变压器、整流、滤波、稳压目录前言 (1)第一章设计任务及方案设计原理 (2)1.设计任务和要求 (2)2设计方案原理 (2)第二章单元电路及其原理 (4)2.1电源变压器 (4)2.2整流电路 (4)2.3滤波电路 (5)2.4稳压电路 (6)第三章单元件参数的选择及其计算 (7)电源变压器型号AIR_CORE_XFORMEP (7)桥堆型号为W08 (7)电容C1 1000uF (7)4.电阻R1、R3 (7)5.电阻R4 33Ω (8)6.电容C2 10uF (8)7电阻R2 50Ω (8)8.三端稳压管LM317 (8)第四章总原理图与仿真 (9)第五章电路的安装及调试 (11)5.1 电路的安装 (11)5.2 电路的调试 (11)5.3 电路的调试分析 (11)第六章实验总结 (12)参考文献 (13)附录A (14)前言现代化电子设备：如各种测试设备、通信系统、计算机系统、电视机、影碟机、家用音响设备、办公电子设备等，都是将电网的交流电源经过整流、滤波和稳压等一系列变换获得必需的稳定直流电源，因此直流电源的性能将直接影响整机的可靠性及其性能指标,为此设计一串联串联型连续可调直流稳压电源。
实训二 串联型线性可调直流稳压电源(完整)
实训二串联型线性可调直流稳压电源2．1 电路特点及用途图2-1是将220V交流市电转换为3V、5V、6V的直流稳压电源的电路，可作为收音机、电子玩具等小型电器和电子线路实验制作的外接电源，性能优于市售一般直流电源，具有较高的性价比和可靠性，是一种用途广泛的实用电器。
图2-1 串联型线性可调直流稳压电源2．2 电路原理与元器件作用1．主要性能指标（1）输入电压：AC220V输出电压（直流稳压）：分三档（3V、5V、6V），各档误差为±10%。
（2）输出电流（直流）：额定150mA，最大300mA。
（3）过载、短路保护：故障消除后自动恢复。
2．电路原理由图2-1可见，此直流稳压电源由电源变压器、整流滤波电路、调整电路、稳压电路和限流保护电路等组成，其电路原理框图如图2-2所示。
图2-2 串联型线性可调直流稳压电源原理框图（1）电源变压器电网提供的交流电相电压为220V，而各种电子设备所需要直流电压的幅值却各不相同。
因此，常常需要将电网电压先经过电源变压器进行电压变化，使变压器次级电压的有效值与所需要的直流电压接近，以便整流、滤波和稳压等后续电压处理。
（2）整流滤波电路在图2-1中，由V1~V4整流二极管组成桥式整流电路，整流输出经电容器C1滤波后，得到比较平滑的直流电压。
（3）取样电路由R4（或R5或R6）、R7组成的分压电路构成，它将输出电压U o分出一部分作为取样电压U F，送到比较放大环节。
（4）基准电压由发光二极管LED2和电阻R3构成的稳压电路组成。
LED2兼做电源指示及稳压管的作用，当流经该发光二极管的电流变化不大时其正向压降较为稳定（约为1.9V 左右，但也会因发光管的规格不同而有所不同，对同一种LED 则变化不大），因此可作为低电压稳压管来使用。
它为电路提供一个稳定的基准电压U Z ，作为调整、比较的标准。
（5）比较放大 由V 7和R 1构成的直流放大器组成，其作用是将取样电压U F 与基准电压U Z 之差放大后去控制调整管V 5、V ·6。
串联型稳压电路
单，但其输出电阻较大，噪声影响和温度影响也较 大。所以要获得好的稳压性能，就必需要有稳定的 基准电压。
1、具有温度补偿作用的基准电压电路 电路中增加了T2，采用正温度系
数的稳压二极管，使基准电压为：
U REF = U BE2 + U Z
（UZ<4V的稳压管为负温度系数；
A
R'2 R''2
R2
R1
R3
利用同相比例电路稳定输
T 出电压，并用电位器调节
比例系数，射随器的作用
IL RL
U+-O是 比放 放大 大输 器出 决电 定流 ：。UO由同
UO
=
(1 +
R1 + R2'' R '2 + R3
)U
Z
输出电压的调节范围：
UB UB
UO UO
U Omin
=
R1
+ R2 R2 +
可调式 固定式
负稳压W79XX 正稳压W78XX
注：型号后XX两位数字代表输出电压值
输出电压额定电压值有:
5V、9V、12V 、18V、 24V等 。
27
2、应用电路
1、输出为固定电压的电路
输出为固定正压时的接法如图所示。
1
+
W7800 3
2
UI CI
Co
0.1~1µF
1µF
_
+
Uo
_
W7800系列稳压器 基本接线图 注意：输入与输出端之间的电压不得低于3V！ 28
18
五、稳压电源中的保护电路
为避免在使用中因非正常原因造成输出短路或
串联型可调直流稳压电源的设计
一、引言 (4)二、设计目的 (4)三、设计任务和要求 (4)四、设计步骤 (4)五、总体设计思路 (4)六、电子元器件介绍 (10)七、测试要求 (13)八、设计报告要求 (14)九、注意事项 (14)十、此电路的误差分析 (14)十一、设计总结 (14)十二、参考文献资料 (15)十三、个人体会 (15)一、引言串联型可调直流稳压电源的设计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1.5~12V可调。
关键词：直流；稳压；变压；整流；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，培养综合设计与操作调试能力。
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1．设计并制作一个连续可调直流稳压电源，主要技术指标要求：①输出电压可调：Uo=+1.5V～+12V②最大输出电流：Iomax=1.5A③输出电压变化量：ΔUo≤15mV④稳压系数：SV≤0.0032．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.批准后，进实验室进行组装、调试，并测试其主要性能参数。
四、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。
串联可调稳压电路
串联可调稳压电路
1.串联可调稳压电路工作原理：
电路主要有四个部分组成其分别为调整部分，比较放大，基准电路和取样电路部分。
取样电路取自输出电压，当输出变化时，取样电路把取得的电路的变化送到比较放大部分，在基准电压作用下，比较放大电路作用调整电路，控制调整电路的输出从而稳定电源的电压。
其框图如下：
Ui
2.串联可调稳压电路的具体电路其如下图：
(1)电路具体工作原理：
外界某种原因使输出电压uo降低时，则三极管Q3基极电压降低，由于其发射极电压基本不变，故Q3集电极输出电压升高，其使Q1的基极电压增大，最终使Q2的导通程度增大，Q2的管压降减小，从而弥补了uo的减小。
反之，若uo上升，则调节结果使uo下降。
（2）电路原理图
电源输入电压为频率60Hz，有效值为15v的交流电压，经全波整流，滤波以及调整稳压，输出稳定的电压。
由于电源受外界条件影响较大，必须加具体的稳压，调整电路。
Q2,Q1构成调整电路用来调整电压的变化。
R5,R6为采样电阻，用于反应外界的变化，把变化输入到三极管Q3。
Q3控制调整管，从而控制电压变化。
C1,C2滤波电容用来减少输入电源的波纹。
R为稳压管的限流电阻，防止稳压管击穿。
C3为加速电容，用于误差电压的滤波。
疑问；当把Q3的集电极直接连到Q2的基极时，得到输出电压的波纹较大，这是什么原因正在找答案。
待续。
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钦州学院模拟电子技术课程设计报告串联型连续可调直流稳压正电源设计院系专业学生班级姓名学号指导教师单位物理与电子工程学院指导教师姓名指导教师职称讲师2013年10月串联型连续可调直流稳压正电源电子信息工程专业2010级指导教师摘要：根据设计的指标和要求，以集成三端稳压管为核心，构成稳压电路，加上电源变压、整流滤波网络，设计出集成直流稳压电源。
市电220V由电源变压器变压为24V后，经桥式整流电路整流和电容滤波，便可接三端稳压管的稳压电路得到所需的连续可调直流稳压正电源。
本系统工作可靠，性能稳定，电路简单，还具有防反接、过流保护功能。
经测试，本系统动能完善，很好的实现了各项设计指标。
关键词：串联，电源，可调，稳压设计目的:（1）进一步掌握模电电子技术课程所学的理论知识。
（2）熟悉几种常用稳压电源芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。
（3）掌握Multisim仿真软件的使用。
（4）学习Altium Designer基本知识，并运用其绘制电源sch原理图和PCB图；（5）掌握电子电路板制作的全过程，实现电源的制作；（6）懂得测量电源相关各项技术指标，完成系统调试。
设计技术指标与要求:（1）基本功能设计制作一串联型连续可调直流稳压正电源电路。
（2）基本要求①输出直流电压1.5∽10V可调；m=300mA；（有电流扩展功能）②输出电流IO③稳压系数Sr≤0.05；目录前言 (1)1串联型连续可调直流稳压正电源 (1)1.1 设计方案 (1)1.2 设计所需要元件 (2)2 设计原理 (2)2.1 电源变压部分 (3)2.2 桥式整流电路部分 (3)2.3 电容滤波电路部分 (4)2.4 直流稳压电路部分 (5)2.5 原理及计算 (5)3电路仿真 (6)3.1 电路仿真 (6)4电路连接测试 (7)4.1 安装焊接 (7)4.2 测试 (9)4.2.1 使用仪器 (9)4.2.2 测试结果 (9)5设计体会 (9)参考文献 (10)钦州学院本科课程设计前言在电子系统(如电视接收机、VCD机、组合音响等)都要求用稳定的直流电源，而日常生活中使用的都是220V交流电源，因此，需将交流电变换成直流电．将交流电压变换成直流电压并使之稳定的设备就是直流稳压电源．直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成，基本框图如图1所示。
在很多场合，都需要具有足够调压范围和带负载能力的直流稳压电源电路，要求输出电压连续可调；所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调；输出电压应能够适应所带负载的启动性能；此外，电路须简单可靠，能够输出较大电流。
图1 直流稳压电源1 设计思想及原理1.1 设计方案方案一晶体管串联式直流稳压电路。
电路框图如图1.1a所示，该类电路中，输出电压Uo经取样电路取样后得到取样电压，取样电压与基准电压进行比较得到误差电压，该误差电压对调整管的工作状态进行调整，从而使输出电压发生变化，该变化与由于供电电压uI发生变化引起的输出电压的变化正好相反，从而保证输出电压Uo为恒定值(稳压值)。
在基准电压处设计辅助电源，用于控制输出电压能够从0 V开始调节。
单纯的串联式直流稳压电源电路很简单，但增加辅助电源后，电路比较复杂，由于都采用分立元件，电路的可靠性难以保证。
图1.1a 串联式稳压电源电路串联型连续可调直流稳压正电源的设计方案二开关稳压电源电路。
功耗小，效率高，但电路复杂，纹波较大，存在开关干扰，它产生的交流电压和电流通过电路中的其他元器件产生尖峰干扰和谐振干扰，此外由于开关稳压电源振荡器没有工频变压器的隔离，这些干扰就会串入工频电网，使附近的其他电子仪器、设备和家用电器受到干扰。
方案三采用三端集成稳压器电路。
电路框图如图1.1b所示，一般采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输出电压调整范围较宽，稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路，且电路所用器件较少，成本低，电路简单，组装方便。
综上所述，采用方案三1.2 设计所需的元件（1）LM117/LM317可调式集成三端稳压管LM117/LM317，有三条引脚输出，分别是调节端、输出端和输入端，采用TO- 220 的标准封装，外部引脚图如图1.2a所示。
调节1脚调节端电压，其输出端电压范围为：1．2V～37V可调，其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流为1．5A。
典型电路如图4.2所示，通过改变R2的值改变输出电压。
图1.2a LM117/LM317外部引脚图图1.2b LM317/LM317外部电路典型图2设计原理220V交流市电先被引入变压器中进行变压，本系统中采用的是24V变压器，故得到24V交流电接入图中，经D1、 D2、 D3、 D4组成的桥式整流电路后可得到只有正半周期的连续波形，经C1、 C2大电容滤波，可得到纹波较大的直流电压，在经过小电容滤去高频噪声后就可分别送至各个三端稳压管的输入，在三端稳压管的输出端即可得到对应所需的稳定直流电压，同理在三端稳压管的输出端接入两个电容分别是为钦州学院本科课程设计了滤去高频噪声和减小纹波，最后在三端稳压管的输出端得到电压稳定，波纹、噪声很小的直流电。
可调式集成三端稳压管LM317T调节变阻器R1的值阻即可改变输出的电压值。
串联型连续可调直流稳压正电源电路图如图2.2a所示。
图2.2a 串联型连续可调直流稳压正电源电路图2.1 电源变压部分电源变压器的作用是将电网220V的交流电压Vi变换成整流滤波电路所需要的交流电压.V2，如图11。
见公式（1．1）变压器副边P2与原边的功率P1比为η=12PP（1．1）式中，η为变压器的效率。
一般小型变压器的效率如表1所示。
表 1 小型变压器的效率副边功率P2/VA <10 10～30 30～80 80～200效率η0.6 0.7 0.8 0.852.2整流电路部分半波整流电路的利用率低，一般不采用。
全波整流电路由于变压器副线圈的接线较复杂，在实际中叶一般不采用。
桥式整流电路电路工作原理:利用二极管正向导通反向截止的工作原理，当U2为正半周时二极管D1、D3导通,D2、D4截止当U2为负半周时二极管D2、D4导通, D1、D3截止。
而流过负载的电流的方向是一致的,在负载形成单方向的全波脉动电压。
从串联型连续可调直流稳压正电源的设计而实现将交流的电压变为直流电压。
主要参数：Uo=0.9*Ui脉动系数:S=0.67 选管原则: If ≥ 1/2Io、Ur≥ 1.414U2结构简单性能优越，绝大多数整流电路采用桥式整流电路，所以本次工程训练采用桥式整流。
整流电路将交流电压U变成脉动的直流电压。
再经滤波电路滤除较大的文波成分，输出文波较小的直流电压。
常用的整流滤波电路有全正波整流滤波、桥式整流滤波。
我们采用的是桥式整流电路。
四个整流二极管组成单相桥式整流电路，将交流电压.V2变成脉动直流电压，如图2.2a所示，得到输出电压Ud，波形图如图2.2c所示。
再经过滤波电容C滤除波纹，输出直流电压 V3。
V3与直流电压.V2的有效值V2的关系如下公式（1．2）V3=(1.1～1.2)V2（1．2）每只二极管承受的最大反向电压VRM如下公式（1．3）所示VRM =2V2（1．3）图2.2b 电源变压和全桥滤波整流电路图2.2c 全桥整流电路波形图2.3电容滤波电路部分整流滤波的电路的输出电压是单一方向的，但是含有较大的交流成分，不能适应大多数电子电路及设备的需要。
因此在整流后，还需要用滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压，需要滤波电路。
滤波电路主要有：电容滤波、RC-∏型滤波、LV-∏型滤波、L滤波，LC滤波，其中最简单的滤波电路是电容器，其优点：电路简单，负载直流电压较高，纹波也较小，适用于小电流。
用大电容电解电容并联即可实现，所以我们采用的就是电容滤波电路。
电容滤波电路如图2.2d所示，其功能已经能满足本系统的需求。
钦州学院本科课程设计图2.2d 电容滤波电路2.4 直流稳压电路部分经过滤波后的输出电流电压仍然存在较大的波纹，而且交流电网电压容许有起伏，随着电网电压的起伏输出电压也会随之变动。
此外，经过滤波后输出的直流电压也负载的大小有关，当负载加重的时候，由于输出的电流能力有限，使得输出的电流电压下级。
因此，当需要稳定的直流电压的时候，在整流、滤波电路后通常需要配有稳压电路。
稳压是该设计方案的主要，也是关键部分。
根据设计要求的性能指标，选择可调试三端稳压器。
可调式三端稳压管LM117T，外部典型电路如图7所示，其中电阻R2与电位器R1组成输出电压调节器，输出电压Uo的表达式如下公式（1．4）所示： U=1．25(1+ R1／R2) （1．4）式中R2一般取120～240，R1为精密可调电位器。
改变R1的值即可改变输出电压。
电容C1可进一步消除纹波，还可起到相位补偿的作用，以防止自激振荡．D5用IN4148。
2.5原理及计算选择变压器时，根据变压器副边输出的功率P2来选取变压器。
由公式（1．2）可得变压器副边的输出电压V2与稳压器输入电压V3的关系。
V2的值不能取大，V2越大，稳压器的压差越大，功耗也就越大。
一般取V2≥V3min/1.1，I2>Imaxo。
本系统中输入电压的范围是13V≤V3≤42V。
副边电压V2≥13/1.1V，取V2=12V，副边电流I2>I omax=1A，则变压器副边输出功率P2≥V2I2=12W，由表1可知变压器效率为η=0.7，则原边输入P1≥P2/η=17.1W。
选用的变压器的功率大于此值即可。
整流二极管D选用1N4007，其承受的最大反向电压为1000V，IF=1A。
满足串联型连续可调直流稳压正电源的设计 V RM >2 V 2，I F = I max o 条件。
滤波电容C 的容量可由纹波电压ΔV P OP -和稳压系数S v 来确定。
已知，V 0=11V ，V 3=13V ，ΔV P OP -=5m Α，S v =3×103-，由式（1．5）计算稳压器的输入电压变化量1V ∆3V ∆=Sv Vo V V p op ⋅∆-3（1．5）代入计算得3V ∆= 1.97V ，由下式（1．6）可得电容C 的容量C=3Ic V t ∆⋅ （1．6） 其中，t —电容C 放电时间，t=2T =0.01s ，Ic —电容C 放电电流，可取Ic=Iomax=1A ，则C=5076μF ，电容的耐压值应大于2 V 2=16.92V 。
故取2只3300μF/50V 电容并联 。
通过前面的计算，已经得到了所有元件的参数。
这样就得到完整的连续可调稳压电源电路图。
这里计算的其实都还只是初步的参数，实际组装完毕后应该仔细测量电源的各项指标是否符合要求，各部分元件工作是否正常。