线性直流稳压电源电路设计方案详解
直流稳压电源电路设计方案
直流稳压电源电路设计方案直流稳压电源是一种能够将交流电转换为直流电并保持输出电压稳定的电路装置。
在电子设备中，直流稳压电源具有重要的作用，能够为各种电子元器件提供稳定的工作电压，保证设备正常运行。
本文将提出一种基于线性稳压调节器的直流稳压电源设计方案。
首先，选择合适的输入变压器。
输入变压器应该具有较高的变压比，以将输入的交流电压转换为适合线性稳压调节器工作的直流电压。
同时，变压器的绕组应该经过合理设计，以提供足够的功率输出，同时降低能量损耗。
在选取变压器时，还需要注意其绝缘性能和耐压等级，以保证电路的安全性。
其次，使用整流电路将输入的交流电转换为直流电。
整流电路可以选择使用单相或者全波整流电路，具体选择取决于应用需求。
单相整流电路比较简单，但是输出纹波较大，全波整流电路能够提供更稳定的直流输出。
整流电路还需要配备合适的滤波电容，以降低输出电压的纹波。
接下来，采用线性稳压调节器来实现电压稳定。
线性稳压调节器通过电压反馈机制来实现输出电压的稳定。
其中，常用的稳压调节器有三端稳压器和二端稳压器。
三端稳压器具有较好的稳压性能和较低的纹波，但是输入输出差异较大时效果较差。
二端稳压器采用采用差分放大器的工作原理，能够实现更好的线性稳压效果。
最后，为了提高稳压电源的性能，可以加入过载保护电路和短路保护电路。
过载保护电路可以在输出电流过大时切断电源供应，以避免设备损坏。
短路保护电路可以在输出端短路时切断电源供应，保护设备安全。
总结起来，一种基于线性稳压调节器的直流稳压电源设计方案包括选择合适的输入变压器、设计适当的整流电路，选择合适的线性稳压调节器，以及加入过载保护和短路保护电路。
通过合理设计和选择电路元器件，可以实现一个稳定、可靠的直流稳压电源，满足各种电子设备的需求。
线性直流稳压电源的设计与实现资料讲解
误差分析
测得输出电流时接触点之间的微小电阻 造成的误差;
电流表内阻串入回路造成的误差; 测得纹波电压时示波器造成的误差; 示波器, 万用表本身的准确度而造成的系
统误差;
结论
本设计所完成的线性直流稳压电源经过检测 总体性能完好，能满足对于纹波特性和电源精度 要求较高的电子电器的要求。通过反复调试，各 硬件电路部分的参数已经确定，系统各部分电路 全部调试完成，系统各项工作指标已基本完成。 由于时间关系和本人知识面有限，该论文还存在 一点问题有待继续完善。电源效率还有待提高。 要解决这个问题，可以减小输出电阻，增大输入 电阻。电源效率一直是困扰着线性直流稳压电源 的一个难题。如何提高电源效率，减小不必要的 功率浪费还有待研究。
稳压电路
7812内部结构图
元器件参数设计
首先确定变压器为24V低频变压器 第一步，计算次级的功率P2；第二步，
计算变压器的功率P；查铁芯截面积S； 第四步，确定每伏全数N；第五步，初 次级线圈的计算；第六步，查导线直径 ；第七步，校核 其次是散热片的设计（材料选择碳铝化 硅，形状为鳍片形状）
电源性能检测
致谢
大学本科的学习生活即将结束。在此， 我要感谢所有曾经教导过我的老师和关 心过我的同学，他们在我成长过程中给 予了我很大的帮助。本文能够顺利完成 ，要特别感谢我的导师张雪老师以及所 有帮助过我的同学与老师。
最后感谢各位老师参与我的答辩，谢谢 ！
此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢线性Leabharlann 流稳压电源的设计与实现设计思路
系统设计框架图
原理图
稳压电源主电路设计
本设计采用单相桥式整流电路，变压器 变压，经过整流，用滤波电路（电容并 联式）来减小纹波。采用三端固定输出 集成稳压器7812稳压，LM723保护电路 ，最后采用三极管并联的方式提高输出 电流。
线性直流稳压电源设计说明书
电源变压器T1的作用是将220V市电转换为整流滤波电路所需要的电压 ，其转化的电压比等于变压器两侧的匝数比，所以调节匝数比即可调节 的大小。
整流电路主要由 到 四个整流二极管构成整流桥，使其输入的交流电压 转化为脉动的直流电压 ，其中需要注意整流二极管的选择。
滤波电路中滤波电容 起重要作用，滤波电容通过在一个周期内吸收能量与释放能量，使其电压平均值保持不变，滤除整流后输出脉动直流电压中的谐波。
本电源设计依然存在需要改正的地方。第一，从仿真调试的波形来看，当输出电压为DC12V时，其输出电压波形脉动次数多，不够平滑，因此，这需要我们更进一步滤波，才能得到一个较为理想的波形。第二，电源效率低，当输出电压为DC9V时，根据上述式16计算得出的电源效率仅为33%，这说明电路工作过程中消耗很多能量，这与节能减排思想相违背，是不理想的，也是不提倡的，所以在后期应对电路进行改善，提高电源效率。第三，稳压电路过载保护，可以使用限流型保护电路，限流型保护电路简单，若稳压电路正常工作，则保护电路中的三极管就会截止，保护电路不起作用；当负载电流超过某一临界值之后，保护电路三极管导通，分掉一部分调整管中的基极电流，限制调整管电流增长，保护了调整管，所以本设计使用保险丝作为保护电路，是不严谨的，所以电路仍需改造。
8.参考文献
[1]杨素行.模拟电子技术基础简明教程（第三版)[M].北京:高等教育出版社，2006：390-416.
[2]童时白、华成英.模拟电子技术基础（第四版）[M].北京:高等教育出版社，2006，5：535-556.
[3]王兆安、刘进军.电力电子技术（第五版）[M].北京:机械工业出版社，2009:63-69.
类别
型号
数值
封装
数量
详解线性可调直流稳压电源的设计
详解线性可调直流稳压电源的设计
直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。
直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。
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，需要安装一个很大的散热器给它散热。
而且由于变压器工作在工频（50Hz）上，所以重量较大。
该类电源优点是稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路，输出连续可调的成品。
缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。
这类稳定电源又有很多种，从输出性质可分为稳压电源和稳流电源及集稳压、稳流于一身的稳压稳流（双稳）电源。
从输出值来看可分定点输出电源、波段开关调整式和电位器连续可调式几种。
从输出指示上可分指针指示型和数字显示式型等等。
一、设计任务
1、课题名称：线性可调直流稳压电源
2、设计要求
①输出电压：Vo=4.5～12.0V；
②最大输出电流：Iomax≥1A；
③输出纹波：VP-P≤10mV；
④电压调整率：Ku≤5%（最大输出电流时）；
⑤电流调整率：Ki≤3%。
（输出为12V时）。
直流稳压电源电路设计
直流稳压电源电路设计首先，为了设计一个有效的直流稳压电源电路，我们需要明确一些设计参数，如输出电压范围、输出电流能力、稳压精度和响应时间等。
这些参数的设定将直接影响到电路的设计和选材。
常见的直流稳压电源电路设计包括线性稳压电源和开关稳压电源。
下面将分别介绍这两种电路的设计原理和步骤。
一、线性稳压电源设计线性稳压电源采用线性稳压器件，如稳压二极管或晶体管，通过在负载电路前加入一个稳压器件，将输入电压降低到稳定的输出电压。
设计步骤如下：1.确定输出电压范围和输出电流能力。
根据需要的供电设备和功耗要求，确定电源的输出电压和输出电流能力。
2.选择稳压器件。
选择适合的稳压器件，如晶体管稳压器、集成运放稳压器等。
根据稳压器件的参数和规格表，确定输入和输出电压范围，以及最大输出电流。
3.设计稳压器件的电路。
根据稳压器件的电路原理和特性，设计稳压器件的电路，如放大电路、调整电路和过载保护电路等。
同时，根据输出电压范围确定反馈电路和稳压电阻的取值。
4.选择滤波电容和滤波电感。
为了减小输出电压中的纹波和噪声，可以在稳压器件的输出端并联一个滤波电容，以及添加一个滤波电感。
5.设计过载和短路保护电路。
为了保护电源电路和负载设备，可以设计一个过载和短路保护电路，如过电流保护电路和过温保护电路等。
6.测试和调整。
完成电源电路的设计后，需要进行测试和调整，以确保设计满足要求，并具有良好的稳定性和可靠性。
二、开关稳压电源设计开关稳压电源采用开关稳压器件，如开关电源芯片，通过不断开闭开关来调整输出电压。
设计步骤如下：1.确定输出电压范围和输出电流能力。
与线性稳压电源相同，根据需要的供电设备和功耗要求，确定电源的输出电压和输出电流能力。
2.选择开关稳压器件。
根据输出电压和输出电流的要求，选择适当的开关稳压芯片。
根据芯片的参数和规格表，确定输入和输出电压范围，以及最大输出电流。
3.设计开关稳压器件的电路。
根据开关稳压芯片的电路原理和特性，设计开关稳压芯片的电路，如控制电路、功率开关电路和反馈电路等。
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。
直流稳压电源制作—线性(2016年)
U2
Uo 4840V
1.2 1.2
整流二极管承受的最高反向电压：
U RM 2 U 21.4 1 4 05.4 6 V
例：设计一单相桥式整流、电容滤波电路。要求输 出电压 Uo 48V，已知负载电阻 RL 100Ω，交流电 源频率为50Hz，试选择整流二极管和滤波电容器。
解：因此可选择2CZ11B作整流二极管，其最大整 流电流为1A，最高反向工作电压为200V。
(3
~
5)
T 2
例：设计一单相桥式整流、电容滤波电路。要求输
出电压 Uo 48V，已知负载电阻 RL 100Ω，交流电 源频率为50Hz，试选择整流二极管和滤波电容器。
解：流过整流二极管的平均电流：
ID1 2Io1 2U R L o1 21 40 8 0 0 .2A 424 mA0
变压器副边电压有效值：
输出1 输出2 输出3
负载调整率
效率 纹波
1.0A
选做：全分立元件线性稳压器
+
R3
UI Cin _
T1 R
R1
T2
RW1 RW2
RW
UZ
R2
+
RL UO _
一切参数自己确定、计算！！！ （可参考3.3节）
内容导航
1、概述 2、直流电源系统的组成 3、稳压电路原理及设计 4、三端稳压集成电路 5、稳压电路的主要指标 6、线性稳压电源DIY
出电压为24V,输出 路时，变压器副边绕组电压
电流为lA的直流电 有效值为：
源，电路形式可采 用半波整流或全波 整流，试确定两种 电路形式的变压器
U2
Uo 0.45
24 0.45
53.3V
整流二极管承受的最高
线性直流稳压电源电路设计方案详解
线性直流稳压电源电路设计方案详解————《》线性稳压电源是指调整管工作在线性状态下时的直流稳压电源，它是一种电源变换电路，也是电子系统的重要组成部分，其功能主要是为电子电路提供它所需要的电能。
电子设备通常需要电压稳定的直流电源对负载进行供电。
线性稳压电源被广泛的应用于电子电路中，虽然各种新型的稳压电路结构层出不穷，但线性稳压电源却始终是无法代替的。
一、线性直流稳压电源的工作原理普通电源的工作原理现在随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域也变得越来越广泛，电子设备的种类也在逐渐的不断更新、不断增多，电子设备与人们日常的工作、生活的关系也是日益密切。
任何的电子设备都离不开安全有效的电源，电源是一切电力电子设备的动力源，因此它被形象地称之为“电路的心脏”。
现在的生活中，各种高科技产品对电源的技术性能指标的要求更是越来越高。
电源通常可以分为交流电源和直流电源，它是任何电子设备都不可缺少的组成部分。
直流电源又可分为两类［8］，即：一类是能直接供给直流电流或电压的，如电池、蓄电池、太阳能电池、硅光电池、生物电池等，；另一类是能将交流电变换成所需要的稳定的直流电流或电压的，这类变换电路统称为直流稳压电源。
现代电子设备的电路中使用了大量的半导体器件，这些半导体一般需要几伏到几十伏的直流供电电源，以便于得到其正常工作时所必需的能源。
现代电子设备中使用的直流稳压电源主要分为两大类：线性稳压电源和开关性稳压电源。
线性稳压电源亦称为直流线性稳压电源，它的稳压性能很好，而且输出纹波很小，其缺点是需要使用体积和重量都比较大的工频变压器，而且稳定效率也比较低。
开关型稳压电源按照不同分类方式可以分成多种类型。
按照其输出是否调整元（开关元件）等构成的其他部分隔离，这种隔离可以分为非隔离型和隔离型两类；按照开关元件的激励方式，又可以将其分成自激励和他激励两种类型；而按照电源的输入，又可分为AC/DC和DC/DC 两种类型；按照开关元件的连接形式，可分成串联型和并列型两种类型。
直流稳压电路及线性稳压电源设计计算、使用及调试方案
直流稳压电路及线性稳压电源设计计算、使用及调试方案一、摘要：直流稳压电源一般由电源变压器，整流电路，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，并稳定输出直流电压。
二、关键词：直流稳压电路；整流；滤波；稳压；直流输出。
三、系统设计思路：线性稳压电源的主要结构如下图所示：图1、线性稳压电源主要结构。
直流稳压电源一般由电源变压器，整流电路，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，并稳定输出直流电压。
四、系统功能及其使用说明：1、变压器：变压电路相对简单，仅有一个单相变压器，变压器将市电转化为电路能承担的电压。
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。
变压器的基本原理是电磁感应原理。
理想变压器满足I1/I2=U2/U1=N2/N1=1/n,因此P1=P2=U1I2=U2I1。
2、整流电路：整流电路是把经过变压后的交流电通过具有单向导电性能的整流元件（如二极管、晶闸管等），将正负交替的正弦交流电压变换为单向的脉动直流电压。
但是，这种电压直流幅值变化很大，包含有很多的脉动交流成分，还不能作为直流电源使用。
对于高质量的稳压电源，其整流电路一般都选用桥式整流电路。
整流电路常见的有单相桥式整流电路，单相半波整流电路，和单相全波整流电路。
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。
线性直流稳压电源的设计 (1)
线性直流稳压电源的设计——————毕业设计关键词：变压；整流；滤波；稳压一、引言电子设备中都需要稳定的直流电源，功率较小的直流电源大多数都是将50Hz的交流电经过整流、滤波和稳压后获得。
变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电；整流电路用来将交流电压变换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压；稳压电路的作用是当输入交流电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。
二、线性直流稳压电源的组成方框图及各部分的工作波形图图1直流稳压电源的组成方框图及各部分的工作波形图三、设计方案及各部分电路及元器件的选择（一）变压器的选择通常根据变压器二次输出的功率选择变压器。
变压器二次有效值2U 应根据1U 来确定。
2U 与1U 的关系为MIN U ≤1.22U ≤MAX U在此范围内，2U 越大，稳压器的压差越大，功耗也就越大，一般取二次电压有效值2U 为2U ≥MIN U /1.2这样可求得变压器的匝数比为N=1N /1N =220/2U加滤波电容器后，变压器二次电流已不再是正弦波，而且对电容充电时的瞬时电流较大，因此二次电流有效值一般按下式计算：2I =(1.1～3) 0I（二）整流电路的设计整流电路是利用是二极管的单向导电性，将交流电压变成单向的脉动直流电压，有半波整流和桥式整流，目前广泛采用整流桥构成桥式整流电路。
1、半波整流电路单相半波整流电路如图2所示，图中T 为电源变压器，用来将市电220V 交流电压变换为整流电路所要求的交流低电压，同时直流电源与市电电源有良好的隔离。
V 为整流二极管，设为理想二极管，L R 为要求直流供电的负载等效电阻。
图2单相半波整流电路设变压器二次电压为2U = 22U sin ωt 。
当2U 为正半周时，由图2可知，二极管V 因正偏而导通，流过二极管的电流D i 同时流过负载电阻L R ，即0i =D i ，负载电阻上的电压0U =2U 。
线性稳压电源设计
线性稳压电源设计稳压电源设计方法在电子电路中，通常需要直流电源供电。
直流稳压电源的设计，是根据稳压电源的输出电压Uo、输出电流Io、输出纹波电压ΔUop- p 等性能指标要求，确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的性能参数，从而合理地选择这些器件。
1设计步骤：稳压电源设计分三个步骤：一是根据稳压电源的输出电压Uo、最大输出电流Iomax，确定集成稳压器的型号及电路结构形式。
二是根据稳压器的输入电压UI，确定电源变压器二次绕组电压的有效值U2；根据稳压电源的最大输出电流I0max，确定流过电源变压器二次绕组的电流I2 和电源变压器二次绕组的功率P2；根据P2，查出变压器的效率η（见表1），从而确定电源变压器原边的功率P1。
然后根据所确定的参数，选择电源变压器。
三是确定整流二极管的正向平均电流IF、整流二极管承受的最大反向工作电压URM和滤波电容的电容量和耐压值。
根据所确定的参数，选择整流二极管和滤波电容。
2 线性稳压电路的组成各个部分功能稳压电源原理图：1.1电源变压器电源变压器的作用是将220 V交流电网电压u1 变换为整流电路所需要的交流电压u2。
电源变压器的效率为：η=P2 /P1，其中：P2 是变压器副边的功率，P1 是变压器原边的功率。
表１小型变压器的效率副边功率P2 <10VA 10～30VA 30～80VA 80～200VA效率0.6 0.7 0.8 0.85算出了副边功率P2 后，可根据表1 算出原边功率P2。
由P1、P2 及u2值即可选择电源变压器。
1.2整流电路整流电路的作用是将交流电压u2 变换成单向脉动的直流电压u3，在直流稳压电源中常采用桥式整流电路。
滤波电路经整流后的直流输出电压脉动性很大，不能直接使用。
为了减少其交流成分，通常在整流电路后接有滤波电路。
滤波电路的主要任务是将整流后的单向脉动直流电压中的纹波滤除掉，使其变成平滑的直流电。
在小功率电路中常采用电容滤波电路，将滤波电容C 直接并联在负载RL 两端，就可组成电容滤波电路。
线性直流稳压电源电路详解
线性直流稳压电源电路详解线性直流稳压电源是先把交流电网中的交流电变为单向脉动的直流电，再通过滤波和稳压电路，最终输出稳定的直流电压的器件。
7.1 直流稳压电源的组成电子设备通常需要电压稳定的直流电源对负载供电。
当然可以采用干电池、蓄电池供电，比如：我们常用的收音机、MP3等，也可以采用其它直流电源供电(如太阳能电池)，但它们一般容量小，相对不是很经济，因此，在有交流电网的情况下，一般采用交流电网将交流电转换成稳定的直流电。
直流稳压电源的组成如图7.1所示，一般包括以下几个部分：(1) 电源变压器将交流电网所提供的单相220V或三相380V的交流电压变换成整流电路所需的交流电压。
(2) 整流电路将电网提供的正负变换的交流电压变为单向脉动的直流电压。
但这种单向脉动的直流电压除含有直流成分外，还包含有很多幅度较大的谐波分量，因此脉动很大，距离理想的直流电压还差很远。
(3) 滤波电路将脉动的直流电压变换成平滑的直流电压。
(4) 稳压电路稳压电路的作用就是使输出电压稳定。
一个好的直流稳压电源，应具备输出电压稳定、电源内阻小、输出纹波小等优点，同时，电路也应具有自我保护功能。
7.2 整流电路利用二极管的单向导电性，可以将交流电变为单向脉动的直流电，这一过程称为整流。
二极管整流电路一般可分为半波整流、全波整流和桥式整流电路。
7.2.1 半波整流电路半波整流电路如图7.2所示。
图中T为电源变压器，将电网电压变换为合适的数值，D为整流二极管，RL为负载；u1、u2分别为变压器一、二次电压，是正弦波，uo是负载电压，uD是二极管上的电压。
7.2.2 全波整流电路全波整流电路如图7.4所示。
它是利用两个二极管交替工作，从而克服半波整流电路纹波电压大的缺点。
变压器的两个二次电压大小相等，同名端如图所示。
电路中D1、D2分别在正半周和负半周内轮流导通,并且保证了流过RL的电流方向一致。
在u1正半周,即极性为上正下负时,D1导通，D2截止，负载电流io的流通路径为：a→D1→RL→0，输出电压u0 = u2。
5V12V直流稳压电源的设计
5V12V直流稳压电源的设计在5V和12V直流稳压电源的设计中，我们需要考虑多个因素，包括输入电压范围，输出电流需求，稳压精度要求以及保护功能等。
下面是一个基于线性稳压器的5V和12V直流稳压电源的设计方案。
1.设计参数:-输入电压范围:15V-20V-输出电压:5V和12V-输出电流:1A2.设计原理:该设计方案基于线性稳压器的原理，使用集成稳压器芯片来实现稳压功能。
线性稳压器将输入电压降低到所需的稳定输出电压。
该设计方案选用了LM7805和LM7812稳压芯片来实现5V和12V稳压功能。
3.电路图:电路图中包括以下组件:-变压器-整流桥-滤波电容-稳压芯片-输入和输出电容-电源指示灯4.设计步骤:-步骤1:选择适当的变压器来降低输入电压。
根据输出电流需求和线性稳压器的效率，选择合适的变压器。
-步骤2:将变压器输出的交流电经过整流桥整流为直流电，然后通过滤波电容来滤除纹波。
-步骤3:使用稳压芯片来实现稳定的输出电压。
选择LM7805和LM7812芯片，并根据芯片的数据手册连接芯片引脚。
-步骤4:在输入和输出端加入合适的电容来稳定电源电平。
-步骤5:加入电源指示灯来显示电源工作状态。
5.稳压精度要求:LM7805和LM7812芯片具有固定的输出电压，分别为5V和12V。
根据芯片的数据手册，稳压精度可以达到2%左右。
6.保护功能:为了保护电源和连接设备，我们可以在输入端加入过压保护电路、过流保护电路和过温保护电路等功能。
这些保护功能可以使用过压保护芯片、电流限制电路和温度传感器等元器件实现。
7.总结:通过基于线性稳压器的设计方案，我们可以实现一个稳定的5V和12V直流电源。
在设计过程中，我们需要选择合适的变压器、稳压器芯片以及添加适当的保护功能。
该设计方案可以满足输出电流为1A的需求，并具备较高的稳压精度和保护功能。
写一篇直流稳压电源的电路设计方案
写一篇直流稳压电源的电路设计方案直流稳压电源是电路设计中常用的电源，它可以提供稳定的直流电压输出。
本文将介绍一种简单易懂的直流稳压电源电路设计方案。
一、电路设计方案概览这个直流稳压电源电路设计方案中，使用了一组变压器、桥式整流器、滤波电容、稳压器等电路组件，实现了对电压的稳定输出。
整个电路的组成是比较简单的，经过一定的调试，可以稳定地输出设定值的直流电压。
二、电路的组成与原理1.变压器电路中需要使用变压器，将220V的交流电转化为需要的直流电压。
变压器的原理是：通过变换磁通量比，改变输入和输出之间的电压大小。
选择合适的变压器可以确保输出的电压稳定。
2.桥式整流器在变压器输出交流电压经过整流之前，需要使用桥式整流器将其转化为直流电压。
桥式整流器是一种四个二极管排成桥形的电路，将输入的交流电压变换为只包含正半周的直流电压。
3.滤波电容经过桥式整流器的电压波形仍然存在一定的纹波，因此需要使用滤波电容对电压进行平滑。
滤波电容的容值需要根据输出电压大小和频率来决定，越大的电容能够平滑输出电压信号，降低输出纹波。
4.稳压器最后一个需要使用的电路组件是稳压器，它可以确保输出的直流电压值稳定不变。
稳压器可以分为线性稳压器和开关稳压器两种类型，本设计中选择使用线性稳压器。
线性稳压器通过调整电路中的电阻来确保输出电压稳定，但其效率较低。
三、电路实现过程1.选购元器件在开始进行电路设计之前，需要购买所需的元器件。
需要购买的元器件有：变压器、整流器（可以自己做或者购买），滤波电容、稳压芯片、调节电阻、输出电容等。
2.电路图和焊接电路的原理和组成部分已经介绍完成，接下来就是进行电路图设计和焊接工作。
在进行焊接时，需要按照电路图上的组成部分，逐个焊接电路元件。
请注意电路元件位置和方向。
3.调试和测试在完成电路组装之后，需要对电路进行调试和测试。
可以使用万用表或示波器来测试输出电压并进行调节。
通过调节电路中的电阻，可以获得一个稳定的输出电压。
线性直流稳压电源设计
线性直流稳压电源设计日记权限：公开一.前言线性直流稳压电源的设计，应该综合应用已经学过的电子技术知识来完成这个设计任务，在做这个电子电路设计之前，我们应该复习已经学过的知识，必要时也要针对的学习必要的新知识，为设计做好充分的准备。
该实验主要是对以前所学知识的一个总结与回顾，通过实验对一般设计方法有一定的认识，也对以后的毕业设计有一定的帮助。
二.设计方案的要求：(1)输出的电压V0=18V*(1+20%)(2)输出电流为I0=0~3A(3)效率要间量要高≥50%(4)算出性能指数参数三.实验目的通过直流稳压电源的设计、安装和调试，要学会：⑴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电流；⑵掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。
(3)了解各个三极管的作用设计电路图：四.电路原理⒈交流电源电压经电源变压器变换成整流电路所需的交流电压值后，通过整流电路变换成单向脉冲电压，再由滤波电路滤去其中的交流分量，得到较平滑的直流电压，最后经稳压电路获得稳定的直流电压。
2.Vin由开关电路的输出端提供，Vin大小的调整是通过单片机控制继电器的开合来实现不同个数的开关电路输出端的电容的串联来实现的。
因为Vin 是随着输出给定Vc变化的,Vc小Vin也小，Vc大Vin也大，故当输出电压在0~30V间变化时,三端可调稳压器的输入端与输出端的压差均不会很大,这样既保证了精确调压,又减少了线性电路部分的损耗。
3.Q1的作用是调整管压降达到稳定电压，Q2的作用是驱动电路，Q3的作用是提供取样基准电压，Q4作用是保护电路，防止电流过大。
五.参数计算设计电路要达到的参数指标V0=18V；I0=0~3A；可调范围为±20%,效率尽量要高,η≥50%,78系列要大约为1.5A.整流滤波电路半波整流：RLC≥(3~5)T：Vo=Vin(带C)RLC≥(3~5)T/2；Vo=1.2Vin(带C)串联型稳压电源：取样比0.5~0.8；VCE一般为3~8V。
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。
5.6 线性直流稳压电源设计
2
=
RW 2 + R2 R1 + R2 + RW
Uomin （调至最上端）
UO
Uomax（调至最下端）
( ) 所以：UO
= R1 + R2 + RW RW 2 + R2
UZ +UBE 2
= R1 + R2 + RW RW 2 + R2
UZ
忽略UBE2
16
+
R3
UI _
T1 R
R1
T2
RW1 RW2
整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。
滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。
稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压
uo的稳定。
3
2. 单相桥式整流电路
组成：由四个二极管组成桥路
T
u1
D3
u2
D1
D4
D2
D1 D2 u2
D3 D4
RL uo u2
RL uo
例如： 在桥式整流电路中，每个二极管只有半周 导通。因此，流过每只整流二极管的平均电流 ID 是负载平均电流的一半。
ID
=
1 2
Io
（选购时：二极管额定电流 2ID)
二极管截止时两端承受的最大反向电压：
URM = 2U 2 （选购时：最大反向电压 2URM)
7
四、稳压电路
稳压电路的作用:
交流 整流 电压
LM317内部基准电压U23 =1.25V
调整端流出电流50 μA
1.25 Uo = U23 + IR2R2 = 1.25 + (50mA + IR1)R2 = 1.25 + (50mA + R1 )R2
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
线性直流稳压电源电路设计方案详解
————《》
线性稳压电源是指调整管工作在线性状态下时的直流稳压电源，它是一种电源变换电路，也是电子系统的重要组成部分，其功能主要是为电子电路提供它所需要的电能。
电子设备通常需要电压稳定的直流电源对负载进行供电。
线性稳压电源被广泛的应用于电子电路中，虽然各种新型的稳压电路结构层出不穷，但线性稳压电源却始终是无法代替的。
一、线性直流稳压电源的工作原理
普通电源的工作原理
现在随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域也变得越来越广泛，电子设备的种类也在逐渐的不断更新、不断增多，电子设备与人们日常的工作、生活的关系也是日益密切。
任何的电子设备都离不开安全有效的电源，电源是一切电力电子设备的动力源，因此它被形象地称之为“电路的心脏”。
现在的生活中，各种高科技产品对电源的技术性能指标的要求更是越来越高。
电源通常可以分为交流电源和直流电源，它是任何电子设备都不可缺少的组成部分。
直流电源又可分为两类［8］，即：一类是能直接供给直流电流或电压的，如电池、蓄电池、太阳能电池、硅光电池、生物电池等，；另一类是能将交流电变换成所需要的稳定的直流电流或电压的，这类变换电路统称为直流稳压电源。
现代电子设备的电路中使用了大量的半导体器件，这些半导体一般需要几伏到几十伏的直流供电电源，以便于得到其正常工作时所必需的能源。
现代电子设备中使用的直流稳压电源主要分为两大类：线性稳压电源和开关性稳压电源。
线性稳压电源亦称为直流线性稳压电源，它的稳压性能很好，而且输出纹波很小，其缺点是需要使用体积和重量都比较大的工频变压器，而且稳定效率也比较低。
开关型稳压电源按照不同分类方式可以分成多种类型。
按照其输出是否调整元（开关元件）等构成的其他部分隔离，这种隔离可以分为非隔离型和隔离型两类；按照开关元件的激励方式，又可以将其分成自激励和他激励两种类型；而按照电源的输入，又可分为AC/DC和DC/DC 两种类型；按照开关元件的连接形式，可分成串联型和并列型两种类型。
它的优点是效率高，体积小，重量轻，但却存在着线路结构复杂、维修技术难度大等的一系列的缺点。
开关电源和线性电源的成本都随着其输出功率的增加而增长，但二者的增长速率各异。
一般，当输出功率较小时，线性电源的成本相对较低。
但是，当线性电源成本在某一输出功率点上时，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。
直流稳压电源的发展方向：智能化、数字化、模块化、绿色化［11］。
20世纪末，各种有源滤波器和有源补偿器的诞生也为21世纪批量生产各种绿色直流稳压电源产品奠定了基础。
线性直流稳压电源的工作原理
线性稳压电源是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源，是一种电源变换电路，是电子系统的重要组成部分，其功能是为电子电路提供它所需要的电能。
当接入220V/50Hz的市电后，先经过变压器，将220V的交流高电压转换为低电压输出到整流桥，经过整流桥的整流作用输出脉动较大的直流电，接入到滤波电路中，再利用储能元件电容两端的电压不能突变的特性，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，最后得到平滑的输出电压。
线性直流稳压电源设计指标
（1）电网调整率
它表示输入电网电压由额定值变化±10%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0.01%。
（2）稳压系数
稳压系数有绝对稳压系数和相对稳压系数两种。
绝对稳压系数表示负载不变时，
（4）纹波电压
1）最大纹波电压
在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波（包括噪声）的绝对值大小，通常以峰—峰值或有效值表示。
2）纹波系数γ
二、电路的设计
1、直流稳压电源的总体方框图
2、稳压电源模块电路的设计
2.1、电源变压器
电源变压器是一个降压变压器，它将电网220V/Hz的交流电压变换成符合需要的低交流电压，并送给整流电路。
变压器的变压比是初级电压与次级电压的比值，由变压器的副边输出来电压确定。
变压器的主要参数有：
①变压比：变压器的变压比是初级电压与次级电压的比值。
②额定功率：是变压器在指定频率和电压下能连续工作而不超过规定温升的输出功率。
③效率：是输出功率与输入功率之比，它反映了变压器的自身损耗。
④空载电流：变压器在工作电压下次级空载时（次级电流为零），初级线圈流过的电流称为空载电流。
空载电流大的变压器损耗大、效率低。
⑤绝缘电阻和抗电强度：绝缘电阻是指变压器线圈之间、线圈与铁心之间及引线之间的电阻。
抗电强度是在规定的时间内变压器可承受的电压，它是变压器特别是电源变压器安全工作的重要参数。
电源变压器Tr的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的
2.2、整流电路
整流电路将交流电压变换成脉动的直流电压。
再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压。
常用的整流滤波电路有单相半波整流滤波、桥式整流滤波等。
半波整流：利用了二极管的单向导电性，只输出交流成分中的正电压部分，电路非常的简单易行，所用的二极管的数量也很少。
但是，由于它利用了交流电压的半个周期，所以输出电压较低，交流分量大，效率低。
故这种电路仅仅适用于整流电流较小，对脉动要求也不是很高的场所。
单相桥式整流电路：由四个二极管组成，其构成原则就是，保证在变压器副边电压的整个周期内，负载上的电压和电流的方向始终不发生变化。
它实现了全波整流电路，将副边输出电压的负半周期也充分利用了起来，所以在变压器副边电压有效值相同的情况下，输出电压平均值是半波整流电路的两倍。
因此，综合考虑，本电路设计采用单相桥式整流电路。
当变压器“1”端为正、“2”端为负时，二极管VD2和VD4承受正向电压而导通，VD1和VD3承受反向电压而截止。
此时，变压器“1”端通过VD4流经RL，再经过VD2返回至“2”端。
当“1”端为负、“2”端为正时，二极管VD1和VD3导通，VD2和VD4截止，电流则由“2”端通过VD3流经RL，再经过VD1返回至“1”端。
2.3、滤波电路
滤波电路可以滤除整流电路输出电压中的大部分的交流成分，既而得到比较平滑的直流电压。
本电路为满足其要求而选用电容滤波电路。
各个滤波电容C均需满足2/）5~3（*TCRL=，其中T为输入交流信号的周期，RL 为整流滤波电路的等效负载电阻。
2.4、稳压电路
稳压电路的功能是用以确保其输出的直流电压是稳定的，不随着交流电网电压和负载的变化而发生变化。
它利用调节流过稳压管自身的电流大小来满足负载电流的改变，并与限流电阻配合将电流的变化转换成电压的变化以适应电网电压的波动。
常用的集成稳压器有固定式三端稳压器和可调式三端稳压器两种。
本电路要求输出±5V/1A，±12V /1A和±15V/1A。
故选用固定式三端稳压器LM7805CT，LM7905CT，LM7812CT，LM7912CT和LM7815CT，LM7915CT，电路的设计非常简单，最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器即可，工作稳定，其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流也满足要求。
3、电路参数计算
（2）确定电源变压器副边电压、电流及功率。
输出电流小于0.5A，输出电压小于12V，由上分析，可选购副边电压为16V，功率为8W的变压器。
选整流二极管及滤波电容。
（3）因电路形式为桥式整流电容滤波，通过每个整流二极管的反峰电压和工作电流求出滤波电容值。
（4）电阻的选择
直流稳压电源是做电子实验的必备仪器。
电子电路要能完成所具备的功能，都必须有直流电源为其提供能量。
直流稳压电源为电子电路提供电压连续可调的直流电压，同时还应具备电压电流显示、报警、过流保护等功能。
还具有较多其它功能，例如：可用于各种老化的电子设备的维修，如老化的PCB板、家电、各类IT产品、CCFL、灯管等；适用于需要自动定时通、断电，自动记周期数的电子老化元件的测试；电解电容器脉冲老练；电阻器，继电器，马达等测试老练；整机老练；电子元器件性能测试，例行试验。
直流稳压电源还可以广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、直流电机、充电设备等。
另外，线性直流稳压电源可用于手机和电脑的维修。
在电脑的维修中，5V和12V的直接输出是非常可靠的，而可调输出在连接电路之前是一定要把电压看好的，能不能工作不是重中之重，如果电压太高了就会把电路烧掉了，那就不好了，而且还可能引发一系列的安全问题。
而在手机的维修的过程中，因为在手机开机故障的判断中，需要看开机电流的变化，所以最大用个1A的电流表就足够了。