直流稳压电源电路 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求
课程设计_可调直流稳压电源
目录一、设计目的作用 (1)二、设计要求 (1)2.1 直流稳压电源的种类及选用 (1)2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 (2)2.3 串联型直流稳压电源的设计要求 (2)三、设计的具体实现 (2)3.1 系统概述 (2)3.2 单元电路设计与分析 (4)3.2.1 降压电路 (5)3.2.2 整流电路 (5)3.2.3 滤波电路 (7)3.2.4 稳压电路 (9)3.3 元件电路参数计算 (10)3.4 改进方案 (11)3.5 电路主要测试数据 (12)四、总结 (12)五、附录 (12)六、参考文献 (14)一、设计目的作用当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路——电源电路。
大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作，当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。
超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统，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、符合各种复杂规范的电源供应。
袖珍计算器则是简单多的电池电源电路，不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的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的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备，我们的生活也就不会这么丰富多彩了。
由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。
提供这种稳定的直流电能的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的地位。
2、设计要求2.1 直流稳压电源的种类及选用直流稳定电源按习惯可分为化学电源、线性稳定电源和开关型稳定电源，它们又分别具有各种不同类型：（1）化学电源：平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类，各有其优缺点。
随着科学技术的发展，又产生了智能化电池；在充电电池材料方面，美国研制员发现锰的一种碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、放电时间，多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。
直流稳压电源标准
直流稳压电源标准
直流稳压电源标准是一种针对直流稳压电源的技术规范和行业标准，它规定了直流稳压电源在各种应用场景下应达到的性能指标和安全标准。
标准旨在保证直流稳压电源的安全性和可靠性，以满足各种电子设备对电源的需求。
直流稳压电源标准通常包含以下内容：
1. 技术要求：明确直流稳压电源的技术指标，如输出电压范围、输出电流范围、稳压精度、输出纹波等。
2. 安全要求：规定直流稳压电源在正常工作和故障条件下应满足的安全标准，如绝缘强度、电气安全等。
3. 电磁兼容性要求：规定直流稳压电源在工作时应满足的电磁兼容性标准，以避免对周围环境和设备产生电磁干扰。
4. 环境适应性要求：规定直流稳压电源在各种工作环境下应满足的环境适应性标准，如温度、湿度、海拔高度等。
5. 可靠性要求：规定直流稳压电源在长时间工作状态下应达到的可靠性标准，如平均故障间隔时间、故障率等。
6. 生产和检测要求：规定直流稳压电源生产和检测过程中的工艺和质量控制标准。
直流稳压电源标准的制定和实施可以确保直流稳压电源的质量和性能，保障用户的权益和安全。
同时，直流稳压电源标准也可以促进直流稳压电源的技术进步和市场竞争。
例如，珠海直流稳压电源就是按照直流稳压电源标准进行生产和检测，以保证其性能和质量符合行业标准，同时在材料选用和生产工艺上也符合标准的要求，以保证装备能够正常工作。
稳压电源的技术指标及电路解析
一、稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，如输出电压、输出电滤及电压调节范围;另一类是质量指标，反映一个稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。
对稳压电源的性能，主要有以下四个万面的要求1.稳定性好当输入电压Usr （整流、滤波的输出电压）在规定范围内变动时，输出电压Usc 的变化应该很小一般要求。
由于输入电压变化而引起输出电压变化的程度，称为稳定度指标，常用稳压系数S 来表示：S的大小，反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。
在同样的输入电压变化条件下，S越小，输出电压的变化越小，电源的稳定度越高。
通常S 约为。
2.输出电阻小负载变化时（从空载到满载），输出电压Usc ，应基本保持不变。
稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。
输出电阻（又叫等效内阻）用rn 表示，它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比。
rn 反映负载变动时，输出电压维持恒定的能力，rn 越小，则Ifz变化时输出电压的变化也越小。
性能优良的稳压电源，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，会引起输出电压的漂移。
良好的稳压电源，应在环境温度变化时，有效地抑制输出电压的漂移，保持输出电压稳定，输出电压的漂移用温度系数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50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。
经过稳压作用，可以使整流滤波后的纹波电压大大降低，降低的倍数反比于稳压系数S 。
上节介绍的串联型稳压电路，用做一种简单的稳压电源，可以满足一般无线电爱好者的需要。
但是，这种电源还有许多“天生的”缺陷，要提高对性能的要求，就必须再做一些改进。
从以下四个右面对它的性能加以改善，便可做成一台有实用价值的稳压电源了。
这就是：增加放大环节，提高稳定性，使输出电压可调;用复合管做调整管，使输出电流增大;增加保护电路，使电源工作安全可靠。
直流稳压电源课程设计任务书
<电子技术课程设计>直流稳压电源课程设计任务书一：设计任务及要求：1. 设计任务设计一集成直流稳压电源，满足：（1）当输入电压在220V交流时，输出直流电压为6V。
（2）输出纹波电压小于5mv，稳压系数<=0.01；（3）具有短路保护功能。
(4) 最大输出电流为:Imax＝1.0A;2.通过集成直流稳压电源的设计，要求学会：（1）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源。
（2）掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。
3．设计要求（1）电源变压器、整流二极管、滤波电容等元件只做选择性设计；（2）合理选择集成稳压器；（3）完成全电路理论设计、绘制电路图；（4）撰写设计报告。
全文格式可参照下附一目录格式要求。
（5）希望：设计有新意，切忌完全照搬、抄袭、上下文不统一、文不对题等。
（6）文章请在某些方面12月13日前完成初稿，14日进行初审答辩。
附一：部分目錄一.设计任务及要求：二.基本原理与分析三.三端集成稳压器四.稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求五.集成电路选用时应注意的问题六.参数性能指标及测试方法七.心得体会八.参考文献二、原理与分析1．直流稳压电源的基本原理直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下。
各部分的作用：器T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交流电压Ui。
变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η，式中η是变压器的效率。
（2）整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui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U1。
常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。
容C满足RL-C＝（3~5）T/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。
）三端集成稳压器：常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。
常用可调式正压集成稳压器有CW317（LM317）系列，它们的输出电压从1.25V－37伏可调，最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。
直流稳压电源的技术指标
直流稳压电源的技术指标直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，反映直流稳压电源的固有特性，如输入直流稳压电源电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围；另一类是质量指标，反映直流稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。
1、特性指标（1）输出电压范围符合直流稳压电源工作条件情况下，能够正常工作的输出电压范围。
该指标的上限是由最大输入电压和最小输入－输出电压差所规定，而其下限由直流稳压电源内部的基准电压值决定。
（2）最大输入－输出电压差该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下，所允许的最大输入－输出之间的电压差值，其值主要取决于直流稳压电源内部调整晶体管的耐压指标。
（3）最小输入－输出电压差该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下，所需的最小输入－输出之间的电压差值。
（4）输出负载电流范围输出负载电流范围又称为输出电流范围，在这一电流范围内，直流稳压电源应能保证符合指标规范所给出的指标。
2、质量指标（1）电压调整率SV电压调整率是表征直流稳压电源稳压性能的优劣的重要指标，又称为稳压系数或稳定系数，它表征当输入电压VI变化时直流稳压电源输出电压VO稳定的程度，通常以单位输出电压下的输入和输出电压的相对变化的百分比表示。
电压调整率公式见图2－2－1。
（2）电流调整率SI电流调整率是反映直流稳压电源负载能力的一项主要自指标，又称为电流稳定系数。
它表征当输入电压不变时，直流稳压电源对由于负载电流（输出电流）变化而引起的输出电压的波动的抑制能力，在规定的负载电流变化的条件下，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。
电流调整率公式见图2－2－2。
（3）纹波抑制比SR纹波抑制比反映了直流稳压电源对输入端引入的市电电压的抑制能力，当直流稳压电源输入和输出条直流稳压电源件保持不变时，纹波抑制比常以输入纹波电压峰－峰值与输出纹波电压峰－峰值之比表示，一般用分贝数表示，但是有时也可以用百分数表示，或直接用两者的比值表示。
直流稳压电源具有哪些技术指标
直流稳压电源具有哪些技术指标直流稳压电源的技术指标可分为两类：一类是反映电压稳定型直流电源内部特征的特性指标，如输入电压、输出电压、输出电流等。
一类是反映电压稳定型直流电源内部特征的特性指标，如输入电压、输出电压、输出电流等，输出电压设定范围;另一类是反映电压稳定型直流电源优缺点的质量指标，如稳定性、等效内阻(输出电阻)、纹波电压、温度系数。
1、特性指标(1)输出电压范围根据直流稳压器的工作条件，输出电压范围可以正常运行。
该指标的上限由最大输入电压与最小输入输出电压之差决定，下限由直流电源的电压基础决定。
(2)输入和输出电压的最大差值该指标描述了直流稳压器在正常工作条件下，最大输入电压与输出电压之间的允许电压差，其数值主要取决于直流稳压器中稳压晶体管的电压比。
(3)最小输入和输出电压差该指标描述的是为保证直流稳压器正常工作条件下，输入和输出的最小电压差。
(4)输出负载电流范围输出负载电流范围，又称输出电流范围，在此范围内，直流电源必须能够满足指标说明书中规定的指标。
2、质量指标(1)电压调节速度SV稳压速度是描述直流电源稳定特性优劣的重要指标，也叫电压稳定系数或稳定系数，它表示输入直流电源的输出电压VO在输入电压VI变化时的稳定性，通常是输入和输出电压在设备输出电压下的相对变化百分比(2) 电流校正率Si电流校正率是反映直流电源负载能力的主要自调整指标，又称电流稳定系数。
它表明直流电源在输入电压不变的情况下，抑制由负载电流(输出电流)变化引起的输出电压波动的能力。
在一定的负载电流变化条件下，直流电源的电流稳定系数通常以低于设备输出电压变化的百分比来表示。
(3) 纹波抑制比大于SR结构波抑制比反映了直流电源在输入端的抑制输入电压的能力。
当稳压直流电源的输入和输出条件保持不变时，纹理波抑制系数通常表示为纹理波输入电压的峰值与纹理波输出电压的峰值之比，通常以分贝表示，但有时也表示为百分比或直接表示为二者之比。
集成直流稳压电源设计说明书
集成直流稳压电源设计说明书学生姓名：XX学号：XXXXX专业班级：XXXX XX报告提交日期：XXXXX湖南理工学院物电学院引言电源是各种电子设备比不可少的组成部分，其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
目前常用的直流稳压电源分为线性电源和开关电源两大类。
随着集成电路的飞速发展，稳压电路也迅速实现集成化，市场上已有大量生产的各种型号的单片集成稳压电路。
它和分立的晶体管电路比较，具有很多突出的优点，主要体现在体积小、重量轻、耗电少、可靠性高、运行速度快，且调试方便、使用灵活，易于进行大批量自动化生产。
因此，广泛地用于各种电子设备。
目录一、设计任务及要求二、基本原理与分析三、集成稳压器1、集成稳压器的分类2、三端集成稳压器四、稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求1、稳压电源的技术指标2、稳压电源的要求五、电路设计1、设计思路2、直流稳压电源的组成3、单元电路的设计4、总电路图六、总结七、参考文献一、设计任务及要求1. 设计任务设计一集成直流稳压电源，满足：（1）当输入电压在220V交流时，输出直流电压为6V；（2）输出纹波电压小于5mv，稳压系数<=0.01；（3）具有短路保护功能；（4）最大输出电流为:Imax＝1.0A；2．设计要求（1）电源变压器只做选择性设计；（2）合理选择集成稳压器；（3）完成全电路理论设计、绘制电路图；（4）撰写设计报告。
（5）通过集成直流稳压电源的设计，要求学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。
二、基本原理与分析集成稳压器是将稳压电路中的各种元器件（电阻、电容、二极管、三极管等）集成化，同时做在一个硅片上，或者将不同芯片组成一个整体而成为稳压集成电路或电源模块。
线性集成稳压器的基本构成如图1所示，它主要由基准电压、比较放大器、取样电路、调整电路、启动电路和保护电路组成。
图1 线性集成稳压器的基本构成当输出电压发生变化时，取样电路取出部分输出电压进行比较，通过比较放大器将误差信号放大后，送到调整管基极，推动调整管调整其管压降，达到稳定输出电压的目的。
直流稳压电源的设计
4.4设计项目4.4.1集成直流稳压电源的设计一、实验目的通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试，要求学会：(1)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源；(2)掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。
二、设计任务1.集成稳压电源的主要技术指标(1)同时输出±1.5,电压、输出电流为2A。
(2)输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于5X103；输出内阻小于0.1Q(3)加输出保护电路，最大输出电流不超过2A。
2.设计要求(1)电源变压器只做理论设计。
(2)合理选择集成稳压器及扩流二极管。
(3)保护电路拟采用限流型。
(4)完成全电路理论设计、安装调试、绘制电路图，自制印刷板。
(5)撰写设计报告、调试总结报告及使用说明书。
三、基本原理1.直流稳压电源的基本原理直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路组成，基本框图如图4.5所示。
各部分电路的作用如下：220V图4.5直流稳压电源基本组成框图(1)电源变压器T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交流电压"1。
变压器副边与原边的功率比为P P =门2' 1式中，n为变压器的效率。
（2）整流滤波电路整流电路将交流电压"1变换成脉动的直流电压。
再经滤波电路滤除纹波，输出直流电压U1。
常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波、倍压整流滤波电路如图 4.6（a）、（b）及（c）所示。
（a）全波整流电容滤波电路（b）桥式整流电容滤波电路（c）二倍压整流滤波电路图4.6几种常见整流滤波电路各滤波电容C满足：R1C =（3 〜5 ） ?式中T为输入交流信号周期；R L为整流滤波电路的等效负载电阻。
I（3）三端集成稳压器常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器（均属电压串联型），下面分别介绍其典型应用。
①固定三端集成稳压器正压系列：78XX系列，该系列稳压块有过流、过热和调整管安全工作区保护，以防过载而损坏。
直流稳压电源的技术指标
直流稳压电源的技术指标
直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，反映直流稳压电源的固有特性，如输入
直流稳压电源电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围;另一类是质量指标，反映直流稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻(输出电阻)、纹波电压及温度系数等。
1、特性指标
(1)输出电压范围
符合直流稳压电源工作条件情况下，能够正常工作的输出电压范围。
该指标的上限是由最大输入电压和最小输入-输出电压差所规定，而其下限由直流稳压电源内部的基准电压值决定。
(2)最大输入-输出电压差
该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下，所允许的最大输入-输出之间的电压差值，其值主要取决于直流稳压电源内部调整晶体管的耐压指标。
(3)最小输入-输出电压差。
直流稳压电源技术——稳压电源基础
直流稳压电源技术——稳压电源基础第二章稳压电源基础一、电子元件基础知识直流稳压电源中主要使用这些电子元件：电阻、电容、变压器、电感、二极管、三极管、场效应管、集成电路等，有些直流稳压电源可能还有发光二极管、电流表、电压表元件用于工作状态的指示。
这些电子元件主要分为无源器件和有源器件两大类。
其中无源器件是电阻、电容、变压器、电感；有源器件是二极管、三极管、场效应管、集成电路。
无源器件就不必说了，下面我们主要介绍一下有源器件的基础知识。
1、二极管二极管是我们通常情况下的俗称，它的学名叫晶体二极管或半导体二极管。
二极管就是由一个PN 结，加上相应的电极引线封装而成。
二极管按材料分类有硅材料和锗材料；按功能分类又可以分为整流二极管、检波二极管、开关二极管、稳压二极管、变容二极管、肖特基二极管、发光二极管等。
常用的二极管主要是利用PN结的单向导电性进行工作。
如：整流二极管、检波二极管、开关二极管等。
但是二极管还有一些比较特殊的性能，比如稳压二极管反向击穿后两端电压保持不便；变容二极管PN结间的结电容会随着外加电压的变化而发生变化；发光二极管通电后能够发光。
（1）二极管的主要参数正向电流IF在额定功率下，允许通过二极管的电流值。
正向电压降VF二极管通过额定正向电流时，在两极间所产生的电压降。
最大整流电流（平均值）IOM在半波整流连续工作的情况下，允许的最大半波电流的平均值。
反向击穿电压VB二极管反向电流急剧增大到出现击穿现象时的反向电压值。
正向反向峰值电压VRM二极管正常工作时所允许的反向电压峰值，通常VRM 为VP的三分之二或略小一些。
反向电流IR在规定的反向电压条件下流过二极管的反向电流值。
结电容C电容包括电容和扩散电容，在高频场合下使用时，要求结电容小于某一规定数值。
最高工作频率FM二极管具有单向导电性的最高交流信号的频率。
（2）直流稳压电源中常用的二极管直流稳压电源中常用的二极管有整流二极管、稳压二极管和发光二极管。
5V,12V直流稳压电源的设计
1。
晶体管串联型直流稳压电源1.1电路组成（1)电路图1-1晶体管稳压电路（2)框图图1—2框图1。
2工作原理图1-3稳压过程（1）电路各部分作用通过变压器的降压作用的到一个交流的低电压，然后通过桥式整流电路将交流的信号转换为单向脉动电压，在通过滤波电路来的到稳定的直流，其中通过晶体管来进行稳压。
最后有一个过载保护电路。
最后有一个分压电路输出电压。
（2）稳压原理我们结合图1—1来分析,当由于外界原因导致电压升高时，输出电压升高，此时由于电阻R7的分压作用，导致V B3升高，继而使得V C3减小，又因为V C3的等于V B2，使得V CE1增大，由于电路整体是一个串联型电路，所以使得Vo减小。
同理，当输出电压减小时,导致V B3减小,进而使得V C3增大，接着使得V CE1减小，继而使得V O增大。
从而达到了稳压效果。
1.3主要技术指标（1）输入电压：AC: ～220V（2）输出直流稳压：DC:3V、4。
5V、6V三档。
（3）输出直流电流：额定值150mA，最大值 300mA.(4）具有过载,短路保护，故障消除后自动恢复。
2. 直流稳压电源2。
1直流稳压电源的组成图2—1直流稳压电源组成2.1.1整流电路组成及原理整流电路的任务：交流电压转变为单向脉动的电压(图2—2）。
技术指标：衡量整流工作性能的参数输出电压平均值V O（AV）：反映整流电路将交流电压转换为直流电压的能力。
脉动系数S：反映整流输出电压中交流成分的大小，用来衡量整流电路输出平滑程度.S= V Or / V O（AV)图2-2整流波形常用单相整流电路分类：1、半波整流（图2—3)图2-3半波整流(1）工作原理：u2 〉0 时：二极管导通,忽略二极管正向压降，u o=u2u2<0时：二极管截止, u o=0注：分析时，把二极管当作理想元件,即正向导通电阻为零，反向电阻穷无穷大.(2）输出电压平均值（Uo），输出电流平均值（Io ）(图2—4）图2—4波形图（3）二极管上的平均电流及承受的最高反向电压（图2-5）图2—5承受最高电压二极管上的平均电流：I D= I O承受的最高反向电压:Umax=2U22.全波整流（图2-6）图2—6全波整流（1)工作原理变压器副边中心抽头，感应出两个相等的电压U2当U2正半周时: D1导通,D2截止。
直流稳压电源的主要技术指标
直流稳压电源的主要技术指标一、概述直流稳压电源是一种将交流电转换为稳定的直流电输出的电子设备，广泛应用于各种电子设备、通信设备、实验室等领域。
主要技术指标是评估其性能和质量的重要标准。
二、输出电压范围直流稳压电源的输出电压范围是指其可提供的最小和最大输出电压值。
不同型号的直流稳压电源具有不同的输出范围，一般来说，其最小输出值应该在1V以下，最大输出值应该在几千伏以上。
用户需要根据实际需求选择适当型号。
三、输出功率直流稳压电源的输出功率是指其可以提供给负载器件的最大功率。
通常情况下，直流稳压电源越大，其提供给负载器件的功率就越高。
对于工业生产中常用的10W、30W、60W等型号来说，它们都具有较高的效率和可靠性。
四、精度和稳定性精度和稳定性是评价直流稳压电源性能优劣的重要参数之一。
精度指设备所提供输出值与实际值之间的差异程度，稳定性则是指设备输出值在一段时间内的波动情况。
一般来说，直流稳压电源的精度应该在0.1%以内，稳定性应该在0.01%以内。
五、纹波和噪声纹波和噪声是直流稳压电源输出电压中存在的一种波动和杂音。
纹波是指输出电压中存在的交流成分，而噪声则是指由于器件本身或其它原因引起的不同频率信号混合而成的杂音。
对于高精度要求的实验室等场合来说，要求纹波和噪声尽量小。
六、保护功能直流稳压电源具有多种保护功能，如过载保护、短路保护、过热保护等。
这些保护功能可以有效地防止设备损坏或者危险事件发生。
七、温度系数温度系数是指直流稳压电源输出值随着温度变化而发生的变化程度。
对于高精度要求的实验室等场合来说，要求温度系数尽量小。
八、工作环境直流稳压电源需要在一定的工作环境下使用，如温度、湿度等。
设备的工作环境应该符合其说明书中的规定，以确保其正常工作和长期可靠性。
九、可靠性直流稳压电源的可靠性是指设备在长时间使用过程中不发生故障或者损坏的能力。
对于工业生产和实验室等场合来说，要求直流稳压电源具有高可靠性。
十、外观和尺寸直流稳压电源的外观和尺寸对于用户来说也是一个重要考虑因素。
直流稳压电源综合设计
电子综合开发实践报告设计课题：电子综合设计专业班级：09电子信息工程学生学号：2009082355学生姓名：丁廷祥设计时间：2012年1月11日信息科学与技术学院2012年1月1连续可调直流稳压电源一、设计任务与要求主要技术指标要求：（1）输出电压可调：Uo=+3V～+9V（2）最大输出电流：Iomax=800mA（3）输出电压变化量：ΔUo≤15mV（4）稳压系数：SV≤0.003二、方案设计与论证1.直流稳压电源的基本原理框图直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。
一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下：其中，(1)电源变压器：是降压变压器，它的作用是将220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。
变压器的变比由变压器的副边确定，变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n，式中n是变压器的效率。
(2)整流电路：利用单向导电元件，将50HZ的正弦交流电变换成脉动的直流电。
电源变压器和整流电路(3)滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分滤除。
滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压U1。
常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。
(4)稳压电路:稳压管稳压电路其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。
2．设计方案：方案一: 采用7805三端稳压器电源：固定式三端稳压电源(7805)是由输出脚Vo,输入脚Vi和接地脚GND组成,它的稳压值为+5V,它属于CW78xx系列的稳压器,输入端接电容可以进一步的滤波,输出端也要接电容可以改善负载的瞬间影响,此电路的稳定性也比较好,只是采用的电容必须要漏电流要小的钽电容,如果采用电解电容,则电容量要比其它的数值要增加10倍,但是它不可以调整输出的直流电源;所以此方案不宜采用。
直流稳压电源的标准
直流稳压电源的标准深圳市森树强电子科技有限公司直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，反映直流稳压电源的固有特性，如输入电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围;另一类是质量指标，反映直流稳压电源的优劣包括稳定度、等效内阻(输出电阻)、纹波电压及温度系数等。
大部分电子设各的机内电源的功能都是通过单向导电性元器件将交流变换为直流，并用储能元器件组成的各种滤波电路滤除直流中的脉动成分，但这些功能仍不能满足一些电子设备对直流稳压电源的要求，主要原因有二：其一，当负载变化时，整流滤波的输出电压将要随之而变;其二，当市电电压变化(变化±10%)时，输出电压也要随之而变。
这样会对电子设备的工作造成不良影响，其影响有以下几方面：1、输入电压范围的影响。
当输入电压过高时，会使某些元器件所加电压过高或消耗功率过大而损坏，当输入电压过低时，又会使某些元器件性能下降，甚至不能工作。
2、电压不稳定的影响。
例如，示波器的电源必须稳定，以保证光点的偏转灵敏度、扫描时间等的准确;又如，数字电压表中要求内部有极精确的稳定电源，以保证电压/数字的转换精度。
3、电源内阻的影响。
例如，当电源的内阻较大，某一负载电流增大时，使电源电压降低从而影响另一负载设各的工作;又如，一台放大倍数很大的放大器，其某级(功率级)电流变化时影响到电源电压的变化，有可能影响到前级，形成了一个正反馈的路径从而造成自激振荡，无法正常工作。
4、电源噪声的影响。
例如，电源噪声对通信质量影响很大，在通话中出现交流声的干扰，防碍远距离通话的清晰度，又如，扩音机中哼声、电视机图像上的黑色横道、图像线条不直等，直接影响视听效果。
5、输出端过电压的影响。
例如，直流稳压电源输出电压超过集成电路额定电压的30%以上时，可能造成集成电路大量损坏。
6、短暂停电的影响。
例如，市话通信不能瞬时停电，否则全局通信中断，造成重大事故;又如，计算机等采用交流供电时，要采用交流不间断电源。
8.3 稳压电源的主要技术指标
技术指标是用来表示稳压电源性能的参数，主要有以下两种： 一、特性指标 表明稳压电源工作特性的参数。 例如：允许输入的电压，输出电压 衡量稳压电源性能优劣的参数。 1.稳压系数Sr 负载不变时，稳压电路输出电压相对变化量与输入电压 相对变化量之比。即 VO /V O
VO 45 103 KV 100% 0.38% VO 12
108103 VO KI 100% 0.9% VO 12
KV VO |负载不变
4.电流调整率K I 电网电压不变时，输出电流从零到最大值变化时，输出 电压的相对变化量。即
VO KI |电网电压不变 VO
一般常用稳压系数sr和输出电阻ro这两个主要指标。其 数值越小，电路稳压性能越好。
[例8.3.1] 图8.2.2稳压管稳压电路，设额定输出电 VO 12 V 10 % 压 ，当负载不变时，电网电压波动 ，其输 mV 出电压变化量 VO 45 ；若电网电压不变，负载电流由 108mV 零变到最大值，其输出电压变化量 VO 。求稳压电 KV KI 源的电压调整率 和电流调整率 。 解（1）电压调整率 （2）电流调整率
Sr VI / VI
它表明稳压电源克服电网电压变化的能力。 2.输出电阻ro 输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之 比。即 VO ro I O 它表明稳压电源克服负载电阻变化的能力。
3.电压调整率K V 额定负载不变时，电网电压变化10%，输出电压相对变 化量。即 VO
稳压电源重要参数
一、稳压电源的几个重要参数1、稳压电源的组成技术指标特性指标参数在电子电路小功率的稳压电源它由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。
直流稳压电源的技术指标特性指标：输入电压、输出电压、输出电流、输出电压范围其中稳压系数γ的定义是负载固定时输出电压的相对变化量与稳压电路的输入电压的相对变化量之比。
温度系数ST是反映温度变化对输出电压的影响；输出电阻RO反映负载电流变化对输出电压的影响；纹波电压是指稳压电路输出端交流分量的有效值，它表示输出电压的微小波动。
2、直流稳压电源直流稳压稳流电源是采用国际先进的“悬浮迭加式”技术研制而成。
线路由变压器降压、整流滤波、大功率三极管调整及基准取样放大等组成。
3、技术指标：（1）输入电压：AC220V±10%单相或AC380V±10%三相，50Hz±1Hz（2）输出电压：见下表（3）输出电流：如下表（4）电压调整率≤5×10-3+10mV（5）电流调整率≤5×10-3+15mA（6）周围与随机漂移VP-P≤10mV（7）指示：电压和电流表各一个，精度为2.5级或3位半数字电压表和电流表和电流表各一个，电压表精度±1%+2个字，电流表精度±2%+2个字。
（8）使用环境：0--40℃，相对湿度﹤90%。
4、交流稳压电源交流稳压电源采用国际上先进的正弦能量分配程式的电源调节技术，并结合高效宽带滤波网络综合设计而成。
代表了交流稳压技术的最新发展水平，其主电路由正弦能量分配器和大功率滤波器并联组成，当市电输入电压变化或负载电流变化时，正弦能量分配器以半个周期的正弦波电流形式，将能量按需要精确地输入到电感器，调整电感器的电感量，确保输出电压高精度稳定。
本系列电源具有稳压范围宽、精度高、响应速度快、能长期连续工作等优点，并能有效地抑制电网中各种噪声和尖峰干扰，是目前净化交流稳压电源产品中最受用户欢迎的优选机种之一。
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直流稳压电源电路
稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成，如图5一21所示。
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。
一、稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求
稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，如输出电压、输出电滤及电压调节范围；另一类是质量指标，反映一个稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。
·对稳压电源的性能，主要有以下四个万面的要求
1．稳定性好
当输入电压Usr（整流、滤波的输出电压）在规定范围内变动时，输出电压Usc 的变化应该很小一般要求。
由于输入电压变化而引起输出电压变化的程度，称为稳定度指标，常用稳压
系数S来表示：S的大小，反映一个稳
压电源克服输入电压变化的能力。
在同样的输入电压变化条件下，S越小，输出电压的变化越小，电源的稳定度越高。
通常S约为。
2.输出电阻小
负载变化时（从空载到满载），输出电压Usc ，应基本保持不变。
稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。
输出电阻（又叫等效内阻）用rn表示，它等于输出电压变化量和负载电流
变化量之比。
rn反映负载变动时，输出电压维持恒定的能力，rn越小，则Ifz变化时输出电压的变化也越小。
性能优良的稳压电源，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，会引起输出电压的漂移。
良好的稳压电源，应在环境温度变化时，有效地抑制输出电压的漂移，保持输出电压稳定，输出电压的漂移用
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50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。
经过稳压作用，可以使整流滤波后的纹波电压大大降低，降低的倍数反比于稳压系数S。
上节介绍的串联型稳压电路，用做一种简单的稳压电源，可以满足一般无线电爱好者的需要。
但是，这种电源还有许多“天生的”缺陷，要提高对性能的要求，就必须再做一些改进。
从以下四个右面对它的性能加以改善，便可做成一台有实用价值的稳压电源了。
这就是：增加放大环节，提高稳定性，使输出电压可调；用复合管做调整管，使输出电流增大；增加保护电路，使电源工作安全可靠。
二、带有放大环节的稳压电源
输出电压的变化量△Usc 是很微弱的，它对调整管的控制作用也很弱，因此稳压效果不够好，带有放大环节
的稳压电源，就是在电路中增加
一个直流放大器，把微弱的输出
电压变化量先加以放大,再去控
制调整管，从而提高对调整管的
控制作用，使稳压电源的稳定性
能得到改善。
图5-22 是带有放
大环节的稳压电源电路。
图中，BG1是调整管，BG2是比较放大管。
输出电田变化量△Usc 的一部分与基准电压Uw 比较，并经BG2放大后进到了BG1的基极。
Rc 是BG2的集电极电阻，又是BG1的上偏置电阻。
R1、R2是BG2的上、下偏置电阻，组成分压电路，把ΔUsc 的一部分作为输出电压的取样，送给BG2的基极，因此又叫取样电路 R2 上的电压Ub2：叫取样电压。
DW和R3组，成稳压电路，提供基准电压。
从电路路中可以看出，当输出电压Usc 下降的时候，通过R1 、R2组成的分压电路的作用，BG2的基极电位Ub2也下降了。
由于基准电压UW 使BG2的发射极电位保持不变，Ubc2 ：＝Ub2，一UW随之减小。
于是BG2集电极电流Ic：减小，Uc2增高，即BG1的基极电位Ub1增高，使Icl增加，管压降Uce1减小，从而导致输出电压Usc 保持基本稳定。
BG2的放大倍数越大，调整作用就越强，输出电压就越稳定。
如果输出电压Usc 增高时，同样道理，又会通过反馈作用使Usc 减小，保持输出电压基本不变。
下面谈谈各元件的选取原则。
前面已经提到，Rc是放大级的负载电阻，又相当于调整管的偏置电阻。
Rc大，放大倍数大，有利于提高稳压器指标，但Rc 过大会使BG2和调整管电流太小，限制了负载电流和调整范围。
通常Rc根据下列公式选取：
Usr min为整流输出的最小电压。
Ic2
可取1～3毫安。
稳压管DW的稳定电压Uw，选择范围比较宽，只要不使BG2饱和（即Uw比Usc 低2伏以下）均可。
Uw取得大，取样电压可大些，有利于提高稳压性能。
限流电阻R3通过的电流I3，应该等于DW的稳定电流，那应满足下
述关系：
输入电压Usr应大于输出电压Usc 3～8伏。
Usr过小，调整管容易饱和而起不到调整作用；Usr过大，则增加管子耗损，并浪费功率。
整流纹波小的，Usr 可取低些；纹波大的，Usr应取高些。
调整管BG1的β值要尽量大，为此可以使用复仓管。
调整管的功耗也要足够大，应满足下式要求：
Usr max为电网电压最高时的整流输出电压。
放大管BG2也要选用β值大的管子，以增强对调整管的控制作用，使输出的更稳定。
在Usc 较大的稳压电路中，还应注意BG2所能承受的反向电压，应
选取的晶体管。
分压电阻（R1＋R2）要适当小些，以提高电路性能。
通常取流过分压电阻的电流大于放大管基极电流的5-10倍。
分压比
决定于输出电压Usc 和参考电压Uw，
由下式决定：一般可先选定R1 或R2，再通过计算调整另外一只电阻器，分压比要选得大些，一般选0．5～0．8。
三、输出电压可调的稳压电源
从上面电路可以看到，输出电压与基准电压之间的关系，是由分压电路来“调配”的。
在基准电压一定的情况下，改变分压比，就可以在一定范围里改变输出电压。
在R1与R2之间加接一个电位器W（见图5- 23），便可以实现输出电压在一定范围内连续可调。
四、用复合管做调整管的稳压电源
在稳压电源中，负载电流Ifz要流过调整管，输出大电流的电源必须使用大功率的调整管，这就要求有足够大的电流供给调整管的基极，而比较放大电
路供不出所需要的大电流，另一方面，调整管需要有较高的电流放大倍数，才能有效地提高稳压性能，但是大功率管一般电流放大倍数都不高。
解决这些矛盾的办法，是给原有的调整管再配上一个或几个“助手”，组成复合管。
用复合管做调整管的稳压电源电
路如图5一24所示。
用复合管做调整
管时，BG2的反向电流
Iceo2将被放大，尤其
是采用大功率锗管
时，反向截止电流Icbo
比较大，并随温度增高
按指数增加，很容易造
成高温空载时稳压电源的失控，使输出电压Usc 增大。
误差信号ΔUsc 经放大加到BG2的级基极来减少Ic人，可能迫使BG2截止。
为了使调整管在不同温度下都工作在放大区，常在BG1的基极加电阻（R7）接到电源的正极（如图5一24）或负极。
在温度或负载变化不大或全用硅管时，可不加这个电阻。
R7的数值，可近似由下式决定：
五、带有保护电路的稳压电源。
在稳压电路中，要采取短路保护措
施，才能保证安全可靠地工作。
普通保
险丝熔断较慢，用加保险丝的办法达不
到保护作用，而必须加装保护电路。
保护电路的作用是保护碉整管在
电路短路、电流增大时不被烧毁。
其基
本方法是，当输出电流超过某一致值时，使调整管处于反向偏置状态，从而截止，自动切断电路电流。
保护电路的形式很多。
图5－25是二极管保护电路，由二极管D和检图5－25 二极管保护电路测电阻R0组成。
正常工作时，虽然二极管两端的电压上低下场，但二极管仍处于反向截止状态。
负载电流增大到一定数值时，电阻RO上的压陷ROIe 加大，使二极管导通。
由于UD＝Ube1＋RO Ie,而二极管的导通电压UD是一定的，则Ube1被迫减小，从而使Ie限制到一定值，达到保护调整管的
目的。
在使用时，二极管要选用UD 值大的。
图5－26是三极管保护电路。
由三极管BG2
和分压电阻R4、R5组成。
电路正常工作时，
通过R4与R5的压作用，使得BG2的基极电位
比发射极电位高，发射结承受反向电压。
于是
BG2处于截止状态（相当于开路），对稳压电
路没有影响。
当电路短路时，输出电压为零，BG2的发射极相当于接地，则BG2处于饱和导通状态（相当于短路），从而使调整管BG1基极和发射极近于短路，而处于截止状态，切断电路电流，从而达到保护目的。