直流稳压电源电路设计
浅谈直流稳压电源电路设计
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浅谈直流稳压电源电路设计随着科技的发展,信息时代的进步,电子产品的应用越来越广泛,电子产品应用的同时需要直流稳压电源对这些电子产品进行充电,因此直流稳压电源的发展乃至成熟是信息发展的必然趋势。
本文主要阐述了直流稳压电源的设计过程,论述了直流稳压电源的发展历史和现状,简述了电路实际设计过程,完成了直流稳压电源电路的设计工作,对其应用做了总结。
标签:直流稳压电源;电路设计;工作原理一、直流稳压电源的发展历史、现状和设计背景从二十世纪60年代中期到了90年代以来,以电子为核心的电源产业进入快速发展时期,数据通讯和电信行业的技术更新推动电源行业向智能化方向发展。
电源的控制方式经过模拟控制、模数混合控制向数字控制阶段转变。
数字控制的优点是标定更的量,芯片价格也比较低,相对模数混合控制其对电压电流的检测更精确,实现较高精度的较正和快速灵活的控制。
1919年之后,我国相对发达国家,在电源行业方面存在不足和差距。
电源产品的开发投入、生产规模、工艺水平、先进检测设备、智能化、可靠性和持续创新等方面都存在差距,很多先进的电源设备国内不能生产,主要依赖于进口。
2018年直流稳压电源现状分析报告看出,国内直流稳压电源行业正处于发展时期,并且不断发展成熟起来。
二、电路设计实验设备及器件所谓巧妇难为无米之炊,电路设计同样需要必要的实验设施和工具,而实验条件的好坏和选择工具的正确与否是设计的关键和前提。
下面具体阐释设计思路中所需要的实验条件、实验工具和必要的实验材料:1.电路所需实验设备、实验工具和仪表。
本次设计的完成需要在专业的电子试验台上进行,需要的实验仪器和实验工具如下:示波器、万用表、变压器(12v)、电烙铁、钳子和镊子等,另外需要若干焊锡和连接线。
2.电路所需元器件清单。
元器件清单如下:三、电路设计思路直流稳压电源又称为直流稳压器,其作用就是将交流电转化成相应用电器所需要的稳定电压的直流电。
其关键是输出直流电压的稳定性,所以设计电路的着眼点就是电路转化的稳定性。
直流开关稳压电源设计
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直流开关稳压电源设计一、设计背景及意义随着电子技术的飞速发展,各类电子设备对电源的需求日益增长。
直流开关稳压电源以其高效、稳定、体积小、重量轻等优点,在通信、计算机、家用电器等领域得到了广泛应用。
设计一款性能优越、可靠性高的直流开关稳压电源,对于提高电子设备的整体性能具有重要意义。
二、设计目标1. 输出电压范围:12V±1V;2. 输出电流:2A;3. 转换效率:≥85%;4. 工作温度范围:25℃~+85℃;5. 具有过压、过流、短路保护功能;6. 体积小,便于安装。
三、设计方案1. 电路拓扑选择本设计采用开关电源的主流拓扑——反激式变换器。
反激式变换器具有电路简单、体积小、效率高等优点,适用于中小功率电源设计。
2. 主控芯片选型选用ST公司的STM32F103系列微控制器作为主控芯片,该芯片具有高性能、低功耗、丰富的外设资源等特点,能够满足开关电源的设计需求。
3. 功率开关管选型功率开关管是开关电源的核心元件,本设计选用N沟道MOSFET作为功率开关管。
根据设计指标,选用IRF530N型号MOSFET,其导通电阻低,可降低开关损耗,提高转换效率。
4. 输出整流滤波电路设计输出整流滤波电路采用肖特基二极管和LC滤波电路。
肖特基二极管具有正向压降低、开关速度快的特点,适用于开关电源整流。
LC滤波电路能有效抑制输出电压纹波,提高输出电压稳定性。
5. 保护电路设计为实现过压、过流、短路保护功能,设计如下保护电路:(1)过压保护:在输出端设置一个电压比较器,当输出电压超过设定值时,触发保护动作,切断功率开关管的驱动信号。
(2)过流保护:在功率开关管源极串联一个取样电阻,实时监测电流值。
当电流超过设定值时,触发保护动作,切断功率开关管的驱动信号。
(3)短路保护:在输出端设置一个电流比较器,当输出电流超过设定值时,触发保护动作,切断功率开关管的驱动信号。
四、实验验证与优化1. 搭建实验平台,对设计的直流开关稳压电源进行测试,观察输出电压、电流、效率等参数是否符合设计要求。
3V直流稳压电源设计
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3v 直流稳压电源的设计摘要: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压的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。
一、稳压电源的原理图分析工频交流脉动直流直流负载(一)电路原理简图交流输入出 (二)电路结构原理图220V 交流电经过变压器降压输出。
交流电经过二极管的整流得到脉动直流,然后通过电容的滤波作用,得到平稳直流。
经过稳压电路,最后得到稳定的直流电压。
二、电路方案设计(一)电路原理图2.1整流电路工作原理:利用二极管的单向导电特性,用四个二级管组成整流桥。
(二)二极管的桥式整流由于二极管的单向导电特性,交流电在正半周期与负半周期的流向交替变化,而由此形成的两个电压叠加后形成一个连续的脉动直流电压。
整流效果如下图所示:(三)整流波形优点:桥式整流电路的绕组只有一组,绕制工艺简单,对整流管的要求也相对较低。
因此,选择相对较容易实现及成本较低的桥式整流电路来完成整流部分的电路。
2.2滤波电路工作原理:利用电容通交阻直,通高频阻低频的性质,将通过整流桥的平稳直流中的交流成分滤除,从而得到比较平滑的直流电压。
(四)电容滤波电路当脉动直流电压大于电容的电压时,电容充电,充电时间非常短;当脉动直流电压小于电容两端电压时,电容放电。
滤波后,电压平均值变大,脉动变小。
优点:电容滤波电路简单易行,输出电压高,C足够大时交流分量较小,但是不适合大电流负载场合。
2.3稳压电路工作原理:稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压和负载的变化而变化。
(五)稳压电路三、EWB调试(一)输入波形(二)整流波形(三)滤波波形(四)稳压波形四、制作元器件清单五、心得体会。
直流稳压电源设计方案.d
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直流稳压电源设计方案2篇【直流稳压电源设计方案(一)】随着电子设备的广泛应用,直流稳压电源的需求在不断增加。
直流稳压电源能够将交流电转换为稳定的直流电,并根据需要提供不同电压和电流的输出。
本篇将介绍直流稳压电源的设计方案以及其应用。
直流稳压电源的设计方案首先需要确定电源输出的电压和电流。
根据实际需求,我们选择了输出电压为12V,电流为3A的直流稳压电源。
为了确保输出电压的稳定性,我们选择采用稳压模块进行电压调节。
稳压模块是一种能够实现电压稳定输出的电子元件。
常见的稳压模块有线性稳压模块和开关稳压模块。
线性稳压模块成本低、实现简单,但效率较低;开关稳压模块效率高,但成本相对较高。
根据需求和经济性,我们选择了线性稳压模块。
接下来,我们需要选取适当的稳压模块以及其他所需的电子元件。
首先,选择一款符合要求的线性稳压模块。
通过对市面上的产品进行比较和测试,我们选择了一款额定输入电压为24V的线性稳压模块,该模块具有良好的稳定性和可靠性。
其次,我们还需要选择输入电压为24V的电源适配器,用于提供输入电源。
适配器的选取需要考虑电源输出电压的稳定性和适配器的质量可靠性。
我们选择了一款质量可靠、输入电压稳定的适配器。
除了稳压模块和电源适配器外,我们还需要选择其他电子元件,如滤波电容、电位器等。
这些元件的选择需要根据实际需求和设计要求来确定。
设计好电路原理图后,我们还需要进行模拟仿真和实际测试,以验证电路的稳定性和性能。
在模拟仿真中,我们可以通过电路仿真软件进行电路分析,并对电路进行优化。
在实际测试中,我们可以通过连接实际元件并进行电路调试来验证电路的性能。
最后,我们需要对电路进行封装和外壳设计,以保护电路和电子元件。
电路封装的设计需要考虑元件布局的合理性和电路的散热性能。
外壳设计则需要考虑美观性和产品的使用便捷性。
【直流稳压电源设计方案(二)】直流稳压电源广泛应用于各类电子设备和实验设备中,其设计方案多样化。
本篇将继续介绍直流稳压电源的设计方案以及其应用。
可调直流稳压电源设计
![可调直流稳压电源设计](https://img.taocdn.com/s3/m/1dba5f506d175f0e7cd184254b35eefdc8d31528.png)
可调直流稳压电源设计一、可调直流稳压电源设计原理1.变压器:变压器主要用于将交流电源转化为所需的低压直流电源。
变压器通过绝缘和耦合来改变交流电压的比例。
在设计变压器时,需要考虑到输出电流和输入电压的比例关系,以及变压器的容量和效率等因素。
2.整流电路:整流电路用于将交流电源转化为直流电源。
一般情况下,整流电路采用整流二极管桥的形式,将交流电源的正负半周分别导通,以获得经过正弦波滤波后的直流电压。
3.稳压电路:稳压电路用于调节输出直流电压的波动范围,确保电压的稳定性。
常见的稳压电路有线性稳压电路和开关稳压电路。
线性稳压电路通过调节电流流过稳流二极管或控制晶体管的导通状态来实现电压稳定。
开关稳压电路采用开关元件和反馈控制电路来实现电压的调节和稳定。
二、可调直流稳压电源设计步骤1.确定输出电压范围和电流要求:根据实际需求确定需要设计的可调直流稳压电源的输出电压范围和最大输出电流。
2.计算变压器参数:根据输出电压和电流的要求计算需要的变压器参数,包括变比、容量和效率等。
变压器的容量要能满足最大输出电流的需求,效率要尽可能高以减少功耗。
3.设计整流电路:根据变压器输出的交流电压设计整流电路。
一般情况下,采用整流二极管桥来实现整流,同时需要添加滤波电容来平滑输出直流电压。
4.设计稳压电路:根据输出电压的波动要求选择合适的稳压电路。
线性稳压电路成本较低,但功耗较大;开关稳压电路成本较高,但效率较高。
选择适当的稳压电路后根据所选方案进行具体电路设计。
5.进行实际电路布局和PCB设计:根据设计的稳压电路进行实际电路布局和PCB设计。
电路布局要合理,考虑到电子元件之间的距离、优化导线布局以减少杂散电磁干扰等。
6.进行电路测试和调试:完成电路布局和PCB设计后,进行电路测试和调试。
通过实际测试,验证设计的稳压电路的可开关稳定性和稳压性能。
7.验证电源性能:通过测试,对设计的可调直流稳压电源进行性能验证,包括输出电压的稳定性、负载能力、纹波等。
直流稳压电源的设计(包括原理、设计方法及调试步骤
![直流稳压电源的设计(包括原理、设计方法及调试步骤](https://img.taocdn.com/s3/m/f9cd03643d1ec5da50e2524de518964bcf84d2a8.png)
直流稳压电源的设计(包括原理、设计方法及调试步骤直流稳压电源的设计原理直流稳压电源是指将交流电源转化为恒定的直流输出,保证电压的稳定性和输出电流的稳定性。
在直流稳压电源中,使用稳压器将变化的输入电压稳定到稳定的输出电压,以保证外围电路的电压不受外界变化的干扰,从而对外围电路具有恒定的电压和电流稳定性。
设计方法1. 选择输出电压直流稳压电源设计开始之前,应该确定输出电压的数值。
在选定输出电压的同时,还要选择稳定输出电压的稳定器件。
2. 选择稳压芯片在选择稳压芯片时,需要考虑输出电流的大小,选择合适的稳压芯片进行设计。
通常选用的稳压芯片有 LM7805、LM7812等。
3. 选择主电源在选择主电源时,要选择合适的电源电压,以保证输出电压的稳定性。
如果主电源电压较大,则应该降压后进行使用。
4. 选择散热器在选择散热器时,要考虑到电路的输出功率大小及使用环境温度,选择合适的散热器,以便保证散热性能。
在直流稳压电源中,应该添加合适的滤波器,以保证电路的稳定性。
应选择合适的电容,以增加直流稳压电源的稳定性和抗干扰能力。
调试步骤1. 连接电路连接电路时,应先同主电源进行连接,再进行连接其它元件。
在连接稳压芯片时,应遵循芯片的引脚规格,正确连接稳压芯片的输入和输出电路。
2. 测试电压在对电路进行测试时,应得到正确的输出电压。
如果输出电压超出所规定的范围,则应调整散热器,增加电容,以保证输出电压的稳定性。
4. 调整短路保护在对电路进行调试时,应测试短路保护功能。
如果输出电路出现短路,应该通过调整短路保护,以保护电路免受损坏。
总结直流稳压电源可以保证外围电路的稳定性,对电路的功能发挥起到重要的作用。
在设计直流稳压电源时,应选择合适的稳压芯片、主电源、散热器和滤波器,并进行正确的连接和调试,保证电路的稳定性和输出电流的稳定性。
0~12V可调直流稳压电源设计
![0~12V可调直流稳压电源设计](https://img.taocdn.com/s3/m/c2d37ffd710abb68a98271fe910ef12d2af9a982.png)
0~12V可调直流稳压电源电路图适合电子爱好者制作的从0V起调的稳压电源的电路如图所示。
0~12V可调直流稳压电源电路电路工作原理:由电阻R4、R5组成的采样电路将输出电压Vo的一部分送入运算放大器IC1的反相端,它与由稳压管VZ3、电阻R2和电位器RP组成的基准电压(晶体管V1、稳压管VZ1、电阻R0、R1组成的恒流源为稳压管VZ3提供稳定的电流)相比较,将比较结果送至输出端,从而控制晶体管V3的导通电压。
如果电位偏低,使Vo减小,采样电路亦使晶体管V3的c-e结电压减小,从而使Vo升高,反之亦然。
如此起到了稳定输出电压的作用。
晶体管V4和电阻R7组成过电流保护电路。
当输出电流超过额定电流(本电源为1A)时,V4导通,使晶体管V2和V3截止,输出端无电压输出,防止了电源损坏。
当输出电压小于6V,电流较大且输入电压又很高时,晶体管V3极间压差较大,会引起V3调整管功耗过大,为此本电源特别设置了电压自动转换电路,它由运算放大器IC2与电阻R8、稳压管VZ4及继电器K等组成。
稳压管VZ4与电阻R8组成IC2运算放大器的基准电压,当输出电压低于6V时,IC2输出低电平,继电器K不吸合,触点K1-1、K1-2分别接至变压器8V绕组和6V绕组稳压管;当输出电压高于6V时,IC2输出高电平,K1吸合,K1-1、K1-2分别接至变压器16V绕组和12V稳压管上。
由上可知,在输出电压低时,输人电压也低;输出电压高时,输人电压也高,从而减小V3的功耗。
电阻R9和电容C4组成继电器节能电路,可减小C2的功耗。
元器件选择:电路中变压器T选用二次带中心抽头的16V、功率为20OW的变压器。
运算放大器选用LM324单源四运算放大器。
稳压管VZ1选用4V左右的,VZ2选甲8V,VZ3a和VZ3b分别选用6V和12V的,要求稳压值准确,VZ4选用5.5~5.8V的稳压管。
晶体管V1要求β大于150,V3选用大功率NPN晶体管,型号不限,制作中要加足够的散热片。
直流稳压电源电路实验报告
![直流稳压电源电路实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/09f3c5082f3f5727a5e9856a561252d381eb205b.png)
直流稳压电源电路实验报告实验目的本实验旨在设计和搭建一个直流稳压电源电路,实现对直流电压的稳定输出。
实验器材•电源变压器•整流电路(二极管、电容器)•电压稳压电路(稳压二极管、电位器)实验步骤步骤一:搭建整流电路1.使用电源变压器将交流电源转换为低电压交流电源。
2.将二极管连接到交流电源上,确保电流只能从正半周流过。
3.连接电容器以平滑输出电压。
将电容器的正极连接到二极管的正极上,负极连接到二极管的负极上。
步骤二:设计稳压电路1.在整流电路输出端连接稳压二极管。
稳压二极管是一种特殊二极管,其具有稳定电压的特性。
2.通过调节电位器来改变稳压二极管的工作状态,从而实现输出电压的调节。
步骤三:测试和调试1.打开交流电源开关,确保电压稳定。
2.使用万用表测量输出电压,记录下数值。
3.调节电位器,观察输出电压的变化。
4.根据实际需求,调整电位器,使输出电压达到预期稳定值。
实验结果经过多次测试和调试,我们成功搭建了一个直流稳压电源电路,并实现了对输出电压的稳定控制。
通过调节电位器,我们可以在一定范围内改变输出电压,满足不同电器设备的需求。
实验总结本实验通过搭建直流稳压电源电路,使我们对电源输出电压有了更好的控制能力。
稳压电路的设计和调试过程需要耐心和细致,但也是非常重要的,因为一个稳定的电源对于许多电子设备的正常运行至关重要。
在实验过程中,我们了解到了整流电路和稳压电路的基本原理,并学会了如何调节电位器以实现输出电压的稳定控制。
同时,我们也意识到了电源的稳定性对电子设备的重要性,以及在实际应用中需要注意的问题。
总之,本实验的目标已经实现,我们通过实践获得了关于直流稳压电源电路的宝贵经验,并且进一步提高了我们的实验能力和理论知识。
简单直流稳压电源设计实验报告
![简单直流稳压电源设计实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/f4ad2e8209a1284ac850ad02de80d4d8d15a0191.png)
简单直流稳压电源设计实验报告目录一、实验目的二、实验原理三、实验器材四、实验步骤五、实验结果分析六、实验结论七、实验感想一、实验目的本实验的主要目的是通过自行设计并搭建简单的直流稳压电源电路,实现对直流电压的稳定输出。
通过实验实际操作,加深对稳压电源原理的理解,培养学生动手能力和实践操作能力。
二、实验原理直流稳压电源是将不稳定的直流电压(如电池、整流器等输出的电压)通过稳压电路的处理,转换为稳定的输出电压。
经过稳压电路处理后的输出电压可以保持在一定的范围内不变,不受输入电压波动的影响。
稳压电源的主要原理是通过负反馈电路来调节输出电压,使其保持在设定值。
常见的稳压电路有三种:电阻稳压、二极管稳压和集成电路稳压。
在本实验中,我们将采用二极管稳压电源电路进行设计和实验。
三、实验器材1. 直流电源:用于提供实验电压源。
2. 电阻、二极管、电容:用于搭建稳压电源电路。
3. 示波器、万用表:用于测量电路的输入输出波形和电压值。
四、实验步骤1. 检查实验器材是否齐全并连接好各部分。
2. 根据设计要求,选择适当的电阻、二极管和电容进行搭建稳压电源电路。
3. 通过万用表测量搭建好的稳压电源电路的输入输出电压,并通过示波器观察电压波形。
4. 对输入电压进行调节,观察输出电压是否稳定。
5. 记录实验数据,并进行分析。
五、实验结果分析经过实验操作和数据记录,我们得到了如下结果:1. 搭建好的稳压电源电路可以稳定输出设计要求的电压。
2. 经过调节输入电压,输出电压基本保持不变,证明了稳压电源的稳定性。
3. 通过示波器观察,电路的输入输出波形符合稳压电源的特性,没有明显的波动和噪声。
六、实验结论通过本次实验,我们成功设计并搭建了简单的直流稳压电源电路,并验证了其稳定输出的功能。
实验结果符合稳压电源的设计要求,证明了电路的稳定性和可靠性。
七、实验感想通过本次实验,我们深刻理解了稳压电源的原理和设计方法,学会了如何利用电阻、二极管和电容搭建稳压电源电路,并通过实际操作获得了丰富的实验经验。
直流稳压电源设计
![直流稳压电源设计](https://img.taocdn.com/s3/m/7593682c376baf1ffc4fad71.png)
直流稳压电源设计一、设计任务设计一直流稳压电源并进行仿真。
二、设计要求基本性能指标:(A1)输出直流电压+5V,负载电流200mA。
(B1) +3V~ +9V,连续可调;(B2) I Omax=200mA;(B3) 稳压系数S r≤5×10-3;(B4) △U O≤5mV。
扩展性能指标:扩展直流稳压电源的输出电流使10mA≤I O≤1.5A。
三、设计方案直流稳压电源设计框图和直流稳压电源基本电路分别如图1和图2所示:图1 直流稳压电源框图图2 直流稳压电源基本电路主要原理是:电源变压器将交流电网220V的电压降压为所需的交流电压,然后通过整流电路将交流电压变成单极性电压,再通过滤波电路加以滤除,得到平滑的直流电压。
但这样的电压还随电网电压波动(一般有±10%左右的波动)、负载和温度的变化而变化。
因而在整流、滤波电路之后,还需接稳压电路。
稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时,维持输出直流电压稳定。
一般情况下,选用降压的电源变压器。
整流电路主要有半波整流电路、桥式整流电路和全波整流电路,一般情况下多用桥式整流电路,桥式整流输出脉动电压平均值为:22220112220902O o U u t d t U td t U U |()|sin .ππωωωπππ===≈⎰⎰通过每只二极管的平均电流为:20452O O L LU U I R R .=≈每只二极管承受的最大反向电压为:22RM U U =滤波电路亦可分为电容滤波、电感滤波、Π型滤波等多种滤波电路,而在小功率电源电路设计中多用电容滤波电路。
当在接上滤波电容后,U O 会明显增大,其大小与时间常数R L C 有关,通常情况下,R L C =(3~5)T/2(T 为电网电压周期)。
稳压电路有二极管稳压电路、串联型稳压电路和集成稳压电路等,可根据具体要求选择合适的电路形式(具体原理可查阅相关资料)。
稳压电源的性能指标:最大输出电流I Omax :电源的输出电压U O 应不随负载电流I OL 而变化,随着负载R L 阻值的减少,I OL 增大,U O 减小,当U O 的值下降5%时,此时流经负载的电流定义为I Omax (记下I Omax 后迅速增大R L ,以减小稳压电源的功耗)。
直流稳压电源电路仿真设计实验报告
![直流稳压电源电路仿真设计实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/b816d1380622192e453610661ed9ad51f01d5471.png)
直流稳压电源电路仿真设计实验报告
实验报告
姓名:实验名称:直流稳压电源电路仿真设计一、实验目的:
1、重新认识认知直流稳压电源的形成
2、理解分析直流稳压电源各组成模块的功能
3、掌握单项桥式整流、电容滤波电路的特性。
4、掌握电源电路的仿真设计与分析方法。
二、实验内容:
1、直流稳压电源的基本组成
2、采用仿真软件绘制直流稳压电源电路,展开电路仿真测试(1)整流电路参数及波形测量:
(2)滤波电路参数测量
(3)稳压电路参数的测量
三、实验步骤:
1、在仿真软件上画出来以上电路图;
2、开始仿真并将测试数据及波形图填在以上表格中
四、实验结果及分析:
1.整流滤波电路的输出电压与滤波电容和负载电阻的乘积τ(即放电时间常数
τ=rc)有关,τ越大整流滤波的输入电压越大,同时,τ越大纹波电压越大。
2.根据稳压系数的定义s
[(15.309)8.037]s1
(15.309)
[(15.285)7.956]
(15.285)
[(20.22) 3.75]
(20.22)
[(19.739) 3.8]
(19.739)
(0.3790.027)(0.6780.028)
s20.994
根据排序稳压电路的稳压系数s与电网输出电压有关,电网电压越高稳压系数越大。
3.根据以上实验数据,如果输入纹波过小,可能将的原因就是二极管开路或滤波电容开路。
如果滤波电路工作正常,而没输入电压,可能将的原因就是调节器电阻r90开路或三极管存有一个断路。
4.在误差允许的范围内测试结果是正确的,即结论是正确的。
模拟电路设计正负15V直流稳压电源
![模拟电路设计正负15V直流稳压电源](https://img.taocdn.com/s3/m/80f12a7966ec102de2bd960590c69ec3d5bbdba8.png)
模拟电路设计正负15V直流稳压电源正负15V直流稳压电源是电子设备中常用的电源之一、通过稳压电路,我们可以将输入电压恒定地调整为正负15V的输出电压,以供其他电子元件工作。
一、正负15V稳压电源的基本原理及组成正负15V稳压电源主要由输入变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和输出电路等组成。
其中,输入变压器将交流电转换为所需的直流电压;整流电路将交流电转换为脉动的直流电;滤波电路将脉动的直流电转换为平滑的直流电;稳压电路将平滑的直流电转换为稳定的直流电。
二、正负15V稳压电源的详细设计步骤1.选择适当的输入变压器,并计算所需的输出电流和输入电流,以确定输入变压器的额定参数。
2.设计整流电路,常用的整流电路有全波整流电路和桥式整流电路。
这里我们选择桥式整流电路。
桥式整流电路能够将交流电的全部正半波和负半波提供给滤波电路,减小输出的脉动电压。
根据输出电流和输入电压计算所需整流电路的额定参数。
3.设计滤波电路,常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波和LC滤波等。
在正负15V稳压电源中,我们选择使用电容滤波电路。
电容滤波电路能够将脉动的直流电通过电容的充电和放电作用转换为平滑的直流电。
根据输出电流和输出电压计算所需滤波电路的额定参数。
4.设计稳压电路,稳压电路主要通过负反馈原理和稳压元件(如稳压二极管等)来实现对输出电压的调节和稳定。
选择适当的稳压元件,并根据输出电压计算所需稳压电路的额定参数。
5.设计输出电路,输出电路是将稳定的直流电转换为适合其他电子元件工作的电压和电流。
根据需要设计适当的输出电路。
三、正负15V稳压电源设计的注意事项1.在选择变压器时,要考虑到输入电压范围、输出电流和工作温度等因素。
2.整流电路的选择要根据输出电流和电压脉动等因素进行合理选择。
3.在滤波电路中,要根据输出电流确定合适的电容值,以达到较低的输出脉动电压。
4.稳压电路的设计要根据输出电压和电流进行选择,以保证输出电压的稳定性。
直流稳压电源设计实验报告
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直流稳压电源设计实验报告直流稳压电源设计实验报告引言:直流稳压电源是电子设备中常用的一种电源,其作用是将交流电转换为稳定的直流电供给电子设备使用。
本实验旨在设计并制作一台直流稳压电源,通过实验验证其稳压性能和可靠性。
一、实验目的本实验的主要目的是设计并制作一台具有稳压功能的直流电源,通过实验验证其稳压性能和可靠性。
二、实验原理直流稳压电源的设计原理是通过稳压电路对输入电压进行调节,使输出电压保持在设定的稳定值。
常见的稳压电路有线性稳压电路和开关稳压电路。
其中,线性稳压电路通过调整电阻和晶体管的工作状态来实现稳压功能;开关稳压电路则通过开关管的开关动作来控制输出电压。
三、实验步骤1. 收集所需材料和器件,包括变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等。
2. 按照设计要求,选择合适的变压器并进行连接。
3. 设计并搭建整流电路,将交流电转换为直流电。
4. 设计并搭建滤波电路,对整流后的直流电进行滤波处理。
5. 设计并搭建稳压电路,控制输出电压的稳定性。
6. 进行电路连接和焊接,确保电路的正常工作。
7. 对设计的直流稳压电源进行实验测试,记录输出电压的稳定性和波动情况。
8. 对实验结果进行分析和总结,评估设计的直流稳压电源的性能和可靠性。
四、实验结果与分析经过实验测试,设计的直流稳压电源在输入电压波动范围内,输出电压保持了较好的稳定性。
在不同负载情况下,输出电压变化较小,满足了稳压电源的设计要求。
但在高负载情况下,输出电压稍有波动,需要进一步优化电路设计以提高稳定性。
五、实验总结通过本次实验,我深入了解了直流稳压电源的设计原理和实验操作。
在实验过程中,我遇到了一些问题,例如电路连接不牢固、元器件选型不合适等,但通过不断调试和改进,最终成功完成了实验。
通过实验,我不仅学到了理论知识,还提高了动手实践的能力。
六、实验改进和展望在今后的实验中,我将进一步改进电路设计,优化稳压电路的性能。
同时,我还将进一步研究开关稳压电路的设计原理和实验操作,以扩展自己的知识面。
直流稳压电源电路设计
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题目 直流稳压电源电路设计一、设计任务与要求1.用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源(±12V ); 2.输出可调直流电压,范围1.5∽15V ;3.输出电流I O m ≥1500mA ;(要有电流扩展功能) 4. 稳压系数Sr ≤0.05;具有过流保护功能。
二、方案设计与论证稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成,如下图1所示,其整流与稳压过程的电压输出波形如图2所示。
图1 稳压电源的组成框图图2 整流与稳压过程波形图电网供电电压交流220V(有效值)50Hz ,要获得低压直流输出,首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
降压后的交流电压,通过整电网电压U1电源 变压器U2整流电路U3滤波电路Ui稳压电路Uo负载RL流电路变成单向直流电,但其幅度变化大(即脉动大)。
脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑,脉动小的直流电,即将交流成份滤掉,保留其直流成份。
滤波后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出,供给负载RL 。
方案一、单相半波整流电路半波单相整流电路简单,电路及其电压输出波形分别如图3、图4所示,使用元件少,它只对交流电的一半波形整流,其输出波形只利用了交流电的一半波形则整流效率不高,且输出波形脉动大,其值为22/2 1.5722/U S U ππ==≈;直流成分小;o U =22U π≈0.452U ,变压器利用率低。
图3 单相半波整流电路 图4 单相半波整流电路电压输出波形方案二、单相全波整流电路使用的整流器件是半波电路的两倍,整流电压脉动较小,是半波的一半,无滤波电路时的输出电压o U =0.92U ,变压器的利用率比半波电路的高,整流器件所承受的反向电压要求较高。
方案三、单相桥式整流电路单相桥式整流电路使用的整流器件较多,但其实现了全波整流电路,它将u2的负半周也利用起来,所以在变压器副边电压有效值相同的情况下,输出电压的平均值是半波整流电路的两倍,且如果负载也相同的情况下,输出电流的平均值也是半波整流电路的两倍,且其与半波整流电路相比,在相同的变压器副边电压下,对二极管的参数要求一样,还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点。
5V12V直流稳压电源的设计
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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
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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。
可调的直流稳压电源电路设计
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可调的直流稳压电源电路设计课题名称直流稳压电源所在院系班级学号姓名指导老师时间目录一、摘要 (3)二、设计要求 (3)三、元件及其介绍 (4)四、设计原理及参数计算 (4)(1)电源变压器 (4)(2)整流电路 (5)(3)滤波电路 (5)五、直流稳压电源的工作原理 (6)六、可调式三端稳压器的引脚图及其典型应用电路6(1)设计电路图 (6)(2)仿真 (7)七、设计结论心得体会 (8)八、附表附录 (9)摘 要电源是电子设备中的一个重要组成部分, 其性能的优劣直接影响着设备的工作质量, 随着技术的不断革新, 电源技术发生了巨大变化。
随着科技的发展,直流稳压电源的工作频率有原来的几十千赫发展到现在的几百千,但是和西方的发达国家还是有一定的差距;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、建模分析等等方面技术领先;因此,直流稳压电源的研制及应用在此方面与之也从在很大的差距。
本次设计的题目为串联型连续可调直流稳压负电源:先是家用电源经过变压器得到一个大约(15~30V )的电压U1,然后U1经过一个桥堆进行整流,再采用可调阻值的滑动变阻器进行分压,在桥堆的输出端加一电容C 进行滤波,滤波后再通过LM317(具体参数参照手册)输出一个负电压,在LM317的输出端加一个电阻R1,调整端加一个电位器RW ,这样输出的电压就可以在某一范围内可调。
因为电源的设计中要求输出电流可以扩展,在LM317的输出端加一个晶体管。
这样输出的电压就可以在0~9.9V 范围内可调。
经过一系列的分析、准备、设计、调试…除了在布局和无焊接方面之外,设计的电路基本符合设计要求。
关键词: 开关电源; 稳压电源;可调 直流稳压电源设计要求输入(AC ):U=220V ,f=50HZ ;输出直流电压0~9.9v输出电流Imax=100mA;(有电流扩展功能)负载电流mA I 800具有过流保护功能。
系统框图元件及其介绍[1] 变压器:型号TS POWER 10 TO 1变压器的最基本型式,包括两组绕有导线之线圈,并且彼此以电感方式称合一起。
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模拟电子技术课程设计报告题目名称:直流稳压电源电路设计姓名:学号:班级:指导教师:成绩:目录1课程设计任务和要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2 2方案设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2 3单元电路设计与参数计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4 4总原理图及元器件清单⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 9 5安装与调试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 11 6性能测试与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 12 7结论与心得⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 14 8参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 14课程设计题目:直流稳压电源电路设计一、课程设计任务和要求:1)用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源(±12V)。
2)输出可调直流电压,范围:1.5∽15V;3)输出电流:IOm≥1500mA;(要有电流扩展功能)4)稳压系数Sr≤0.05;具有过流保护功能。
二、方案设计:稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成,如下图1所示,其整流与稳压过程的电压输出波形如图2所示。
图1稳压电源的组成框图图二整流与稳压过程波形图电网供电电压交流220V(有效值)50Hz,要获得低压直流输出,首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
降压后的交流电压,通过整流电路变成单向直流电,但其幅度变化大(即脉动大)。
脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑,脉动小的直流电,即将交流成份滤掉,保留其直流成份。
滤波后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出,供给负载RL。
方案一、单相半波整流电路半波单相整流电路简单,电路及其电压输出波形分别如图3、图4所示,使用元件少,它只对交流电的一半波形整流,其输出波形只利用了交流电的一半波形则整流效率不高,且输出波形脉动大,其值为:S=U2√2⁄√2 Uπ=π2≈1.57,直流成分小,U0= √2U2π≈0.45U2,变压器利用率低。
图3 单相半波整流电路图 4 单相半波整流电路电压输出波形图方案二、单相全波整流电路使用的整流器件是半波电路的两倍,整流电压脉动较小,是半波的一半,无滤波电路时的输出电压U0=0.9U2,变压器的利用率比半波电路的高,整流器件所承受的反向电压要求较高。
方案三、单相桥式整流电路单相桥式整流电路使用的整流器件较多,但其实现了全波整流电路,它将U2的负半周也利用起来,所以在变压器副边电压有效值相同的情况下,输出电压的平均值是半波整流电路的两倍,且如果负载也相同的情况下,输出电流的平均值也是半波整流电路的两倍,且其与半波整流电路相比,在相同的变压器副边电压下,对二极管的参数要求一样,还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点。
所以综合三种方案的优缺点决定用方案三。
三、单元电路设计与参数计算整流电路采用单相桥式整流电路,电路如图5所示,图 5 单相桥式整流电路当U2>0时,电流由+流出,经D1、R L、D2流入-,即D1、D2导通,D3、D4截止;当U2<0时,电流由-流出,经D3、R L、D4流入+,即D3、D4导通,D1、D2截止。
电路的输出波形如图6所示。
图6 单相桥式整流电路输出波形在桥式整流电路中,每个二极管都只在半个周期内导电,所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半,即:I f = 12I01电路中的每只二极管承受的最大反向电压为2U2(U2是变压器副边电压有效值)。
在设计中,常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点,将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联,以达到使输出波形基本平滑的目的。
选择电容滤波电路后,直流输出电压:U01=(1.1~1.2)U2,直流输出电流:I01=I2(1.5~2)(I2是变压器副边电流的有效值),稳压电路可选集成三端稳压器电路。
±12V直流稳压电源电路总体原理电路图如图7所示,可调式直流稳压电源电路总体原理电路图如图8所示,电流扩展直流稳压电源电路总体原理电路图如图9所示:图7 12V直流稳压电源图8 可调式直流稳压电图 9 电流可拓展直流稳压电源电路1.选集成稳压器,确定电路形式(1)、在±12V直流稳压电源电路实验中的稳压电路,采用固定式三端稳压器,主要使用了集成块78系列及79系列。
78××系列输出为正电压,输出电流可达1A,如7812的输出电流为5mA~1A,它的输出电压为12V。
和78××系列对应的有79××系列,它输出为负电压,如7912表示输出电压为–12V和输出电流为5mA~1A。
故称之为三端式稳压器。
典型应用电路图如图10所示。
图10应用电路图(2)、在可调式直流稳压电源电路中要求输出电压可调,所以选可调式三端稳压器LM317,其特性参数=3V,最大输入、输出压差(V i−V0=+1.2V~+37V,I0max=1.5A,最小输入、输出压差(V i−V0)minV0)=40V,能满足设计要求,故选用LM317组成的稳压电路。
稳压器内部含有过流、过热保护电路,max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的可调电压稳压电源。
电路系列的引脚功能相同,典型电路如图12所示.。
R1与R P1组成电压输⁄)式中1.25是集成稳压块输出端与调整端之间的固有参考电压出调节电路,输出电压V0≈1.25(1+R P1R1VREF,此电压加于给定电阻R1两端,将产生一个恒定电流通过输出电压调节电位器R P1,电阻R1常取值120~240Ω,取R1=240Ω,则R P1min=48Ω,R P1max=2.64kΩ,故取R P1为5kΩ的精密线绕可调电位器,与其并联的电容器C 可进一步减小输出电压的纹波。
图中加入了二极管D ,用于防止输出端短路时10μF 大电容放电倒灌入三端稳压器而被损坏。
图12(3)、在电流扩展中用大功率三极管TIP41C 和LM7812稳压器,TIP41C 三极管为NPN 管,主要参数为:最大工作电压100V ,最大工作电流6A ,最大耗散功率65W 。
设三端稳压器的最大输出电流为I 0max ,则晶体管的最大基极电流I Bmax =I 0max -I R ,因而负载电流的最大值为I Lmax =(1+β)(I 0max -I R ),故其负载采用大功率的电阻,取R L =3.9Ω,为10W 的电阻。
图中二极管用于消除U BE 对输出电压的影响。
2.选择电源变压器电源变压器的作用是将电网220V 的交流电压U 1变换成整流滤波电路所需要的交流电压U 2,通常根据变压器副边输出的功率P 2来选用变压器。
变压器副边与原边的功率比为:P1P 2=η,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。
功率P 2V A ⁄ <1010~30 30~80 80~200 功率η0.6 0.7 0.8 0.85 由LM317输入电压与输出电压最小压差:(V i −V 0)min =3V ,最大压差为:(V i −V 0)max =40V,可得到LM317的输入电压范围为:V 0max +(V i −V 0)min ≤V i ≤V 0min +(V i −V 0)max15V+3V ≤V i ≤1.5V+40V18V ≤V i ≤41.5V副边电压V 2≥V imin 1.1⁄=181.1⁄V ,取V 2=17V ,副边电流I 2>I 0max ≥1.5A ,取I 2=1A,通过电流扩展可达到I 2≥1.5A ,则变压器副边输出功率P 2≥I 2V 2=25.5W 。
由表1可得到变压器的效率η=0.7,则原边输入功率P 1≥P 2η⁄=36.43W 。
为留有余地,选功率为50W 的电源变压器。
3.选整流二极管及滤波电容(1)、在±12V直流稳压电源电路设计中整流二极管D选1N4007即可,其极限参数为V RM≥1000V,I F=1A,满足V RM>√2V2。
滤波电容容量较大,一般采用电解电容器,选用3300μF/50V即可。
电容滤波电路利用电容的充放电作用,使输出电压趋于平滑。
(2)、在可调式直流稳压电源电路及电流扩展直流稳压电源电路中整流二极管D选1N4007,其极限参数为V RM≥1000V,I F=1A。
满足V RM>√2V2,I F=I0max的条件。
滤波电容C可由纹波电压和稳压系数来确定,滤波电路的电路图如图14(a)所示,其输出电压波形如图14(b)、(c)所示,将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。
已知,V0=15V,V i=18V,取∆V0P−P=9mV, S r=0.005<0.05,符合要求,则稳压器的输入电压的变化量:∆V i=∆V0P−P V iV0·S r=2.2V滤波电容: C=I·t∆V i=I0max t∆V i=3636μ电容的耐压应大于√2V2=24V。
故取2只3300μF/50V的电容相并联。
(a)(b)(c)图14 滤波电路及其输出波形四、总原理图及元器件清单1.可调式直流稳压电源总原理图如图15所示,±12V直流稳压电源总原理图如图16所示,电流扩展直流稳压电源电路总原理图如图17所示:图15 可调式直流稳压电源总原理图图16 ±12V直流稳压电源总原理图图17 电流可拓展直流稳压电源电路2.元件清单:五、安装与调试因以上各电路非常相似,很接近,只是在小范围有点差别,所以在安装和调试时是类似的,安装调试如下:1. 首先在变压器的原边接入保险丝FU,以防电路短路损坏变压器或其他元器件,其额定电流要略大于I0max,选FU的熔断电流为1A,各元器件按理论电路图正确焊接,注意布局紧密,不出现虚焊或漏焊。
2. 先选好适当大小的电路板,再合理布局。
3. 安装时先安装较小的元器件,先安装集成稳压电路,再安装整流电路,最后安装滤波电路,有三极管时因三极管对温度很敏感,所以要最后安装,但在安装的过程中要特别注意电容、二极管和三极管TIP41C的极性,并且要注意LM 7812 、LM 7912和LM317管脚的接法。
注意安装要一级测试一级,检查电路安装无误后,再连接安装变压器。
4.接通电源后,静置一会待电路稳定后没出现任何故障(如芯片被烧等)再进行测量,若出现类似状况应立即断开直流电源,检查问题所在并及时排除故障再进行测量。
用万用表分别测量变压器原、副边线圈的输出电压,滤波后的输出电压,7812,7912的输入和输出电压。
对于稳压电路则主要测试集成稳压器是否能正常工作。