半导体直流稳压电源

课题二半导体直流稳压电源

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、掌握直流稳压电路的调试及主要指标的测试方法。

二、设计要求和技术指标

设计要求

（1）设计一个能输出5V～12V连续可调的直流稳压电源，或±12V的直流稳压电源；

（2）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数，要求绘出原理图，并用Protel 99SE/DXP画出印制板图；

（3）在万能板或面包板上制作一台直流稳压电源；

（4）测量直流稳压电源的稳压系数；

（5）测量直流稳压电源的内阻；

（6）拟定测试方案和设计步骤；

（7）写出设计报告。

技术指标

要求电源输出电压为5V～12V连续可调或输出±12V的电压，输入电压为交流220V，最大输出电流为I L=500mA，稳压系数Sr≤5%，电网电压波动正负10%。

三、设计说明

设计电路框图如图2-1所示，

交流电源

直

流

输

出图2-1 电路框图

参考电路

1．整流+滤波电路可采用单相桥式整流滤波电路：

～

图2-2 单相桥式整流滤波电路2．稳压电路可采用固定式三端集成稳压器或可调式三端集成稳压器：

（1）固定式三端集成稳压器

常用的固定式三端集成稳压器又分为正压系列和负压系列2种。正压系列，如78 **系列，一般不需要外接元件即可工作，有时为改善性能也加少量元件。负压系列，如79**系列，与78**系列相比，除了输出电压极性、引脚定义不同外，其他特点都相同。78**系列和79**系列的典型电路如图2-3、2-4、2-5：

-U o

图2-3 输出正压电路

+

--o

图2-4 输出负压电路

图2-5 输出正、负压电路

（2）可调式三端集成稳压器

和固定式类似，可调式三端稳压器也可分为正压系列和负压系列2种。正压系列，如W317系列模块，能在输出电压为1.25V~37V 的范围内连续可调，外接元件只需一个固定电阻和一个电位计。典型电路如图2-6：

+-

-U o

图2-6 输出可调正压电路

输出电压 11.251P O R U R ⎛⎫

=+ ⎪⎝⎭

。

R 1一般取值为120Ω~240Ω，输出端的调整压差为稳压器的基准电压（典型值为1.25V ）。 负压系列，如W337，与正压系列的特点相同，只是输出电压极性和引脚定义有所区别。 3.稳压电源的性能指标及测试方法 稳压电源性能指标测试电路如图2-7：

L

图2-7 稳压电源性能指标测试电路

（1）稳压系数：在负载电流、环境温度不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化。 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10%的输出o V ∆，并将其中最大一个代入公式计算r S ，当负载不变时，/r o L L O S V V V V =∆∆。

（2）稳压电源内阻：输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值。 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O V ∆，/o o L r V I =∆∆ 。 4.稳压器输入电压的确定

为保证稳压器在电网电量低时仍处于稳压状态，要求

()max min i o i o U U U U ≥+-，

式中，()min i o U U -是稳压器的最小输入输出差值。按一般电源指标的要求，当输入交流电压220V 变化±10％，电源应稳定，所以稳压电路的最低输入电压()min max min /0.9i o i o U U U U ⎡⎤≈+-⎣⎦。

另一方面，为保证稳压器安全工作，要求

()min max i o i o U U U U ≤+-，

式中，()max i o U U -是稳压器允许的最大输入输出压差。 四、设计报告要求

1、选定设计方案；

2、拟出设计调试、步骤，画出电路，分析并计算主要元件参数值；

3、列出测试数据表格及元件清单；

4、指明设计电路中主要使用的元器件型号、内部原理框图、封装形式及生产厂家（国家、中英文全名和公司网址），说明各管角的功能。 五、设计总结与思考

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、总结直流稳压电源主要参数的测试方法。