直流稳压源设计
直流稳压电源的设计(包括原理、设计方法和调试步骤)
.实验九 直流稳压电源的设计一．实验目的1．学习小功率直流稳压电源的设计和调试方法。
2．掌握小功率直流稳压电源有关参数的测试方法。
二．预习要求1．根据直流稳压电源的技术指标要求，按照教材中介绍的方法，设计出满足技术指标要求的稳压电源。
根据设计和计算的结果，写出设计报告。
2．制定出实验方案，选择实验用的仪器设备，三．实验原理@小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图1所示。
+ 电 源 + 整 流 + 滤波 + 稳 压 +u 1 u 2 u 3 u I U 0_ 变压器 _ 电 路 _ 电 路 _ 电 路 _（a ）稳压电源的组成框图u u 2 u 3 u I U 0t 电源变压器的作用是将来自电网的220V 交流电压u 1变换为整流电路所需要的交流电压u 2。
电源变压器的效率为：12P P =η 其中：2P 是变压器副边的功率，1P 是变压器原边的功率。
一般小型变压器的效率如表1所示：因此，当算出了副边功率2P 后，就可以根据上表算出原边功率1P 。
2．整流和滤波电路在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路，整流电路的作用是将交流电压u 2变换成脉动的直流电压u 3。
滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压u 3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压U I 。
U I 和交流电压u 2的有效值U 2的关系为：2)2.1~1.1(U U I =在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为：22U U RM =流过每只二极管的平均电流为：·R U I I R D 245.02==其中：R 为整流滤波电路的负载电阻，它为电容C 提供放电通路，放电时间常数RC 应满足：2)5~3(T RC > 其中：T = 20ms 是50Hz 交流电压的周期。
3．稳压电路由于输入电压u 1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压U I 会随着变化。
直流稳压电源课程设计报告
《直流稳压电源课程设计报告》一.课程设计目的（1）掌握直流稳压电源的组成及原理（2)掌握三端可调稳压器的使用方法（3)了解直流稳压电源主要参数二.课程设计题目描述和要求(1)稳压电源输出电压在6-18V之间连续可调，最大输出电流为Io max=1.0A(2)稳压系数S u≤0.03%(3)输出电阻R o≤0.1(4）纹波电压U orm≤5mV三.课程设计报告内容㈠直流稳压电源的组成直流稳压电源通常由电源电压、整流电路、滤波器和稳压电路等部分组成，其原理框图如图1.3.1所示㈡直流稳压电源的各部分作用1.电源变压器：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u2。
变压器副边与原边的功率比为：P2/P1=η式中：η为变压器的效率。
2整流电路：将交流电压变换为单向脉动直流电压。
整流是利用二极管的单向导电性实现的。
常用的整流电路有半波整流电路和桥式整流电路等。
其电路图如图1.3.2所示。
在稳压电路中一般用4个二极管组成桥式整流电路，此时Ｕ1与交流电压u2的有效值Ｕ2的关系为：Ｕ1=（1.1～1.2）Ｕ2在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为：Ｕrm=√2Ｕ2流过每只二极管的平均电流为：I D=0.45Ｕ2/R L桥式整流电路与半波整流电路相比较，其输出电压Ｕ提高，脉动成分减少了，所以在此选用桥式整流电路。
3滤波电路：将脉动直流电压中交流分量滤去，形成平滑的直流电压。
滤波电路可分为电容、电感和π型滤波电路。
其电路图如下1.3.3所示。
图中R为负载电阻，它为电容C提供放电通路，放电时间常数RC应满足：RC>（3～5)T/2；式中T（=20msm）为50HZ交流电压周期。
一般小功率整流滤波电路通常采用桥式整流、电容滤波电路。
4.稳压电路：其作用是当交流电网电压波动或负载变化时，保证输出直流电压的稳定。
简单的稳压电路可采用稳压管来实现，在稳压性能要求较高的场合，可采用串联反馈式稳压电路（包括基准电压、取样电路、放大电路和调整管部分）。
直流稳压电源的设计
直流稳压电源一、设计的目的及任务1.1设计任务与要求1．掌握电子系统的一般设计方法2．培养综合应用所学知识来指导实践的能力3．掌握常用元器件的识别和测试4．熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法1.2方案设计与论证设计稳压直流电源1.3课程设计的要求及技术指标1.设计、组装、调试直流稳压电源2．输出电压3．电压范围0~9V可调，输出电流1A以内，有短路过流保护二、直流稳压电源总方案及原理框图2.1电路设计原理框图直流稳压电源原理框图2.2电路设计方案设计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，它需要经过变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。
四个环节的工作原理如下：1.电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。
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。
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加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压各滤波电容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。
4.稳压电路：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。
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。
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。
其典型电路如下图，其中电阻R1与电位器R2组成输出电压调节器，输出电压Uo的表达式为：Uo＝1.25（1＋R2/R1）式中R1一般取120－240欧姆，输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压（典型值为1.25V）。
直流稳压源的设计
直流稳压源的设计唐忠垚在实践中，有很多因素变化时，都将使直流稳压电源的输出电压发生变化。
如电网电压变动，负载变动引起输出电流变化、温度变化、频率变化等。
本设计采用串联型直流稳压源的基本思路进行设计，得到0～20V的稳定直流电压输出，电压调整率、负载调整率。
以及输出电压纹波等参数都达到较高水平。
并具有限流和显示电压值、电流值的功能。
且操作方便。
一、技术指标输入电压：220V交流输出电压：0～15V线性可调最大输出电流：1.5A输出纹波：<0.01％二、电路工作原理1．稳压电源电路稳压电路如图1所示(1)降压、整流滤波电路降压：电网电压为AC220V，欲得到低压直流必须先进行降压处理。
常用降压方式有变压器降压和电容降压。
电容降压整流电路体积小、重量轻、成本低，是一些小功率和便携式用电器降压的首选方式。
但也存在不足，如输出功率小，不宜用在大功率用电器中；电路呈容性，无论负载是否工作都存在一定的功耗；电路安全性低。
变压器降压可提供较大的功率，在体积与重量要求不高时应用极为广泛。
该设计中要求输出电流1.5A，最大输出电压15V，因而选择交流15V／20W的变压器进行降压。
整流滤波：变压器降压后，得到15V交流电，还必须进行整流滤波，方能得到直流电压。
全桥整流价格低廉、整流效果好。
为了减小电压脉动．需通过低通滤波电路滤波。
低通滤波可选择有源滤波和无源滤波，这里选择最常用的电容滤波，C1为104的独石电容，用于高频滤波；C2为2200μF的电解电容，用于低频滤波。
通过稳压管DZ1产生－5V的电压。
为电路中的集成运放提供负电压。
(2)基准电压理想的基准电压源应不受电源和温度的影响，比一般电源具有更高的精度和稳定性。
高精度的基准电压是电源性能稳定的前提。
一般情况下．可用电阻分压作为基准电压，但这种方式只能作为放大器的偏置电压或提供放大器的工作电流。
由于其没有稳压作用，故输出电压的稳定性完全依赖于电源电压的稳定性。
设计直流稳压电流源
设计一个直流稳压电源要求1.输出直流电压V0=12V±2V (即10V～14V连续可调，误差≤0.1V)2.输出直流电流I L=200mA3.电网电压220V±10%,50HZ4.环境温度5︒C～35︒C内容摘要直流稳压电源的设计首先要定量的分析稳压原理，电源变压器是将交流电网变为所需要的电压值，在通过整流电路将交流电压变为直流电压，由于此脉动的直流电压含有较大的波动，必须通过滤波电路滤除，从而得到平滑的直流电压。
但这样的电压还随着电网电压波动、负载和温度的变化而变化。
Abstract:a voltage stability of DC Power circuit consist of power transformer, rectifier, filter and circuit Regulators four components. Power transformer is 220 v AC system voltage to the required voltage, Then rectifier circuit to fluctuating AC voltage into DC voltage, But this also with the voltage gridvoltage fluctuations l Thus rectifier, filter circuit need circuit Regulators to maintain stability.关键词电源变压器，整流滤波，稳压电路，串联，直流。
方案论证（1）. 根据设计的要求提出以下两种方案：方案一:串联式的直流稳压电路方案二:三端集成稳压电路两种方案直流稳压电源的功能方框图如下:（2）.方案比较论证根据所学的关于稳压电源的知识，两方案经比较，第一方案简单易懂，易于实现，且成本低，与我们所学的知识紧密联系能很好的运用，维修比较简单在大多数情况下实用，故选择方案一。
设计一个直流稳压电源
直流稳压电源设计一、设计目的：1、通过电源变压器是将交流电网220v的电压变为所需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的直流电压。
2、由于此脉动的直流电压还含有较大的文波，必须通过电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。
3、这样的电压还随电网电压波动（一般在正负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，还需结稳压电路。
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。
二、设计要求：1、直流输出电压12V±1V;=200mA;2、电源输最大直流电流Iomax3、交流电网为：220V±10% 50Hz;4、误差 V<0.1V；Technology Requirement:One： the output of the direct current voltage is 12V+-1V;Two： the power supply is to press the biggest direct current I0=200mA;Three：the exchange electrical network is 220V+_10% the frequency is 50Hz;Four： the error is V<0.1V.三、设计方案与论证：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，见图+ 电源+ 整流+ 滤波+ 稳压+ u1u2 u3 u I U0 _ 变压器_ 电路_ 电路_ 电路_（a）稳压电路组成方框图u 1u2u3uLU（b）整流与稳压过程图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程方案论证：方案一：采用集成运放和分立元件组成的串联式直流稳压电源；方案二：采用三端集成稳压电路实现；比较：方案一电路简单，容易实现，成本低，可以达到技术要求，与所学的知识结合紧密；方案二电路比一更简单，更易实现，成本低，能达到技术要求，采用二与所学知识结合不紧密；综合两种方案的优缺点决定采用方案一四、设计原理及电路图：V1' =1.414*V1*Sin ft=1.414*220*Sin50tV2'=1.414*V2*sin 2*3.14*50t;当V1' 为标程值时：V1V2V i当V1为波动+10%时：V1(max)=1.1 V1V2(max)=1.1V2 V i(max)=1.1V i当V1'为波动-10%时：V1(min)=0.9 V1 V2(min)=0.9V2 V i(min)=0.9V i1、电源变压器参数（V2、I2P=V2*I2）保证T1不进入饱和区V I=V ce1-V0即V ce1(min)>=2V ces V I(min)=V0(max)>=20.9V I-13>=2 V I=16.7V;确定V2 V I=1.2*V2V2=14V;确定I2一般取：I2=1.2I i I i=1.5I0(max)I0=200mAI2=360mA; P=V2*I2=14*360=5W;选功率为15W ，次边抽头有18V电源变压器.2、计算整流滤波电路参数选4只二极管；I d>=0.5I i(max)=0.5*1.5*200=150mA V(RM)>=1.414V2=21.6V取2DP4C I d=500mA V(RM)=60V；3、确定C1由式R(L) '*>=5*T/2 T=1/f=0.02耐压：R(L)'=V I/I(max)=56^ V c1>1.414V2=21.6V 取C1为耐压30V;C1=892uf==1000uf故确定C1为:1000uf 50V;4、确定T,T':对T:I(cm)>=I i(max)=300mA; V(BRCEO)>=V I(max)-V0(min)=7.4;P(cm)>=I(cm)*V(BRCEO)=2.3W;选大功率管（加散热片）：3DDO1B; V(BRCEO)=100V,I(cm)=1A, P(cm)=15W;确定T'小功率管:选3DG4E; V(BRCEO)=7.4V,I(cm) '=I(cm)/b=6mA,P=300mV;5、确定基准电压D z1,R z1;V z=R2 '*V0/(R1+R2') V0=(R1+R2+R w)/R2'取y=R2'/(R w+R1+R2)=0.5~0.8VV z=0.5*V0=6V;初选一个D z: 2CW7C V z=6V; I z=10mA; I(zm)=38mA;(V0(max)-V z)/R z1<I(zm); (V0(min)-V z)/R z1>I z;184Ω^<R z<500^Ω取R z1=390Ω;6、取样稳压电路参数R1, R w,R2;设I=10mA V0/(R1+R w+R2)=10mA; (R1+R w+R2)*V z/R2=V0(max)=13mA;V z*(R1+R w+R2)/(R w+R2)=V0(min)=11mA;解之：R1=R2=560ΩR w=100Ω7、取集成运放CF7028、选R e:设I(R)=2mA; R=(i-(2V(BE))/I(R)=8Ω;完整的电路图如下：图2 原理图五、元件清单：元件型号数量位号变压器1只T0二极管2DP4C 4只D1,D2,D3,D4电容1000uf 1只C1电阻8Ω1只R e三极管3DD018 1只T三极管3DG4E 1只T'集成运放CF702 1只 A稳压二极管2CW7C 1只D z1电阻390Ω1只R z1电阻560Ω2只R1,R2电阻100Ω^ 1只R w六、结论与心得：通过本次设计,让我们更进一步的了解到直流稳压电源的工作原理以及它的要求和性能指标。
直流稳压电源电路设计
直流稳压电源电路设计
直流稳压电源电路设计如下：
根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源调整管工作在放大区，开关稳压电源的调整管工作在开关区。
可用稳压系数和输出电阻来表征其稳压性能。
（1）线性稳压电源的特点：
1、效率较低；
2、工作产生的噪声低；
3、反应速度快，输出纹波较小，不需要使用电感元件；
4、输出电压比输入电压低；
5、发热量大（尤其是大功率电源），间接地给系统增加热噪声。
线性稳压电源的种类：
78XX系列（正电压型），79XX系列（负电压型），LM317（可调正电压型），LM337（可调负电压型）；
1117（低压差型，有多种型号，用尾数表示电压值。
如1117-3.3为3.3V，1117-ADJ为可调型）
（2）开关稳压电源的特点
1、效率高，功耗小；
2、工作产生的噪声低；
3、输出电流较大，精度较低，纹波较大；
开关稳压电源的种类：LM2596。
可调直流稳压电源设计
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。
直流稳压电源的设计
直流稳压电源的设计设计直流稳压电源首先要确定需求，包括输出电压范围、输出电流范围、稳压精度、负载调整能力、输入电压范围等。
在确定需求之后，可以按照以下步骤进行直流稳压电源的设计：1.确定基本电路结构：2.计算电源的功率和负载能力：根据需求确定电源的输出功率，根据预计的负载变动范围确定电源的负载能力。
3.选择整流电路元件：选择合适的二极管整流桥，其额定电流能够满足负载的需求，并考虑其反向电流抗饱和能力。
4.选择滤波电路电容：根据所选整流电路的输出电流和负载需求选择滤波电容，其容值要能够使输出电压的纹波满足设计要求。
5.选择稳压电路元件：根据稳压精度的要求，选择合适的稳压电路元件。
集成电路稳压器具有较高的稳压精度和线性度，但其输出电流有限；线性稳压器具有较高的稳压精度和较大的输出电流范围，但效率较低；开关稳压器具有较高的效率和较大的输出电流范围，但稳压精度较低。
6.进行电源的电路设计：根据所选电路元件的参数进行电源电路的设计，包括元件的连接方式和参数确定。
7.进行电源的工作状态分析：分析电源在不同输入电压和负载条件下的工作状态。
根据电源输出的负载特性曲线和稳定性指标，对电源的工作状态进行评估和优化。
8.进行电源的性能测试：对设计好的直流稳压电源进行性能测试，包括输出电压的稳定性、纹波和噪声、负载调整能力、温度稳定性等。
9.对电源进行保护设计：考虑到电源在工作过程中可能出现的过压、过流、短路等故障情况，设计相应的保护电路，以保证电源的安全可靠。
10.进行电源的可靠性评估：对设计好的电源进行可靠性评估，包括寿命测试、环境适应性测试等，以验证电源的可靠性和稳定性。
以上是直流稳压电源的设计步骤，根据实际需求和电路原理选择适当的元件和电路结构，经过设计、测试和评估等一系列步骤，最终设计出满足需求的直流稳压电源。
直流稳压电源设计
直流稳压电源设计一、设计思路1.输入电压选择：确定输入电压的范围，通常情况下输入电压可以选择为220V交流电。
2.输出电压稳定性：稳定输出电压，使得输出电压的波动范围尽可能小，一般可控制在2%以内。
3.负载适应性：保证负载电器在不同负载条件下都能正常工作。
4.过压保护：设计电路可以在过压情况下立即切断输入电压，以保护负载电器的安全。
二、电源设计流程1.确定输入电压和输出电压的需求。
2.选择稳压电路拓扑结构，常见的有电阻分压稳压电路、二极管稳压电路、晶体管稳压电路等。
3.根据选择的稳压电路结构，设计相应的电路原理图，包括电路图纸、电路布局和连接等。
4.进行元器件选型和电路参数计算，包括选取合适的电容、电感、稳压管等。
5.进行电路的仿真和调试，检查电路参数的稳定性和输出电压的波动范围。
6.组装和测试电路板，检查电路在实际条件下的输出电压和电流值。
7.进行最终的性能测试和调试，验证电路的稳定性和负载适应性。
8.如果需要，可以进行额外的过压保护电路的设计和测试。
三、可能遇到的问题和解决方案1.输出电压波动较大：可以增加电源滤波电容和电感，并对电源线路进行合理布局和连接。
2.过压问题：可以设计过压保护电路，当输出电压超过一定范围时，立即切断输入电压。
3.负载电器无法正常工作：可以检查电源连接是否正确，是否存在短路或开路等问题，并对负载电器进行测试和调试。
四、设计的注意事项1.选择合适的稳压电路结构，根据需求选择适合的电阻、二极管、晶体管等元器件。
2.选择合适的电源滤波电容和电感，保证输出电压的稳定性和波动范围。
3.进行合适的电路仿真和调试，确保电路参数的合理性和稳定性。
4.注意电路的连接和布局，避免电源线路产生干扰和噪音。
5.做好电路板的组装和测试工作，确保电路在实际工作条件下的稳定性和适应性。
6.针对不同的负载条件和需求，合理调整电路参数和元器件选型。
综上所述，直流稳压电源的设计需要根据输入输出电压的需求，合理选择稳压电路结构并进行电路仿真和调试。
稳压直流电源的课程设计---直流稳压电源设计
稳压直流电源的课程设计---直流稳压电源设计
一、概述
直流稳压电源是一种常见的电子电源，它可以稳定地输出电流和电压，常用于芯片电
路的供电和电子设备的集成电路供电，可以将实际的电源电压降至需求的电压和功率。
本
次课程设计采用单线桥式变换器+单线开关稳压器的结构，利用DC-DC变换器的出力信号
进行整流，最终输出直流稳压电源。
二、直流稳压电源原理
直流稳压电源的输入端接交流电源，输入AC电变成DC电，由单线桥变换器输出DC 电；单线开关稳压器采用比较电路控制共模控制电路，电动机起来控制继电器，调节单线
变换器输出电压，实现输出电压稳定，使得最后输出稳定电压。
三、硬件结构
1、采用单线桥式变换器作为输入电源，用于转换宽范围的输入电源，并将AC电变成DC电。
2、采用单线开关稳压器，用于调节输出电压，保持恒定的电压和功率输出，以达到
稳压的要求。
3、采用三级型整流电路来实现直流电源的输出，将比较出来的电压整流，达到输出
电压的要求。
四、仿真与实践
1、首先根据电路图量出各个元件，并测量运行电压、时间和电流等指标，保证元件
的可靠性。
2、采用LTspice仿真设计，精确调节单线变换器和单线开关稳压器的参数，完成仿
真设计。
3、经过组装测试，检验稳压电源的稳定性，测试出来的电压跟仿真出来的电压有所
出入，表明仿真有一定的可靠性。
五、总结
本次课程设计主要采用单线桥式变换器+单线开关稳压器，实现直流稳压电源之目标。
经过仿真和实际测试，表明稳压电源拥有良好的稳定性，可以满足各种电子设备的采集需求。
直流稳压电源设计案例
设计一个直流稳压电源，其性能指标要求为：U o= ±12V、l o（max）=5OOmA ;纹波电压的有效值w 50mV ;稳压系数S 3 10 3。
所设计电源的方案和工作原理分析；选取的元件和器件的参数确定；直流稳压电源各项性能指标的测试及方法。
第1章设计原理1.1电路原理直流稳压电源的工作流程如下稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成。
变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电，整流电路变换成单向脉冲电压，由滤波电路滤去其中的交流分量，得到较平滑的直流电压，最后稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
如图2-1 所示小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成,1.1.1电源变压器电源变压器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Ui。
变压器副边与原边的功率比为P2/ P1= n (1-1 )图1-1直流稳压电源的方框图式中n是变压器的效率。
1.1.2整流滤波电路将变压器输出的符合电压要求的交流电变换为所需数值的直流电。
常用的整流电路主要有：半波整流、全波整流及桥式整流等。
相对于半波整流相，全波整流二极管交替导通，其输出电压纹波明显减小；而桥式整流电路是全波整流电路的一个变形，其输出电压波形与全波整流电路相同，但加在变压器次级线圈上的电流变为了极性正负交替的脉冲电流，其性能更加优越。
本设计中采用性能优越的桥式整流电路。
直流电路的任务是将交流点变为直流电。
完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用。
因此二极管是整流电路的关键元件。
在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路，整流电路的作用是将交流电压U2变换成脉动的直流电压U3。
滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压U3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压U I。
U I与交流电压U2的有效值U2的关系为：U I (1.1 ~1.2)U2 ( 1-2)在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为：常数RC 应满足：RC（3~5）T（ 1-5）2其中：T = 20ms 是50Hz 交流电压的周期。
直流稳压电源电路设计 (1).概要
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~220V 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。
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教研室主任签名：
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说明 课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“中 等”、“及格”、“不及格”五类；
目录
目录 4 一、引言 5 二、电路设计与分析 5
1电源变压器 5 2整流电路 5 3滤波电路 6 4稳压电路 6 三、单元模块原理 6 1电源变压器 6 2整流电路 6 4滤波电路 8 5稳压电路 9 四、元器件参数的选择 9 1 电源变压器的选择 9 2 整流电桥的选择 9 3 滤波电容的选择 10 4 稳压器的选择 10 五、用Multisim软件仿真 10 1 实验原理图仿真 10 2 仿真结果 11 3 波形分析 12 六、总结与体会 13 七、参考文献 13
经过这次的课程设计我不仅让自己学习到了很多有关专业方面知 识，而且锻炼了自己的动手能力，进一步加强了理论知识的理解！在这 次的实验设计过程中，我初步掌握了直流稳压电源的调试方法，熟悉了 电子技术设计的一些基本方法和技巧，并且学会了multism 软件的使 用，单独的设计电路，收获颇大。希望以后能将自己设计的直流稳压电 源运用到实际应用中去。
3 波形分析
220V、50HZ的交流电经过变压器，输出20V的波动电压，波形如图所 示：
图13 变压器输出波形 经过整流、滤波、稳压等电路最后变成稳定的直流电，波形如图：
图14 经稳压器后的波形
六、总结与体会
本次模电的课程设计，虽然运的都是用学过的模拟电路的知识，但 一拿到这个设计任务就让我感觉束手无策，根本不知道该如何下手，对 于Multisim软件更可以说是一无所知，此刻才真正体会到书本与知识的 重要。 总的说，通过本次直流稳压源的设计，我真正体验到了一个设 计从前期的找资料，到中间的自己摸索，到后来的书写报告，调试这样 一个完整的设计过程。在这个过程里将以前所学的知识进行了综合的运 用，发现了自己很多不足的地方，理论知识与实际应用之间的距离也充 分的体现了出来。当然，更多的是学到了很多的东西，为以后的设计打 好基础。
五、用Multisim软件仿真
1 原理图仿真
根据设计要求，原理图如下：
2 仿真结果
运行Multisim，结果如下所示：
输出±12V：
图6 直流稳压源仿真电路
图7 输出12V 输出±5V：
图8 输出-12V
图9 输出5V
图10 输出-5V
可连续调节范围：
至
图11可调最小输出电压
图12 可调最大输出电压
二、电路设计与分析
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等 组成，基本框图如下：
图1 直流稳压电源的原理框图和波形变换
1电源变压器
电源变压器的作用是将电网220V的交流电压换成整流滤波电路所需 的低电压。
2整流电路
整流电路一般是由具有单向导电性的二极管构成，经常采用单相半 波、单相全波和单相桥式整流电路。我们采用的是4个二极管，组成单 相桥式整流电路。在整流过程中，4个二极管轮流导通，无论正半周期 还是负半周期，流过负载的电流方向是一致的，形成全波整流。
由于集成稳压器具有体积小、重量轻、使用方便和工作可靠等优 点，应用越来越广泛。国产的稳压器种类很多，主要分为两大类。稳压 器中的调整元件在线性放大状态的称为线性稳压器，调整元件工作在开 关状态夫人称为开关稳压器。在电子仪器仪表中，经常要求有稳定的直 流电源，所以在整流滤波后面，通常需要直流稳压电路。
3滤波电路
在整流电路的输出端并联电容即可形成滤波电路。加入电容滤波电 路后，由于电容是储能元件，利用其充放电特性，使输出波形平滑，减 少脉动成分，以达到滤波的目的。为了使滤波效果更好，可选用大容量 的电容为滤波电容。
4稳压电路
经过滤波后输出的直流电压依然存在较大波纹，而且交流电网电压容许 有10%的起伏，随着电网电压的起伏，输出电压也会变化。此外，经过 滤波的电压也与负载的大小有关，当负载加重的时候，由于输出电流能 力有限，导致输出电压下降。
七、参考文献
[1] 戴伏生. 基础电子电路设计与实践. 北京. 国防工业出版社. 2002 [2] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. 北京. 电子工业出版社. 2005 [3] 彭介华. 电子技术课程设计指导. 北京. 高等教育出版社. 1997 [4] 华成英. 模拟电子技术基础. 北京. 高等教育出版社.2006
长沙学院 模拟电子技术课程设计说明书
题目 系(部) 专业(班级) 姓名 学号 指导教师 起止日期
直流稳压源的设计 电子与通信工程系
模拟电子技术课程设计任务书
系（部）：电子与通信工程系 专业：电子信息工程 指导教 师：
课题 名称
直流稳压源的设计
1. 技术参数
（1）设计一个可以输出±12伏、±5伏和可以连
三、单元模块原理
1电源变压器
电源变压器是将输入的220V交流电压U1转变为整流电路所需要的交流电 压U2，并送给整流电路，变压器的变压由变压器的副边电压确定。
2整流电路
整流电路的任务是将交流电变换成直流电。完成这一任务主要是靠二极 管的单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。常见的整 流电路有半波整流电路与单相桥式整流电路。 半波整流电路的特点是输出电压波形为输入正弦波电源波形的正半周 期，所以输出电压脉动很大，直流分量较小，整流效率较低。
一、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 在一定范围内可调。
第三天
进行具体设计ຫໍສະໝຸດ 第四天进行具体设计
第五天
编写设计说明书
备注
教研 室 意见
系（部） 主管领导
意见
年月日
年月日
长沙学院课程设计鉴定表
姓名
学号
专业 电子信 班级 息工程
设计题 直流稳压源的设计 目
指导教师意见：
指导教师
评定等级： 期：
教师签名：
日
答辩小组意见：
评定等级： 答辩小组长签名： 日 期：
图2半波整流电路输入输出波形对比 另一种是单向桥式全波整流电路。如右图，四肢整流二极管D1~D4形成 电桥。
图3--单向桥式全波整流电路
在V2正半周。电流从变压器副边线圈上端流出，只经过D1流向RL,在由 D3流回变压器，所以D1、D3正向导通，D2、D4反偏截止。在负载上产生 一个极性为上正下负的输出电压。电流通路用实线箭头表示。 同理在V2负半周时，D2、D4正向导通，D1、D3反偏截止。在负载上产生 上正下负的输出电压。电流通路如图的虚线箭头表示。 综上可知输入端经变压器后在副边得到了一个单向的脉动电压。
图4-单向桥式全波整流电路输入输出波形对比
4滤波电路
经过整流的脉冲电压纹波很大要经过滤波电路的滤波作用，一般有电抗
元件组成，如在电阻两端并联电容器C，或在整流电路输入端与负载间 串联电感器L，以及有电容、电感组合而成的各种复式滤波电路。在这 里选择用电容滤波，适合小电流负载。
图5几种不同的复式滤波电路
2 整流电桥的选择
流过二极管的的平均电流: ID=1/2 IL 在此实验设计中IL的大小大约 为1A，反向电压的最大值：Urm=U2，选择二极管时为了安全起见，选择 二极管的最大整流电路IDF应大于流过二极管的平均电流ID即0.5A，二 极管的反向峰值电压Urm应大于电路中实际承受最大反向电压的一倍。 实验中我们采用的是1B4B42封装好的单相桥式电路。
4.2输出电压可调的集成稳压器的选择 可调输出的集成稳压器是在固定输出集成稳压器的基础上发展起
来的，这种集成稳压器，在集成芯片的内部，输入电流几乎全部流到输 出端，流到公共端的电流非常小，因此可以用少量的外部元件方便的组 成精密可调的稳压电路，应用更为灵活。正电源系列的基准电压为
1.25V，可在1.25V~37V之间连续可调。其内部设有过流、过电压保护和 调整管安全工作区保护电路，使用安全可靠，性能比LM7800系列性能更 加，而且它的输出电压输出电流均符合要求，所以此次的可调集成稳压 器选择LM317 。
3 滤波电容的选择
滤波电容一般选几十至几千微法的电解电容， 选1000uF/25V的电解电容。
由于
，故
4 稳压器的选择
4.1 输出电压固定的集成稳压器的选择 输出电压固定的集成稳压器有正电源LM7800系列稳压器和负电源LM7900 系列稳压器。按LM7800系列输出电压可分为7805(+5V)、7806(+6V)、 7809(+9V)、7812(+12V)、7815(+15V)、7818(+18V)、7824(+24V);按输 出电流可分为78Lxx表示输出电流100mA、78Mxx表示输出电流500mA、 78xx表示输出电流1.5A。负向集成稳压器与正向类似。 由于此次要输出得电压为±12V、±5V，电流要求均为1A，固选择的芯 片为LM7812、LM7912。
[5] 康华光. 电子技术基础——模拟部分. 高等教育出版社.2006
设计 工作 量
2、系统设计及仿真； 3、在Multisim或同类型电路设计软件中进行仿真并进 行演示；
4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、
仿真分析、调试过程，参考文献、设计总结等。
起止日期（或时 设计内容（或预期目
进 度 安 排
间量） 第一天 第二天
标） 课题介绍，答疑，收
集材料 设计方案论证
四、元器件参数的选择
1 电源变压器的选择
根据设计要求，电源变压器需要将220V50HZ的电压转变为所需要的 电压，并送给整流电路变压器的变比由副边电压确定。因为要最终通过 78、79系列和LM317系列输出正向最大18V负向最大12V的电压，所以选 择带有中间抽头的-双12V变压器。 输出电压平均值： ，由此可以得 即变压器副边电压的有效值为15V，设计过程中通过确定通过稳压管的 电压控制在15—17V之间，来调节变压器的副边电压，确定匝数比为 15:1。