数字直流可控稳压电源
数字显示可调直流稳压电源
第一章设计任务
数字显示可调直流稳压电源
制作一个带数字显示的可调的直流稳压电源，可采用线性稳压电源或者开关电源的形式。
要求：1. 电源用220v交流电供电。
2．直流输出范围9v到12v。
3. 输出电流至少能达到500mA。
4. 输出电压波纹小于50mv。
5. 输出电压的大小可以通过数码管显示，显示结果精确到小数点后1位（即百分位可以不准），显示结果与实际输出电压误差不超过5%（以万用表测量为准）
第二章设计步骤
1．电路图设计
（1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。
（2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。
（3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。
（4）总电路图：连接各模块电路。
2．电路安装、调试
（1）为提高学生的动手能力，学生自行设计印刷电路板，并焊接。
（2）在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。
（3）重点测试稳压电路的稳压系数。
（4）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。
第三章方案论证与比较
3．1 稳压电源的分类
稳压电源的分类方法繁多，按输出电源的类型分有直流稳压电源和交流稳压电源；按稳压电路与负载的连接方式分有串联稳压电源和并联稳压电源；按调整管的工作状态分有线性稳压电源和开关稳压电源；按电路类型分有简单稳压电源和反馈型稳压电源，等等。如此繁多的分类方式会让我们摸不着头脑，不知道从哪里入手。我们必须弄清楚各个类别的特点，才能从中选出最佳方案。
3．2．1 稳压电源部分方案
方案一：简单的并联型稳压电源；
并联型稳压电源的调整元件与负载并联，因而具有极低的输出电阻，动态特性好，电路简单，并具有自动保护功能；负载短路时调整管截止，可靠性高，但效率低，尤其是在小电流时调整管需承受很大的电流，损耗过大。
方案二：输出可调的开关电源；
开关电源的功能元件工作在开关状态，因而效率高，输出功率大；且容易实现短路保护与过流保护，但是电路比较复杂，设计繁琐，在低输出电压时开关频率低，纹波大，稳定度差，因而也不能采用此方案．
方案三：串联型稳压电源
并联稳压电源有效率低、输出电压调节范围小和稳定度不高这三个缺点。而串联稳压电源正好可以避免这些缺点，所以现在广泛使用的一般都是串联稳压电源。而简易串联稳压电源输出电压受稳压管稳压值得限制无法调节，必须对简易稳压电源进行改进，增加一级放大电路，专门负责将输出电压的变化量放大后控制调整管的工作。由于整个控制过程是一个负反馈过程，所以这样的稳压电源叫串联负反馈稳压电源。
综合考虑效率，输出功率，输入输出电压，负载调整率，纹波系数，本设计选用方案三，要求较低，因而较易实现.对于效率和纹波的要求可以通过仔细调整磁性元件的参数(L，Q，M等)使其工作在最佳状态，所以我们在选择方案的时候考虑到电路要简单，元件要容易找，还有在电路设计的时候避免遇到某些不必要的问题，所以我们选择了上述的方案中的第三个方案;第三个方案就能够达到我们的要求，所以方案三我们采用了。
稳压电路部分可以采用三极管等分立元件来实现，也可以采用集成三端集成稳压芯片。
从性价比来说，采用三端集成稳压芯片来实现要好很多，现在的稳压芯片功能强大，且价格低廉，很适合我们此次的设计。
3．2．2 三端集成稳压芯片
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;所以此方案不易采用.
方案二:采用LM317可调式三端稳压器电源;
LM317可调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压.
不过它只能连续可调的正电压，稳压器内部含有过流，过热保护电路;由一个电阻(R)和一个可变电位器(RP)组成电压输出调节电路，输出电压
为:Vo=1.25(1+RP/R).由此可见此稳压器的性能和稳压稳定度都比上一个三端稳压电源要好，所以此此方案可选，此电源就选用了LM317三端稳压电源，也就是方案二
LM317其特性参数：
输出电压可调范围：1.2V～37V
输出负载电流：1.5A
输入与输出工作压差ΔU=U
-U o：3～40V
i
能满足设计要求,故选用LM317组成稳压电路。
3．2．3数字显示部分
方案一：用AT89C2051实现模数转换
利用单片机的软硬件资源实现高精度高速A/D转换，转换精度和转换速度还可以通过软件来改变，价格也低廉。不过对软件部分要求较高，比较难实现。
方案二：采用三位半A/D转换器ICL7107
ICL7107是高性能，低功耗的三位半A/D转换器，它含有七段译码器，显示驱动，参考源和时钟系统，它将高性能和低成本结合在一起。由于内部集成了驱动电路，因此外围电路十分简单，可以很容易实现本次设计中的电压数字显示功能。虽然精度相对方案一要差，不过对于本次设计的要求已经足够了，所以数字显示部分采用方案二。
第四章可调节直流稳压电源
4．1．1 直流稳压电源的组成
直流稳压电源由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分构成。
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各个部分的功能：
（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）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电
（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。
（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。
4．1．2 整流电路
整流电路有单相半波、全波、桥式和倍压整流；三相半波、三相桥式全波整流等多种电路。
以下主要介绍小功率电源中常用的单相桥式。为分析简单起见，我们把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
单相桥式整流电路：
在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻R L，且方向是一致的。电路的输出波形如图3所示。
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。电路中的每只二极
是变压器副边电压有效值)。
管承受的最大反向电压为 (U
2
单相桥式整流电路输出电压平均值
RLC愈大?电容器放电愈慢?U0(平均值)愈大。
一般取(T为电源电压的周期)
近似估算: U0=1.2U2
(2) 流过二极管瞬时电流很大
RLC越大?U0越高,负载电流的平均值越大?整流管导电时间越短?iD的峰值电流越大。
一般选管时，取
通过以上全波整流电容滤波电路的波形图和分析可以看出：
（1）并联电容滤波后，输出电压直流成份（即输出电压平均值）提高了；脉动成份降低了（即输出波形平滑）。
（2）电容放电时间常数RLC愈大，放电愈慢，输出电压愈高，脉动愈小，滤波效果愈好。
（3）输出电压随输出电流（负载电流）增大而下降较快，输出特性较软。
（4）滤波电容愈大，滤波效果愈好，但整流二极管的导通时间愈短，其中的电流冲击也愈大。
电容滤波电路适用于输出电压较高,负载电流较小且负载变动不大的场合。4．1．4 稳压电路
随着半导体工艺的发展,现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。
根据设计所要求的性能指标，选择集成三端稳压器。
因为要求输出电压可调，所以选择三端可调式集成稳压器。可调式集成稳压器，常见主要有CW317、CW337、LM317、LM337。317系列稳压器输出连续可调
的正电压，337系列稳压器输出连可调的负电压，可调范围为1.2V~37V，最大输出电流为1.5A。稳压内部含有过流、过热保护电路，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。LM317系列和lM337系列的引脚功能相同，管脚图和典型电路如图4和图5.
图4 管脚图图5典型电路
LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块,是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。317系列稳压块的型号很多:例如LM317HVH、W317L等。电子爱好者经常用317稳压块制作输出电压可变的稳压电源(其电路的基本形式如下图所示)。
稳压电源的输出电压可用下式计算：
Vo=1.25(1+R2/R1)
仅仅从公式本身看,R1、R2的电阻值可以随意设定。
然而R1和R2的阻值是不能随意设定的。首先317稳压块的输出电压变化范围是Vo=1.25V—37V(高输出电压的317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等,
其输出电压变化范围是Vo=1.25V—45V),所以R2/R1的比值范围只能是0—28.6。其次是317稳压块都有一个最小稳定工作电流,有的资料称为最小输出电流,也有的资料称为最小泄放电流。最小稳定工作电流的值一般为1.5mA。由
于317稳压块的生产厂家不同、型号不同,其最小稳定工作电流也不相同,但一般不大于5mA。当317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时,317稳压块就不能正常工作。当317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时,317稳
压块就可以输出稳定的直流电压。如果用317稳压块制作稳压电源时(如图所示),没有注意317稳压块的最小稳定工作电流,那么你制作的稳压电源可能会出现下
述不正常现象:稳压电源输出的有载电压和空载电压差别较大。
要解决317稳压块最小稳定工作电流的问题,可以通过设定R1和R2阻值的大小,而使317稳压块空载时输出的电流大于或等于其最小稳定工作电流,从而保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。此时,只要保证Vo/(R1+R2)≥1.5mA,就可以保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。上式中的1.5mA为317稳压块的最小稳定工作电流。当然,只要能保证317稳压块在空载时能够稳定地工
作,Vo/(R1+R2)的值也可以设定为大于1.5mA的任意值。
经计算可知R1的最大取值为R1≈0.83KΩ。又因为R2/R1的最大值为28.6。所以R2的最大取值为R2≈23.74KΩ。在使用317稳压块的输出电压计算公式计算其输出电压时,必须保证R1≥0.83KΩ,R2≤23.74KΩ两个不等式同时成立,才能保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。当然在317稳压块的输出端并联泄流电阻R(如图所示),也可以为317稳压块提供最小稳定工作电流。但是,由于并联的泄流电阻不能随输出电压的变化而变化,如果要保证317稳压块在输出电压为1.25V时,其输出电流大于其最小稳定工作电流,则在317稳压块的输出电压为
37V时,流过泄流电阻的电流就太大了,这样不仅浪费了电能,而且增加了317稳压块的负担,不是一种妥当的办法。
结论：
1．317稳压块的输出电压变化范围是Vo=1.25V—37V，故R2/R1的比值范围只能是0—28.6。
2．317最小稳定工作电流的值一般为1.5mA，需要保证Vo/(R1+R2)≥1.5mA，经计算可知R1的最大取值为R1≈0.83KΩ，电阻R1常取值。又因为R2/R1的最大值为28.6。所以R2的最大取值为R2≈23.74KΩ。
4． 2 参数计算
（1）选择电源变压器
1）确定副边电压U2:
根据性能指标要求：U
=9V U omax=12V
omin
-U omax≥(U i-U o)min U i-U oin≤(U i-U o)max
又∵U
i
-U o）min=3V，
其中：（U
i
(U i-U o)max=40V（LM317输入与输出工作压差ΔU=U i-U o：3～40）
∴15V≤U
≤49V
i
此范围中可任选：U
=17V=U o1
i
根据U
=(1.1～1.2)U2
o1
可得变压的副边电压：
2）确定变压器副边电流I2
=I o
∵I
o1
又副边电流I
=(1.5～2)I O1取I O=I Omax=500mA
2
=1.5＊0.5A=0.75A
则I
2
3）选择变压器的功率
U2=11.3W
变压器的输出功率：Po>I
2
（2）选择整流电路中的二极管
=15V
∵变压器的副边电压U
2
∴桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为：
桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为：
=50V>21V 查手册选整流二极管IN4001，其参数为：反向击穿电压U
BR
最大整流电流I
=1A>0.25A
F
（3）滤波电路中滤波电容的选择
根据输出电流大小选择滤波电容C的参数。
输出电压为12V，最大输出电流为1A，则1A输出电流对应的负载电阻=15Ω
根据 =（3～5）T/2条件，则
C1= =1300～3300uF，取2200u-3300uF可以满足要求。
在这种情况下，滤波输出电压uo=1.2ui(有效值)。
电路中滤波电容承受的最高电压为，所以所选电容器的耐压应大于21V。
4．3 可调节直流稳压电源原理图
D1和D2作用是：当输出短路时，C13上的电压D2泄放掉，从而达到反偏保护的目的。
此外，当输入短路时，C14等元件上储存的电压会通过D1泄放掉，用于防止内部内部调整管反偏。
C13用以提高LM317的纹波抑制能力。C14用以改善IC的瞬态响应。C11和C12用于输入整流滤波。还有LM317回因温度升高而截止，必须加散热片。
4．4 元件的选择
由上面的参数计算可知，
我们选择输出电压U2为15V，功率34W的变压器
整流整流电路中的二极管选用IN4001，耐压50V，电流1A。
也可由四个整流二极管组成，也可直接用集成的整流桥块代替。
C11选用电解电容2200UF，C12选用陶瓷电容0。1UF，C13选用电解电容4。7UF，
C14选用电解电容100UF，C15选用0。1UF
DI和D2的二极管选用IN4001
R14选用120Ω金属膜电阻，R12和R11选用1KΩ多圈可调精密电位器，R13选用1KΩ粗调电位器。
注意：因为大容量电解电容有一定的绕制电感分布电感，易引起自激振荡，形成高频干扰，所以稳压器的输入、输出端常并入瓷介质小容量电容用来抵消电感效应，抑制高频干扰。
第五章±5V直流稳压电源（7107工作电源）
5.1 原理简叙
原理与上述可调节直流稳压电源大同小异，我们依然采用三端集成稳压器。
方案一、采用7805输出正5V，7905输出负5V来实现。
方案二、采用7805输出正5V，并将其输入电压反转器7660，从而输出负5V。
5.2 ±5V直流稳压电源原理电路图
方案一：
方案二：
两个方案均可以实现要求，但是为了让电路的元件在焊接的时候更加紧凑，减少焊接的元件数目，而且从成本上考虑，我们采用方案二。由于这里的5V电源是作为数字电压表的工作电源，由于该部分电量较大（约100mA），并有测量精度的要求，所以必须保证稳压芯片有足够的散热面积，确保长期可靠工作。
5.3 元件的选择
C11选用电解电容2200UF，C12选用陶瓷电容0。1UF，
C14选用电解电容100UF，C15选用0。1UF
二极管D1选用IN4001
C21和C22选用电解电容10UF
第六章数字电压表
6.1 三位半LED显示A/D转换器ICL7107
本次设计的数字电压表部分采用最常见的数字集成电路ICL7107，它不仅外围简单，测量精度高，价格也非常便宜，约8元一片。它包含一个三位半的A/D转换器，可直接驱动LED数码管，内部还包含参考电压，时钟系统，独立模拟开关，逻辑控制，显示驱动，自动调零等功能。
6.2 ICL7107外围电路图
6.3 相关参数的计算
系统时钟由IC的38、39、40脚决定。内部振荡频率为48Hz，显示每秒刷新3次。
振荡器频率fosc = 0.45/RC Cosc > 50pF Rosc > 50KΩfosc = 48K Hz (典型值)
振荡周期Tosc = RC/0.45
所以，38脚的C4取100pF，39脚的R5取100KΩ。
积分电路由IC的27、28脚决定。
积分时钟频率Fclock = Fosc / 4
积分周期Tint = 1000 ×(4/Fosc) = 1000 ×(4/48K) = 83.3ms
满量程模拟输入电压Vinfs = 200mV (典型值)
最佳积分电流Iint = 4uA
积分电压Vint = 2V
积分电阻Rint = Vinfs / Iint = 200 mV/ 4uA = 50KΩ
积分电容Cint = (Tint)(Iint) / Vint = 83.3ms × 4uA / 2 = 0.166 uF
所以，27脚C3取0.22uF，28的R4取47KΩ。
C2用于防止系统噪音的影响以及过载输入时电路的恢复，29脚的C2取0.47uF。
参考电容0.1uF < Cref <1uF
C1为参考电容，我们取0.1Uf。
电阻R2用于调整参考电压，参考电源为0~200mV可调。R3用于电压校准。参考电压与输入电压的关系为：Vin = 2×Vref
如果要求电压表的量程0~199.9mV，参考电压应设置为100mV。
如果需要需要测量的电压大于200mV，就要通过分压电路来实现。
由于我们电源的指标是9~12V，所以要求电压表的量程为0~20V。
下面以20V来进行分压电阻（Rx）的计算，这里我们设定R4形成的参考电压为100mV，R2为1KΩ，落在R2上的电压降为2×100mV = 0.2V，Rx计算如下：
Rx = U/I = （20-0.2）/（0.2/1）= 99 （KΩ）
为了方便电阻选择，选用100 KΩ电阻，其误差可通过调整R2来弥补。
6.4 元件的选择
制作时，显示用的数码管为共阳型，2 KΩ可调电阻最好选用多圈可调精密电阻，分压电阻选用误差较小的金属膜电阻，其他器件选用正品即可。
R1选用100KΩ的金属膜电阻，R2选用2KΩ的多圈可调精密电阻，R3选用24KΩ的金属膜电阻，R4选用1KΩ的多圈可调精密电阻，R5选用47KΩ的金属膜电阻，R6选用100KΩ的金属膜电阻。
C1选用0.22uF的CCB电容，C2选用0.47uF的CCB电容，C3选用0.1uF 的陶瓷电容，
C4选用100 pF的CCB电容。
第七章电路的调试与测试
7.1 9~12V范围的校准
由于任务指标要求电压的范围是9~12V，我们
根据LM317的特性进行范围校准。这也是本电
路的一大特点，电压范围是可调的。
LM317的输出电压可用下式计算：
Vo=1.25(1+R2/R1)
当Vo = 9V时，R1=120Ω
R2 = (9/1.25 －1)×120 = 744Ω
当Vo = 12V时，R1=120Ω
R2 = (12/1.25 －1)×120 = 1032Ω
由于以上计算所得的阻值，如果采用R2由
一个电阻和一个电位器串联，则需要750Ω
的电阻和一个300Ω的电位器，可是范围却不是很精确。
如今，有一个方案可以得到精确的范围，那就是用三个电位器，详见上图。
R14为120Ω的金属膜电阻，R12和R11选用1KΩ多圈可调精密电位器，R13选用1KΩ粗调电位器。
先将R13粗调电位器调至最小值，即R12被短路，然后调节R11，使输出为9V。保持R11不变，将R13粗调电位器调至最大值，然后调节R12，使输出为12V。经过以上的校准后，便可以得到精确的9~12V的电压范围。通过粗调电位R13便可在9~12V之间连续取值。
7.2 ICL7107的校准
首先，先校准参考电压，用万用表测IC的35和36之间的电压，是否为100mV，如不是，则需要调节电位器R4使两端电压为100mV。
然后，用万用表测电源的输出，如9.50V，然后通过调节电位器R2，使LED上的数值与万用表上的一致。这样，校准工作就算完成了。
经过校准后，ICL7107和万用表的绝对误差只有0.01V，优于指标。
7.3 直流稳压电源的测试
1．测量稳压系数。
用改变输入交流电压的方法，模拟U
的变化，测出对应的输出直流电压的变化，
i
.（注意：用调压器使220V交流改变±10％。即ΔU i=44V）则可算出稳压系数S
V
经过测试，电源的稳压系数S
≤0.003。
V
2．纹波系数的测试
纹波就是一个直流电压中的交流成分。直流电压本来应该是一个固定的值，但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得来的，由于滤波不干净，就会有剩余的交流成分，即便如此，就是用电池供电也因负载的波动而产生波纹。如下图：
用毫伏表可测量输出直流电压中的交流纹波电压大小，也可用示波器观察。
经过测试，纹波系数小于10mV,优于指标。
3．负载能力的测试
以上是测试的电路图：
一、将变阻器的阻值调至100Ω，使电源的输出为9~12V，0.5V为步进。测出电流。
二、将使电源的输出为9V，改变变阻器的阻值，20Ω为步进，测出电流。
三、将使电源的输出为12V，改变变阻器的阻值，20Ω为步进，测出电流。
第八章心得体会与总结
在此次数字显示可调直流稳压电源的设计中，充分的体现出大学的知识是综合性的，是一个培养学生独立思考能力灵活运用个方面知识的具有挑战性的课题。刚开始的时候会感觉老师给的这个课题有点难，但人生不就是一个不断克服困难的过程么？在此次课程设计的过程中，我发现了自己的很多不足之处，比如说Protel学的不是很精只会一些皮毛而已，以及对书本上的知识掌握的不是很好。但是，我今后一定会把自己的不足之处给改正过来的。
刚开始会遇到很多挫折，并不是说按照原理图焊接出来，就直接可以正常使用，在这几日里，我经历了阶段性成功的狂喜，测试失败后的沮丧，陷入困境的急噪，重新投入的振作，这样的心路历程是非常宝贵的体会，正是有了大家的鼎立合作终于成功了。同学们在设计的过程中互相帮助让我深刻的体会出团结就是力量的含义。
让我印象最深刻的就是，在校准7107的时候，我发现电路居然只能校准一端，如校准了9V，调到12V就不准了，很郁闷，调试了一天，查电路图，理论完全
没问题，虚焊和短路等问题都查过了，仍然查不出是什么问题。最后，很偶然的机会下，我把积分电路的电容由电解电容改用CCB，电路就正常了，精准了。我现在才明白，单有理论还不够的，照着书做是不够的，我们更需要的是实践能力和经验。
除此之外，我还学会了焊接电路板，掌握了书本以外的电子电路方面的知识，尤其是在制作PCB板的时候受益扉浅，制板的过成中遇到另外种种问题，感谢实验室各位老师提供的元器件、工具和帮助，同时也感谢电信系给我提供的实验条件，希望以后还有更多的机会进行有价值的实验和实践。。在此诚挚的对老师们说一声：谢谢！！！
附录一
整机电路原理图
数字式可调稳压电源
数字式可调稳压电源 【摘要】电源的数字化控制是人们追求的目标之一，人们对它的要求也越来越高，数控直流稳压电源能给人带来很大的方便，为我们工作、科研，生活、提供更好的，更方便的服务。通过此系统的设计，让开发者更深刻的掌握单片机基本原理，并熟悉一些外围电路的扩展，以及进一步的了解C语言的硬件编程能力。 【关键词】单片机；直流稳压；数模转换 一、数字式可调稳压电源原理介绍 1.方案分析与选择 方案一：数控部分用单片机带动数模转换芯片提供线性稳压电压的参考电压。 优点：对于单片机，系统工作在开环状态，对数模转换的精度要求较高，设计成本低。 缺点：功耗较大，LED数码管输出显示不是系统的精确输出电压，须对它进行软件补偿。 方案二：数控部分用A VR单片机的PWM组成开关电源，再利用A VR的AD转换对输出电压进行实时转换，利用软件进行电压调整以达到稳压。 优点：硬件简单，稳压的大部分工作由软件完成，对单片机的运行速度要求很高，利用手头的ATmaga16L单片机最高8MHz工作频率很难达到速度要求。对软件要求较高，功耗小。 缺点：输出纹波电压较大，对软件的要求很高。 方案二简单的电路结构起初对设计者很吸引，但是后来了解到A VR单片机的PWM的精度用于开关电源比较勉强，而且开关电源有个通病：纹波电压大，考虑到设计目标对电源的功耗要求不是很严，同时为了保证纹波足够小也鉴于自身对于51单片机和线性电源较为熟练，故选择方案一。 2.总体设计原理 本设计采用AT89S52单片机作为整机的控制单元，利用4×4键盘输入数字量，通过控制单元输出数字信号，再经过D/A转换器（DA0832）输出模拟量，最后经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着输出功率管的基极电压的变化，间接地改变输出电压的大小。
可调式直流稳压电源设计
可调式直流稳压电源设计 姓名：艾林 学号：09325201 专业：电子信息工程 班级：093252 指导教师：黄河 2011年1月1 日
目录 一课程设计目地 (3) 二功能电路整体思路 (3) 三功能模块分析 (4) 四心得体会 (9) 五实物展示 (10) 六参考文献 (11) 七致谢 (11)
一设计目的 本次设计的题目为“可调试直流稳压电源”。在设计过程中应实现以下几点要求： 1.输入电压为220V AC 输出为直流电压 2.电压变化范围：1.8~17V 3.连续可调 二功能电路整体思路 若实现稳压电源，首先就要就电路进行稳压。在稳压方面可选用变压器来完成。由输入交流电压变为直流则须对电路进行整流。本次设计选用全波桥式整流电路进行整流。然后要对输入的电压进行调节。在调节方面。可选用可调节三端正电压稳压器进行调节（LM317）。通过整流后得电流幅值变化很大，所以需要用电容对电流进行滤波。然后输出即可。 电路模块： 稳压——>整流——>调压——>滤波——>输出
三功能模块分析 ⑴元件清单 注：制作实物所需其它设备：电烙铁覆铜板焊锡漆包线钳子等。
⑵元件性能分析 ①.色环电阻 电阻值计算示意图下如图所示： ②桥式整流器 原理图： 桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路。用来将交流电转变成直流电。桥式整流器利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。 桥式整流器是由多只整流二极管作桥式连接，外用绝缘朔料封装而成，大功率桥式整流器在绝缘层外添加金属壳包封，增强散热。桥式整流器品种多，性能优良，整流效率高，稳定性好，最大整流电流从0.5A到50A，最高反向峰值电压从50V到1000V。
直流稳压电源电路的设计实验报告
直流稳压电源电路的设计实验报告 一、实验目的 1、了解直流稳压电源的工作原理。 2、设计直流稳压电路，要求输入电压：220V市电，50Hz，用单变压器设计并制作能够输出一组固定+15V输出直流电压和一组+1.2V~+12V连续可调的直流稳压电源电路，两组输出电流分别I O≥500mA。 3、了解掌握Proteus软件的基本操作与应用。 二、实验线路及原理 1、实验原理 （1）直流稳压电源 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： 图2-1 直流稳压电源的原理框图和波形变换 其中： 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，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，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。 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。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。 4）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。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。 （2）整流电路 常采用二极管单相全波整流电路，电路如图2-2所示。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。电路的输出波形如图2-3所示。 t
数控直流稳压电源的设计
数控直流稳压电源的设计 一、 设计任务和要求 设计一个数控直流稳压电源。 1. 基本要求： 1) 利用实验室提供的低压交流电源，设计整流、滤波、稳压电路； 2) 至少能输出4个档：3V 、5V 、9V 、12V ，用数码管显示； 3) 输出电流要能达到1A 以上，且纹波≤5mV 。 2. 发挥部分： 1) 输出增加了一个7V 的档，进而变为5个档；手动开关控制档的转换。 2) 用ADC0809（模/数转换器）将输出的电压模拟量转换为数字量并输出给译码显示电路以显示正确数字。 二 方案论证 1.可调稳压控制部分 方案一:直接由开关控制档位 5 个单刀单掷开关 手动控制开关,使输出电压分别为 此方法电路简单, 控制方便. 方案二;由多路模拟开关在脉冲CP 的作用下来控制开关 由脉冲控制多路模拟开关,.此方法比依赖与信号源 的CP,且不容易控制. 综合的看上述两种方案,方案一电路简单,控制方便;方案二对CP 的依赖性比较大,在实际应用方面不够灵活.因此对可调稳压器的控制部分应采用方案一. 2.显示电路 方案一:模拟量经模数转换电路输入后，输出转换成数字量，再利用一片共阴极七段显示器显示，结构框图如下：
→ → → 方案一方框图 此方案的优点是比较直观，易懂，而且容易调试，也能满足题目中所给的要求， 但是当输出电压为12v 时, 显示器显示以乱码＂└┘＂代替，不利于读数。 方案二：以方案一为基础，在经过模数转换输出后，加入一些简单的逻辑门，再利用两片共阴极七段显示器显示，结构框图如下： 这种情况下，电路可以直接的显示两位十进制数 ，且不会出现乱码。也能满足其他的要求。 上述两个方案经实践证明均可行，但方案一不能很好的显示两位十进制数，故选择方案二。 二、 设计方案 根据设计任务要求，数控直流稳压电源的工作原理框图如图1所示。它包括整流电路、滤波电路、可调稳压电路、数/模转换电路和译码示电路等五个部分组成。经过整流、滤波、稳压电路后，可得到一个稳定的输出电压值，其中因为输入为低压交流电源,所以整流电路中不需变压器,而可调的稳压电路可通过换档得到不同的输出电压值；A/D 转换器是将此模拟输出量转换为数字输出量，并送给译码显示电路显示出此值。 图 1
可调直流稳压电源的设计说明
. .页脚. 可调直流稳压电源设计报告 任微明（学号：） （物理与电子信息学院 10级科技班, 呼和浩特 010022） 指导教师:高焕生 摘要：主要采用变压器、整流、滤波、稳压的流程思路将输入220V交流电转换成电压3~12V的直流电源。其中，稳压电路采用三端固定稳压器LM317达到稳压效果，因此系统可根据实际需要对其设计进行适当的修改。本系统设计方便简单、易学易改、成本低廉、功能实用。 关键字：变压器；整流；滤波；稳压 1 设计容及要求 1.1 设计目的 1、学习小功率直流稳压电源的设计与调试方法。 2、掌握小功率直流稳压电源有关参数的测试方法。 3、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。 (3)通过电路的设计可以加深对该课程知识的理解以及对知识的综合运用。 1.2 设计容 设计一波形直流稳压电源，满足：当输入电压在220V±10%时，输出直流电压为3~12V。 1.3 设计要求 (1)电源变压器做理论设计； (2)合理选择集成稳压器； (3)完成全电路理论设计、计算机辅助分析与仿真、安装调试、绘制电路图，PCB板；
(4)撰写设计报告、调试总结报告。 2 设计方法与步骤 2.1 设计方法 单元电路设计、PCB板设计、电路的组装与调试。 2.2 设计步骤 （1）功能和性能指标分析：对题目的各项要求进行分析，整理出系统和具体电路设计所需的更具体、更详细的功能要求和技术性指标数据，以求得设计的原始依据。 （2）画出总体电路图，要求按相关规定，布局合理，图面清晰，便于对图的理解和阅读，为组装、调试和维修时做好准备。 （3）按总电路图安装电路，调试并改进。 3 电路的设计 图3 整体电路图 3.1 电源变压器 过整流电路将交流变为脉动的直流电压。由于此脉动的直流压含有较的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。电源变压器的作用是将交流220V的电压变为所需的电压值，然后通过的电压还随电网电压波动、负载何温度的变化而变化。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、负载何温度变化时，维持输出直流电压稳定。 3.2 整流电路 利用二极管的单向导电性，将交流电压变成单向脉动电压的电路，称为整流
可调的直流稳压电源电路设计
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
直流稳压电源设计实验报告(模电)
直流稳压电源的设计实验报告 一、实验目的 1.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 2.掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测量方法 二、实验任务 利用7812、7912设计一个输出±12V 、1A 的直流稳压电源； 三、实验要求 1）画出系统电路图，并画出变压器输出、滤波电路输出及稳压输出的电压波形； 2）输入工频220V 交流电的情况下，确定变压器变比； 3）在满载情况下选择滤波电容的大小（取5倍工频半周期）； 4）求滤波电路的输出电压； 5）说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。 四、实验原理 1.直流电源的基本组成 变压器：将220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。 整流电路：利用二极管的单向导电性，将正负交替的交流电压变换成单一方向的直流脉动电压。 滤波电路：将脉动电压中的文波成分滤掉，使输出为比较平滑的直流电压。 稳压电路：使输出的电压保持稳定。 4.2 变压模块 变压器：将220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。 4.2 整流桥模块 整流电路的任务是将交流电变换为直流电。完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。管D 1～D 4接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。 由上面的电路图，可以得出输出电压平均值：2)(9.0U U AV o ≈ ，由此可以得V U 152=即可 即变压器副边电压的有效值为15V 计算匝数比为 220/15=15 2.器件选择的一般原则 选择整流器 流过二极管的的平均电流: I D =1/2 I L 在此实验设计中I L 的大小大约为1A 反向电压的最大值：Urm=2U 2 选择二极管时为了安全起见，选择二极管的最大整流电路I DF 应大于流过二极
数字控制直流稳压电源
电子系统设计 专业：电子信息科学与技术班级： 0312412 学号： 031341221 题目：数字控制直流稳压电源 学生姓名：黄勇 指导教师：谭建军
数字控制直流稳压电源 摘要 本设计采用数字电位器MCP41010和功率放大电路LM324构成输出电压在0.1-9. 9V的直流稳压电源，整个电路由D/A转换模块、电压放大模块、精密电压源模块和过流保护模块组成。数字控制部分采用+／一按键来调整预设电压值，调整步进0. IV，当按下+／一按键超过1秒时进入快速调整状态，每秒步进为0. 4V。最后再将放大后的输出电压值和输出电流值，经过PIC16F877A的内部A/D转换并在数码管上实时显示。 关键词：数字电位器、 D/A转换、电压源。 Abstract Our design makes full use of the Digital Resistance 41010 and Power Amplifiers LM324 to constitute the steady current source whose output voltages range from O.IVt0 9.9V. The whole circuit consists of digital and analog signal conversion part,voltage amplification part, accurate voltage source part and current limitation part.The output will add or minus O.IV if we press the key every time, what 's more, whichwill change 0.4V if we press the button more than one second. Lastly, samples are sent to PIC and after whose processing the figures tubes will display the result value. Key words: Digital Resistance; D/A Convert; V oltage Source; Current Limitation 1系统设计 1.1设计要求 1.1.1设计任务 设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。 1.1.2、设计要求 (1)输出电压：范围0～+9. 9V，步进0.IV，纹波不大于lOmV。 (2)输出电流：500mA。 (3)输出电压值由数码管显示。 (4)由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减。 (5)为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出+15V，+5V。 1.1.3、发挥部分 1.输出电压可预置在0V-9.9V之间的任意一值。
可调直流稳压电源课程设计报告
可调的直流稳压电源电路设计 目录 一、设计目的 (2) 二、设计任务及要求 (2) 三、实验设备及元器件 (2) 四、设计步骤 (3) 1．电路图设计方法 (3) 2、设计的电路图 (3) 五、总体设计思路 (4) 1．直流稳压电源设计思路 (4) 2．直流稳压电源原理 (4) 1、直流稳压电源 (4) 2、整流电路 (5) 3、滤波电路——电容滤波电路 (6) 4、稳压电路 (8) 5、设计的电路原理图 (9) 3．设计方法简介 (9) 六、课程设计报告总结 (11)
一、设计目的 1、学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2、学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。 3、培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 二、设计任务及要求 1、设计一个连续可调的直流稳压电源，主要技术指标要求： ①输入（AC）：U=220V，f=50HZ； ②输出直流电压：U0=9→12v； ③输出电流：I0<=1A； ④纹波电压：Up-p<30mV； 2、设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。 3、自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量。 4、在实验室MultiSIM8-8330软件上画出电路图，并仿真和调试，并测试其主要性能参数。 三、实验设备及元器件 1、装有multisim电路仿真软件的PC 2、三端可调的稳压器LM317一片 3、电压表、滑动变阻器、二极管、变压器
四、设计步骤 1．电路图设计方法 （1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。 （2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 （3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。 （4）总电路图：连接各模块电路。 （5）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。 （6）采用三端集成稳压器电路，用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输 出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从 0 V起连续可调，因要求电 路具有很强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器 件较少，成本低且组装方便、可靠性高。 2、设计的电路图 图1 可调的直流稳压电源
连续可调直流稳压电源的设计与制作
目录 一、设计目的 (1) 二、设计任务及要求 (1) 三、设计步骤 (1) 四、总体设计思路 (2) 五、实验设备及元器件 (5) 六、测试要求 (5) 七、设计报告要求 (6) 八、注意事项 (6)
直流稳压电源的设计 一、设计目的 1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2．学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。 3．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 二、设计任务及要求 1．设计并制作一个连续可调直流稳压电源，主要技术指标要求： ①输出电压可调：U o=+3V～+9V ②最大输出电流：I omax=800mA ③输出电压变化量：ΔU o≤15mV ④稳压系数：S V≤0.003 2．设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。 3．自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量，交指导教师审核。 4.批准后，进实验室进行组装、调试，并测试其主要性能参数。 三、设计步骤 1．电路图设计 （1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。 （2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 （3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。 （4）总电路图：连接各模块电路。 2．电路安装、调试 （1）为提高学生的动手能力，学生自行设计印刷电路板，并焊接。 （2）在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。 （3）重点测试稳压电路的稳压系数。 （4）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。
直流稳压电源设计实验报告
电气工程系电子信息工程技术专业 题目：直流稳压电源设计 学生姓名：刘现华班号：电信一班学号： 100222101013 指导教师:
一、设计题目 题目：直流稳压电源设计 二、设计任务： 设计并制作用晶体管、电阻器、电容组成的直流稳压电源。 指标：1、输入电压： 2、输出电压：3- 6V、6-9V、9-12V三档直流电压； 3、输出电流：最大电流为1A； 4、保护电路：过流保护、短路保护。 三、理电路和程序设计： 一电路原理方框图： 图1.1 四、原理说明： (1)选用集成稳压器构成的稳压电路， 选用可调三端稳压器LM317，其特性参数V o=(1.2V~37V),Iomax=1.5A,最大输入、输出电压差（Vi-V o）max=40V。符合本任务的基本要求。
(2)选电源变压器 集成稳压电源的输出电压V o即是此电路的输出电压。稳压器的最大允许电流ICM〈Iomax，输入电压根据公式 V omax+(Vi-V o)min≤Vi≤V omin+(Vi-V o)max可求出其范围为12V≤Vi ≤43V。故副边电压取V2=12V，副边电流取I2=1A变压器的副边输出功率为P2≥V2 I2 =12W，由下表可得变压器的效率为0.7。则原边输入功率P1>P2/η=17W。为留有余地，选取功率为20W的变压器。 图1.2 (3)选整流二极管及波电容 整流二极管D选IN4001，其极限参数为VRM≥50V，IF=1A，满足要求。滤波电容C可由纹波电压△V op-p和稳压系数来确定。由式Vi=△V op-pVi /V oSv得△Vi =2.2V，由式C=Ict/△Vi=Iomaxt/△Vi 得C=3636μF。电容C的耐压应大于17V，故取2只2200μF/25V的电容相并联。 (4)电阻RP1的取值 由式V o=(1+Rp1/R1)1.25，取R1=240Ω，则RP1=336Ω时输出电压为3V，RP1=1.49Ω时输出电压为9V ，故取4.7KΩ精密线绕可调电位器。当RP1阻值调至最小端时输出电压为1.25V，当阻值大于1.5KΩ后输出电压不会继续增大，使用Multisim9仿真时为13V,但实际测试时为10V
数控直流稳压电源设计
数字电子系统的数控直流稳压电源设计本系统以AT89C51 单片机作为系统的核心，由D/A数字模拟转换模块、按键、LED串口显示模块等模块组成一个数控电源。该系统实现了输出电压：范围 2 ～＋20 .0 V，步进0.1V，纹波小于100mV；输出电流：1000mA；输出电压值由数码管显示；由“＋”、“－”两键控制输出电压步进增减。输入模块的按键按下之后，单片机有一个输入，单片机将输入的数字一方面给显示模块，让它们在数码管中显示出来；另一部分输给DAC0832，让它转化为模拟量电流输出，通过运算放大器将这模拟量转化为相应的电压，这电压经过放大后控制LM317的控制端，从而实现输出电压的控制。 关键词：AT89C51 单片机, 数控电源, D/A, 直流电源 在现代家庭中各种电器的不断出现，并要求着各种不同值的电源出现，使得家庭购买不同值的电源。数字化的也更加贴近人们的生活，因为它更加的直观，易被接受，大家都开始追求数字化的各类电子产品。数控直流电源有着直观，易操作，各种电压集一身，输出精度和稳定性都较高等优点，所以越来越受广大人们的喜爱。以后家里的电视遥控，电动玩具等都可以共用一个电源。 设计要求 设计并制作有一定输出电压调节范围和功能的数控直流稳压电源，基本要求如下： 1、输出直流电压调节范围2~20V，步进值为0.1V 2、稳压系数小于0.2，纹波电压小于100mv; 3、输出电流为1000mA； 输出电压值用数码管显示，由“+”“-”两键分别控制输出电压步进增和减。 1.2 方案论证 分析本题，根据设计要求先确定了本系统的整体设计原理框图1-1.
采用8位的数字/模拟转换芯片DAC0832是 本系统是基于51单片机的数控电源的设计，8位的单片机，而MX7541是12位数字输入的，因此须用锁存器。而此数控电源要求单步0.1V，2～20V，DAC0832完全可以达到，故选择常用的DAC0832。 可调稳压芯片：根据设计要求输出电压范围2～＋20.0V，输出电流1000mA，本文选择了LM317T三端可调稳压芯片。 按键控制模块：由于本数控电源需要用的按键不多，要实现步进为0.1V的设计要求，只需用一个“+”和一个“-”按键，另外再加两个按键用于实现固定电压输出，按键时可直接输出相应电压。4个按键就可实现本题的设计要求，本文采用一般的电平判键按钮。 显示模块：此系统显示的只是最终电源输出的十位、个位和十分位电压值，只需显示出三个数字，选用数码管显示，用普通的数码管显示简单的数字、符号、字母。
数字直流可控稳压电源
数字显示可调直流稳压电源 第一章设计任务 数字显示可调直流稳压电源 制作一个带数字显示的可调的直流稳压电源，可采用线性稳压电源或者开关电源的形式。 要求：1. 电源用220v交流电供电。 2．直流输出范围9v到12v。 3. 输出电流至少能达到500mA。 4. 输出电压波纹小于50mv。 5. 输出电压的大小可以通过数码管显示，显示结果精确到小数点后1位（即百分位可以不准），显示结果与实际输出电压误差不超过5%（以万用表测量为准） 第二章设计步骤 1．电路图设计 （1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。 （2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 （3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。 （4）总电路图：连接各模块电路。 2．电路安装、调试 （1）为提高学生的动手能力，学生自行设计印刷电路板，并焊接。 （2）在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。 （3）重点测试稳压电路的稳压系数。
（4）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。 第三章方案论证与比较 3．1 稳压电源的分类 稳压电源的分类方法繁多，按输出电源的类型分有直流稳压电源和交流稳压电源；按稳压电路与负载的连接方式分有串联稳压电源和并联稳压电源；按调整管的工作状态分有线性稳压电源和开关稳压电源；按电路类型分有简单稳压电源和反馈型稳压电源，等等。如此繁多的分类方式会让我们摸不着头脑，不知道从哪里入手。我们必须弄清楚各个类别的特点，才能从中选出最佳方案。 3．2．1 稳压电源部分方案 方案一：简单的并联型稳压电源； 并联型稳压电源的调整元件与负载并联，因而具有极低的输出电阻，动态特性好，电路简单，并具有自动保护功能；负载短路时调整管截止，可靠性高，但效率低，尤其是在小电流时调整管需承受很大的电流，损耗过大。 方案二：输出可调的开关电源；
直流稳压电源设计实验报告
直流稳压电源设计实验报 告 Prepared on 22 November 2020
实训报告 题目名称：直流稳压电源电路 系部：电气与信息工程系 专业班级：机制 14-3 学生姓名：郭欣欣 学号： 指导教师：刘岩 完成日期： 2018年1月17日 摘要 随着电子技术的快速发展，高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高，如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量，其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。 本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件稳压电路将交流电压转化为直流电压输出，并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 随着电子技术的快速发展，高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来 越高，如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳 压源为电路提供直流电压和能量，其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件LM317稳压电路将220V交流电压转化为5V直流电压输出，并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 关键词:半波整流电容滤波稳压电路稳压系数纹波电压 目录 一、设计要求 (1) 二、原理分析与设计步骤 1.直流稳压电路结构的选择 (1) 2.交流变压器 (2) 3.整流电路 (2)
4.滤波电路 (2) 5.集成稳压电路 集成稳压器件LM317 (3) LM317典型接法 (4) 6.参数计算与器件选择 (4) 电路参数计算 (4) 元器件清单 (5) 三、实验步骤与测试结果 1.电路搭接与仪器调试 (6) 2.性能参数测试 稳压系数的测量 (6) 输出电阻的测量 (6) 纹波电压的测量 (7) 测量结果分析 (7) 四、实验小结 (7)
数控直流稳压电源
数控直流稳压电源 论文关键词：直流稳压电源单 片机数字控制 论文摘要：本系统以直流电压源为核心，AT89S52单片机为主控制器，通过键盘来设 置直流电源的输出电压，设置步进等级可达，输出电压范围为0—，最大电流为330mA， 并可由液晶屏显示实际输出电压值。系统有过流保护电路，当输出电流过大时功率管自动截至，而且有红色指示灯发出警报。本系统由单片机程控输出数字信号，经过D/A转换器输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压。实际测试结果表明，本系统实际应用于需要高稳定度小功率恒压源的领域。 Keywords： regulated power supply of direct current; single2ch ip m icrocomputer, digital control Abstract：This system to dc voltage
source as the core, mainly AT89S52 SCM, through the keyboard controller to install dc power supply output voltage, setting stepping class can output voltage, the range of V, the maximum current 330mA for, and can show the actual pipe by digital output voltage values. This system consists of microcontroller program output digital signal, through D/A converter (AD0832) output analog amplifier, through isolating amplifier output power, control of base, with the power to change the passive tube voltage output of different voltage. Test results show that this system application in need of high stability of small power constant-voltage source fields. 1 引言几乎所有的电子设备都需 要稳定的直流电源，因此直流稳压电源的应用非常的广泛。直流稳压电源的电路形式有很多种,有串联型、开关型、集成电路、
lm37可调稳压电源制作报告
电子制作设计报告题目：LM317型可调稳压电源 学号：38381115117 姓名：张宏 教学院：信息工程学院 专业班级：2015级软件班 指导教师：张辉 完成时间： 2015年11月12日 目录 1. 课程实践目的................................. 错误！未定义书签。 2. 硬件电路制作 (2) 2.1电路理论分析 (2) 2.2主要制作过程和步骤 (2) 2.3制作过程中注意事项 (2) 3. 测试方案与测试结果 (3) 3.1测试仪器 (4) 3.2作品测试及性能数据 (4) 4. 制作总结 (4)
1.课程实践目的 该设计主要利用可调式稳压器LM317实现直流稳压电源的正负输出可调性。整个电源主要由变压器、整流电路、滤波电路，以及稳压电路几部分组成。其体积小，稳定 性好且性价比较高。而且灵活的可调性，控制效果良好。该电源可广泛运用于电力电 子、仪表、控制等实验场合。 2. 硬件电路制作 2.1电路理论分析 LM317 是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。我国和世界各大集成电路生产商均有同类产品可供选用，是使用极为广泛的一类串连集成稳压器。 LM317 的输出电压范围是 1.2V 至 37V，负载电流最大为 1.5A。它的使用非常简单，仅需两 个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压 器好。LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常 LM317 不需要外 接电容，除非输入滤波电容到 LM317 输入端的连线超过 6 英寸（约 15 厘米）。使用 输出电容能改变瞬态响应。调整端使用滤波电容能得到比标准 三端稳压器高的多的纹波抑制比。LM317 能够有许多特殊的用法。比如把调整端悬 一般当整流输出电流大时，必须用电解电容滤波稳压；输出电流小时，用一般电容或电解电容滤波都可以，如果对直流输出电压有纹波系数要求或者为了防止高频噪 音，用电解电容和小容量无极性电容并联使用效果较好。小容量电容可滤掉脉动直流 中的高次谐波，电解电容滤掉大幅值的低频成分，稳压范围宽、效果好。稳压范围宽、效果好。整流滤波电路对电容器的容量和耐压值要求不是太高，一般根据输出电流大 小估算电容器的容量，输出电流大，容量就大；电流小，容量就小。但是，容量太 大会降低输出电压值，太小则会导致电压脉动大、不稳定。故C1选择耐压大于16V、容量470-2200μF的电解电容均可。C2选用普通的磁片电容即可，容量为 10×104=100000PF=0.1μF。C3的选择类似于C1，电阻选用1/8W的小型电阻。 LM317 三端可调双电源稳压电路，正输出电压是可调的。电路中的VREF=V31(或V21)=1.2V，R1和R2=(120~240)Ω,为保证空载情况下输出电压稳定，R1和R2不宜高于240Ω。 R2 和R2的大小根据输出电压调节范围确定。变压器的选择。输出电压为3~6V，最大电 流可达100mA，因此变压器的功率必须为6W以上，输出电压为两个15V的变压器。2.2主要制作过程和步骤 电容愈大电路带负载的能力愈强，滤波效果愈好；电流平均值愈大(即负载电阻的RL
线性可调直流稳压电源
宁波大红鹰学院 《模拟电子技术》 课程设计报告 课题名称：线性可调直流稳压电源 分院：机械与电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化 班级： 11电自3 姓名：XXX 学号：xxxxxxxxxx 指导教师：XX XXX 二○一三年十二月
线性可调直流稳压电源 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：V =4.5～12.0V； o ≥1A； ②最大输出电流：I omax ③输出纹波：V ≤10mV； P-P ④电压调整率：K u≤5%（最大输出电流时）； ⑤电流调整率：K i≤3%。（输出为12V时）。 二、硬件设计 1、直流稳压电源设计思路 （1）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。 （2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向脉动直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。 （3）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。 （4）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，供给电压表。 2、直流稳压电源原理 （1）、直流稳压电源 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。 图1直流稳压电源的方框图
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整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电 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。 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。 （2）、整流电路 ①直流电路常采用二极管单相全波整流电路 图2单相桥式整流电路 ②工作原理 设变压器副边电压u2=错误！未找到引用源。U2sinωt，U2为有效值。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻R L，且方向是一致的。 图 3单相桥式整流电路简易画法及波形图 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，即电路中的每只二极管承受的最
课程设计_可调直流稳压电源
电子科学与技术专业课程设计 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)
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。 （2）线性稳压电源：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。 （3）开关型直流稳压电源：电路型式主要有单端反激式，单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹，功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态，开关电源因此而得名。开关电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠；缺点相 对于线性电源来说纹波较大（一般≤1% V ) (P P o-，好的可做到十几mV P P- 或更小)。 它的功率可自几瓦－几千瓦均有产品。 2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 （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10-2~10-4。 （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
基于单片机的数字可调稳压电源
摘要 毕业设计论文 基于单片机的数字可调稳压电源的设计 系别： 专业（班级）： 作者（学号）： 指导教师： 完成日期： 蚌埠学院教务处制
基于单片机的数字可调稳压电源的设计 摘要：基于单片机的数字可调直流稳压电源由于原理简单、便于操作、稳定性好、精度高、成本低、易于实现等诸多优点而受到越来越广泛的重视。其性能比传统 的可调直流稳压电源好，非常适合一般教学和科研使用。 本文通过对一个基于单片机的数控直流稳压电源的设计，将单片机数字控制技 术、有机地融入直流稳压电源的设计中，设计出一款数字化通用直流稳压电源，详细介绍了AT89C52单片机应用中的键盘扫描原理、数码管动态显示原理、定 时器中断原理，从而了解单片机相关指令在各方面的应用，同时还介绍了数模 转换芯片DAC0832的工作原理。系统由模拟电源、控制电路、数模转换电路、 放大电路、显示电路等部分构成，输出0-12V电压范围，步进值为0.1V的直流 电源。 电源的数字化控制是人们追求的目标之一，人们对它的要求也越来越高，数控 直流稳压电源能给人们带来很大的方便，为我们工作、科研、生活提供更好、 更方便的服务。本题采用单片机和其他元件及外围电路，开发一个数字可调式 稳压电源，能够设定输出电压值、电压输出显示等功能。 关键词：单片机、直流、稳压、数模转换
Based on single-chip digital adjustable regulated power supply design Abstract: Microcontroller-based digital adjustable DC power supply as simple in principle, easy operation, good stability, high accuracy, low cost, easy to implement, and many other advantages of being more widely appreciated. Performance than the traditional adjustable DC power supply is good, very suitable for general teaching and research use. In this paper, a microcontroller-based digital controlled power supply design, the single chip digital control technology, organic integration into the DC power supply design, digital design of a universal DC power supply, details of the AT89C52 microcontroller applications The keyboard scanning principle, the digital dynamic display principle, the timer interrupt principle, to understand instruction in all aspects of SCM-related applications, but also introduces the DAC0832 digital-analog converter chip works. System consists of analog power supply, control circuits, digital to analog conversion circuit, amplifier circuit, display circuit and other parts, output 0-12V voltage range, step value of 0.1V DC power supply. Digital control of power is one of the goals people pursue, people demand more and more of it, NC DC power supply can give them great convenience for our work, scientific research and to provide better and more convenient service. The problem with single chip and other components and peripheral circuits, the development of a number of adjustable power supply, can set the output voltage, the voltage output display. Keyword s: microcontroller; DC; regulators; digital to analog conversion