三端稳压直流电源

原创性声明

本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。

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摘要

直流稳压电源是一种常见的电子仪器，广泛的应用于电子电路、教学实验和科学研究等领域。目前使用的直流电源大部分是线性电源，利用分立器件组成，其体积大、效率低可靠性差、操作使用不方便、自我保护功能不够，因而故障率高。随着电子技术的飞速发展，各种电子、电器设备对稳压电源的性能要求日益提高，稳压电源不断朝着小型化、高效率、成本低、高可靠性发展。高科技设备的发展离不开电源技术的进步，高精度电源已广泛应用到于通信、工业、军事、航空航天、家电等领域。其中弱电的重要性是所有电源的基础，人们对它的研究、开发技术水平也越来越高。低压大电流的电源也是以后发展的方向。而直流稳压电源是常用的电子设备，它能保证在电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定的电压。一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。

此次设计由变压电路，整流滤波电路，稳压电路，可调电路和保护电路几个大部分构成。本文用到LM317和LM337, L7812和稳压器4013来实现电源电路。

本文共分为四章，第一章引言讲叙稳压直流电源在日常生活中的重要性，这次毕业设计的目的。第二章可调直流稳压电源性能指标，介绍了直流稳压电源的各种性能指标。第三章可调直流稳压电源的原理，概括了其各个部分的工作原理。第四章可调直流稳压电源的设计与制作，主要介绍了此次设计的主要元器件及其功能。内容包含此次设计的电路原理图及将这次设计成品进行检测并验证其性能。

关键词：可调变压整流滤波输出电压

ABSTRACT

Dc voltage source is a kind of common electronic instrument, widely used in electronic circuit experiment teaching and scientific research, etc. Currently used dc power supply, linear power supply is mostly using discrete components, their large size, low efficiency and reliability of operation convenience, not enough to self-protection function, thus high failure.Along with the rapid development of electronic technology, electronic, electrical equipment, the performance requirements of manostat, manostat continuously increasing toward miniaturization, high efficiency, low cost and high reliability .High-tech equipment can not develop without power and technological progress, high-precision power supply has been widely applied to the communications, industrial, military, aerospace, appliance and other fields.Including the importance of weak power base of all people its research, development skill levels are increasing.Low-voltage high-current power is the future direction of development.The DC power supply is a commonly used electronic equipment, it can ensure the load in the power grid voltage fluctuations or changes, the output voltage stable.A low ripple, high-precision voltage regulator source in the instrumentation, industrial control and measurement has important practical value.

The design of variable pressure filter circuits, rectifier circuit, voltage circuit, adjustable circuit and protect circuit for most. This LM317 used LM337 and L7812, and to realize the power circuit regulator 4013.

This article altogether divides into four chapters, the first chapter directs to say narrates the constant voltage direct-current power supply in daily life importance, this graduation project goal.The second chapter adjustable cocurrent voltage-stabilized source performance index, introduced the cocurrent voltage-stabilized source each performance index.The third chapter adjustable cocurrent voltage-stabilized source principle, summarized its each part of principle of work.The fourth chapter adjustable cocurrent voltage-stabilized source design and the manufacture, mainly introduced this design main primary device and the function.The content contains this design the electric circuit schematic diagram and carries on this design end product examines and confirms its performance.

Key words：Adjustable Transformation Rectfication Filtering Output voltage

目录

1 引言 (1)

2 直流稳压电源性能指标 (2)

3 可调直流稳压电源的原理 (3)

4 可调直流稳压电源的设计与制作 (7)

4.1所需元器件及其性能 (7)

4.1.1 三极管 (7)

4.1.2 散热片 (8)

4.1.3 稳压器 (9)

4.1.4 电源变压器 (11)

4.1.5 继电器 (11)

4.2变压整流滤波电路 (13)

4.3正负可调电路 (13)

4.4可调直流稳压电源整体电路原理图 (14)

4.5电源测试 (14)

结束语 (15)

致谢 (16)

参考文献 (17)

实物图 (18)

附录 (19)

1 引言

在电子电路和电气设备中，直流稳压电源作为直流能源的提供者，有着极其重要的地位。电源是各种电子、电器设备工作的动力，是自动化不可或缺的组成部分，直流稳压电源是应用极为广泛的一种电源。随着电子技术的日益发展，直流稳压电源是采用当前国际先进的高频调制技术，其工作原理是将开关电源的电压和电流展宽，实现了电压和电流的大范围调节，同时扩大了目前直流电源供应器的应用。与传统电源相比高频直流电源就较具有体积小、重量轻、效率高等优点，同时也为大功率直流电源减小体积创造了条件，此电源又称高频可调式开关电源。直流稳压电源保护功能齐全，过压、过流点可连续设置并可预视，输出电压可通过触控开关控制。自六十年代起，第一台开关电源问世以来，电源在世界各国迅速发展，直流稳压电源也顺势而生，但在初期价格较高，直到八十年代，随着原件工艺的成熟，直流电源的价格也日益下降，应用也变得日益广泛。近几年随着科技的发展，直流电源的工作频率由原来的几十千赫兹发展到现在的几百千赫兹，甚至更高。现在智能化的直流稳压电源也被广泛应用于生产领域，对此的研究开始向高频方面发展。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、建模分析方法和高频大功率开关器件，高性能集成控制器和功率模块的开发研制方面发展。

随着科技的发展，电气、电子设备已经广泛的应用于日常、科研、学习等各个方面。电源作为电气、电子设备必不可少的能源供应部件，需求日益增加，而且对电源的功能、稳定性等各项指标也提出了更高的要求。面对如此高的要求，我们要对电源理论知识有深刻的学习。

2 直流稳压电源性能指标

稳压电源的主要性能指标包括：

①稳压系数

指通过负载的电流和环境温度保持不变是，稳压电路输出电压的相对变化量与输入电压的相对变化量之比。其比值越小，输出电压的稳定性越好。

②输出电阻

指当输入电压和环境温度不变时，输出电压的变化量与输出的电流变化量之比。其比值越小，带负载能力越强，对其它电路影响越小。

③纹波电压

指稳压电路输出端中含有的交流分量，通常用有效值或峰值表示。文波电压越小越好，否则影响正常工作，如在电视接收机中表现为交流“嗡嗡”声和光栅在垂直方向呈现S形扭曲。

④温度系数

指在稳压输入直流电压和电流稳定不变化的情况下，环境温度变化所引起的输出电压变化。温度系数越小，漂移越小，该稳压电路受温度影响越小。

另外，还有其他的一些性能指标如负载调整率、噪声电压等，不一一做详细介绍。总之，直流稳压电源就是利用二极管的单向导通特向，将具有正负两个极性的交流电能变换为只有一个极性的电能[1]。

3 可调直流稳压电源的原理

可调直流稳压电源是一种将220V 50HZ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，保护几个部分的结合能达到设计的要求[2]。如图3.1所示：

图3.1 可调直流稳压电源方框图

①电源变压器：是降压变压器，将输入的220V电压变成低压可用电压。

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。交流电经过整流后得到的是脉动直流，这样的直流电源由于所含交流纹波很大，不能直接用作电子电路的电源。滤波电路可以大大降低这种交流纹波成份，让整流后的电压波形变得比较平滑。电容滤波电路是利用电容的充放电原理达到滤波的作用。在脉动直流波形的上升段，电容C1充电，由于充电时间常数很小，所以充电速度很快；在脉动直流波形的下降段，电容C1放电，由于放电时间常数很大，所以放电速度很慢。在C1还没有完全放电时再次开始进行充电。这样通过电容C1的反复充放电实现了滤波作用。滤波电容C1两端的电压波形。全波整流电路每个整流二极管上流过的电流只是负载电流的一半，比半波整流小一倍。桥式整流电路由于全波整流电路需要特制的变压器，制作起来比较麻烦，于是出现了一种桥式整流电路。这种整流电路使用普通的变压器，但是比全波整流多用了两个整流二极管。由于四个整流二极管连接成电桥形式，所以称这种整流电路为桥式整流电路。如图3.2所示：

图3.2 桥式整流电路

可以看出在电源正半周时，上端为正，下端为负，整流二极管4和2导通，电流由变压器次级上端经过4、2回到变压器1次级下端；可以看出在电源负半周时，1次级下端为正，上端为负，整流二极管1和3导通，电流由变压器1次级下端经过1、3回到变压器1次级上端。1两端的电压始终是上正下负，其波形与全波整流时一致[3]。如图3.3所示：

图3.3 波形图

③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。经过整流和滤波后的电压往往会随交流电源电压波动和负载的变化而变化。电源的不稳定有时会产生测量和计算的误差，引起控制装置的工作不稳定，甚至设备根本无法正常工作。特别是精密电子测量仪器、自动控制、计算装置及晶体管的触发电路等都要求有很稳定的直流电源供电。最简单的直流稳压电源是采用稳压管来问点电压。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，反应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，反应直流稳压电源的优势，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。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[4]。

可调式三端集成稳压器是指输出电压可以连续调节的稳压器，有输出正电压的CW317

系列（LM317）三端稳压器；有输出负电压的CW337系列（LM337）三端稳压器。在可调式三端集成稳压器中，稳压器的三个端是指输入端、输出端和调节端。稳压器输出电压的可调范围为U o=1.2～37V，最大输出电流I omax =1.5A。输入电压与输出电压差的允许范围为：U I -U o = 3～40V。

由于输出电压决定于集成稳压器，为使电路正常工作，要求输入电压U1比输出电压U 输入端电容C1用以抵消输入端较长接线的电感效应，以防止自激振荡，还可抑制电源的高频脉冲干扰。输出端电容用以改善负载的瞬态响应，消除电路的高频噪声，同时也具有消振作用。V是保护二极管，用来防止在输入端短路时输出电容所存储电荷通过稳压器放电而损坏器件[5]。如图3.4所示：

图3.4 稳压电路

④保护电路：当电路短路时，经过1Ω电阻和100Ω电阻时电流增大,使得2N5401三极管的PN结的e，b 导通了。形成了偏执电压，使得三极管的C极导通输出高电平。然后经过10k电阻连接L4013的S端，使得高电平触发。使得Q端输出为高电平。通过3.3K电阻流向三极管2N5551同时让三极管导通。导通后触发了继电器的线圈使得2N5551放电。继而继电器将开关弹开，短路中断，起到保护作用。要使得

电路恢复，L7812放出12V电压经过3.3k电阻使得高电平触发4013的R 使得Q端置0 三极管2N5551截止通过继电器的线圈电流也停止，开关又弹回，使得电路恢复正常工作[6]。如图3.5所示：

图3.5 保护电路

4 可调直流稳压电源的设计与制作

可调直流稳压电源的元器件有:三端稳压器、电源变压器、LM317、LM337、L7812、继电器、自恢复保险、散热片、TC4013BP、电容、电阻、三极管若干。下面将分别介绍一下几个主要元器件：

4.1 所需元器件及其性能

4.1.1 三极管

三极管是一种电流控制电流的半导体器件.其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号, 也用作无触点开关。晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理:

对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。

当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。

在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正偏，发射区的多数载流子（电子）极基区的多数载流子（空穴）很容易地越过发射结互相向对方扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流了。[7]

由于基区很薄,加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic，只剩下很少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给，从而形成了基极电流Ibo.

发射区向基区发射电子：

电源Ub经过电阻Rb加在发射结上，发射结正偏，发射区的多数载流子(自由电子）不断地越过发射结进入基区，形成发射极电流Ie。同时基区多数载流子也向发射区扩散，但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度，可以不考虑这个电流，因此可以认为发射结主要是电子流。

基区中电子的扩散与复合：

电子进入基区后，先在靠近发射结的附近密集，渐渐形成电子浓度差，在浓度差的作用下，促使电子流在基区中向集电结扩散，被集电结电场拉入集电区形成集电极电流Ic。也有很小一部分电子（因为基区很薄）与基区的空穴复合，扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。

集电区收集电子：

由于集电结外加反向电压很大，这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散，同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。另外集电区的少数载流子（空穴）也会产生漂移运动，流向基区形成反向饱和电流，用Icbo来表示，其数值很小，但对温度却异常敏感[8]。本次设计所用的三极管有如下两种：2N5401 PNP 160V 0.6A 0.6W 100MHz

2N5551 NPN 160V.0.6A.0.625W.100MHZ。

4.1.2 散热片

散热片是一种给电器中的易发热电子元件散热的装置，多由铝合金，黄铜或青铜做成板状，片状，多片状等，如电脑中CPU[中央处理器]要使用相当大的散热片，电视机中电源管，行管，功放器中的功放管都要使用散热片。一般散热片在使用中要在电子元件与散热片接触面涂上一层导热硅脂，使元器件发出的热量更有效的传导到散热片上，在经散热片散发到周围空气中去。

就散热片材质来说，每种材料其导热性能是不同的，按导热性能从高到低排列，分别是银，铜，铝，钢。不过如果用银来作散热片会太昂贵，故最好的方案为采用铜质。虽然铝便宜得多，但显然导热性就不如铜好（大约只有铜的50%左右）。

目前常用的散热片材质是铜和铝合金，二者各有其优缺点。铜的导热性好，但价格较贵，加工难度较高，重量过大（很多纯铜散热器都超过了CPU对重量的限制），热容量较小，而且容易氧化。而纯铝太软，不能直接使用，都是使用的铝合金才能提供足够的硬度，铝合金的优点是价格低廉，重量轻，但导热性比铜就要差很多。有些散热器就各取所长，在铝合金散热器底座上嵌入一片铜板[9]。如图4.1所示：

图4.1 散热片

4.1.3 稳压器

LM337 的输出电压范围是-1.2V 至-37V，负载电流最大为0.5A-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。LM337 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常LM337不需要外接电容，除非输入滤波电容到LM337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。为前置级音响电路、精密电路、电子制作等对电源要求实现高精度供电的电路，其内阻小，电压稳定，噪音极低，输出纹波小（输出端仅用100uf），能有效的保证电路的高度稳定工作，提高瞬态特性和高频特性[10]。图4.2所示：

图4.2 LM337

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。稳压电源的输出电压可用下式计算，V o＝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。然而作为稳压电源的输出电压计算公式，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V o＝1.25V—37V（高输出电压的317稳压块如LM317HV A、LM317HVK等，其输出电压变化范围是V o＝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，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[11]。

在应用中，为了电路的稳定工作，在一般情况下，还需要接二极管作为保护电路，防止电路中的电容放电时的高压把317烧坏。图4.3所示：

图4.3 LM317

稳压器的工作指标是指稳压器能够正常工作的工作区域，以及保证正常工作所必须的工作条件，这些工作参数取决于构成稳压器的元件性能。

(1)输出电压范围

符合稳压器工作条件情况下，稳压器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，而其下限由稳压器内部的基准电压值决定。

(2)最大输入-输出电压差

该指标表征在保证稳压器正常工作条件下稳压器所允许的最大输入－输出之间的电

压差值，其值主要取决于于稳压器内部调整晶体管的耐压指标。

(3)最小输入-输出电压差

该指标表征在保证稳压器正常工作条件下，稳压器所需的最小输入－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，稳压器应能保证符合指标规范征所给出的指标。

(5)最大输入电压

该电压是保证稳压器安全工作的最大输入电压。是保证稳压器安全工作所允许的最大的输出电流。

4.1.4 电源变压器

电源变压器是利用电磁感应原理制成静止电气设备，它能将某一电压值的交流电变换成同频率所需要的电压值的交流电变压器的变压比，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。通常直流稳压电源使用电源变压器来改变输入到后级电路的电压。电源变压器由初级绕组、次级绕组和铁芯组成。初级绕组用来输入电源交流电压，次级绕组输出所需要的交流电压。通俗的说，电源变压器是一种电→磁→电转换器件。即初级的交流电转化成铁芯的闭合交变磁场，磁场的磁力线切割次级线圈产生交变电动势。次级接上负载时，电路闭合，次级电路有交变电流通过[12]。

4.1.5 继电器

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。可分为电气量(如电流、电压、频率、功率等)继电器及非电气量(如温度、压力、速度等)继电器两大类。具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中[13]。电磁继电器的工作原理和特性：电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。

当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”[14]。

1、额定工作电压

是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。

2、直流电阻

是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。

3、吸合电流

是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。

4、释放电流

是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。

5、触点切换电压和电流

是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）[15]。如图4.4所示：

图4.4 继电器SRS-12VDC-SL

4.2 变压整流滤波电路

D 1

D4

D2D3 C U

U1U2

图4.5 变压整流电路

220V交流电压通过变压器降压，输出一低电压，再经过桥式整流电路，输出一个直流正电压和一个直流负电压，最后通过滤波电路滤波，输出整流滤波后的直流电压。

4.3 正负可调电路

图4.6 正负可调电路

加上电压后，调节相应滑动变阻器，可以得到-15V～15V之间电压，电压表可显示。

4.4 可调直流稳压电源整体电路原理图

图4.7 直流稳压电源电路原理图

4.5 电源测试

在焊接前检查所有元件是否完好，用万用表依次检测然后准备焊接。焊接的同时主要线的连接，不要虚焊造成短路。在焊接过程中需要注意布线整体情况，尽量节省空间，避免过于混乱。注意LM317芯片的输入输出管脚和桥式整流电路中的二极管的极性，不要反接。焊接完毕后进行通电检测，用万用表检测正负输出电压范围在0～15V左右。按照原理图接的时候必须要保证可靠接地。调试完后可用电源接通实物来检测电压的输出是否和预先设计一样。经过检测可得虽然存在一定的误差，但是误差属于系统误差，可以运用于实际中。根据测试结果表明：输出电压和功率均能达到设计所要求的指标，而且纹波电压远小于最低电压时，电源的绝缘强度良好，当电流过大时保护电路的过流保护功能启动，自动切断从而起到了过流保护作用。

结束语

毕业设计是我大学时代的最后一次作业，这次作业也是我完成最认真的一次作业。四年来在机械与电子信息学院数位老师孜孜不倦的教诲和无微不至的关怀下，我拥有了更加成熟的思想和更加豁达的胸怀，也学到了实用的知识技能。直流稳压电源中需要对制作中的一些细节进行一些检验，发现有不妥的地方需要及时修改，更不能产生虚焊，不然会发生短路，因此整个过程中我们都需要细心。

直流稳压电源的制作需要对电路分析有一定的基础，需要各方面的能力。我们同时要学习各种方法来解决其中出现的问题，对于本次设计的叙述以及电路的分析还有许多不足之处，相信在以后的学习生活中随着电子产业的发展经验也会逐步增加。能够学以致用，将所学的知识应用与实际。

致谢

四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师们四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。

在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。

在论文写作的过程中，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，从论文的选题到确定思路，从资料的搜集、提纲的拟定到内容的写作与修改，继而诸多观点的梳理，都得益于我的指导老师——孙利华老师悉心指导和匠心点拨。谨向孙老师表示我最衷心地感谢和最诚挚的敬意。

临行临别，我要感谢我的同学和朋友们，感谢你们在我论文写作过程中给予我的鼓励、关心和无私的帮助。我坚信带着老师和同学们给我的支持，我一定可以在祖国的发展中奉献青春、展现自我！

最后，我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位老师深表感谢！

三端直流稳压电源的设计与制作

题目：三端直流稳压电源的设计与制作 摘要： 本文介绍了三端直流稳压电源的工作原理，型号及参数特性，整个电路由电压、整注、滤波、稳压四个部分组成。三端直流稳压电源具有全体积小。重星轻。使用方便和工作可靠的优点。本论文先说明三端直流稳城压电源可妥几个部分，和各部分的作用。然后重点介绍三端直流稳压电源的工作原理，其应用。最后说明了主要电路中主要参数的计算发以及实际结果的调试。 关建词 稳压原理取样电路比较放大调事整管注要事项 目录 前言……………………………………………………………………………………第九页 第一章绪论……………………………………………………………………………第九页 1．1目的………………………………………………………………………………第九页 1．2内容及要求………………………………………………………………………第九页 第二章电路设计要求…………………………………………………………………第九页 2．1选择电路形式……………………………………………………………………第九页 2．2串联型稳压电路的工作原理……………………………………………………第九页 2．3三端固定输出集成稳压器………………………………………………………第十页 2．4基本应用电路……………………………………………………………………第十一页2．5三端可调输出集成稳压器………………………………………………………第十三页2．6三端集成稳压电路………………………………………………………………第十四页 第三章注意事项………………………………………………………………………第十四页3．1要防止产生自激振荡……………………………………………………………第十四页3．2要防止稳压器损坏………………………………………………………………第十四页3．3在集成稳压输出端加装自激电容………………………………………………第十五页3．4为减小输出电压汶波应加电容器………………………………………………第十五页3．5注意电路的连接布局……………………………………………………………第十五页3．6集成稳压器应采取散热措施……………………………………………………第十五页3．7应考虑输出电压是否可以调整…………………………………………………第十五页 结论……………………………………………………………………………………第十五页 致谢……………………………………………………………………………………第十六页 参考文献………………………………………………………………………………第十六页 前言 三端直流稳压是电子设备中的衙要组成部分，用来将交流电网电压为稳定的直流电压，一般小功率直流电源由电源变压器。事整流虑波电路和稳压电路等极为今工程技术人员所关注，它以体积小重量轻，使用方便和工作可靠等优点，应用越来越广泛，是名种电子设备小型化和低成本化不可缺小的一种直流稳压方式，已经面为当今直流稳压电源的主流。随着电子信息产生的迅速发展，其范围也必日益扩大，需求量与日俱增。目前三端直流稳压电源技术已经广泛应用于整流电路，滤波电路。稳压器、开关电源维修人员都明白，实际电路的常见故障，有一半在电源问题上，所以三端直流稳压电源是开头电源的重要组成部分，它的好与坏：实现三端直流稳压电源技术是决定以后电子行业经及其他相关行业的又一次突飞猛进有着

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

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。

三端集成稳压器

三端集成稳压器 电子初学者的重要训练课题之一就是用三端集成稳压器组装输出电压可调的稳压电源（见图 1 ），但初学电子的网友们很多都是第一次使用三端集成稳压器，希望能更多地了解它的应用知识，对此，笔者和初学者进行了讨论。 同学：我在电子元件商店见到三端稳压集成块的品种很多，外形和产品型号也各不相同，这种稳压器件可以分成哪几种主要类型呢？ 老师：国产三端集成稳压器已经标准化、系列化了，按照它们的性能和不同用途，可以分成两大类，一类是固定输出正压（或负压）三端集成稳压器 W7800 （ W7900 ）系列，另一类是可调输出正压（或负压）三端集成稳压器 W317 （ W337 ）系列。前者的输出电压是固定不变的，后者可在外电路上对输出电压进行连续调节。今天大家装机使用的就是三端可调正压输出集成稳压器 W317 。 同学：怎样用固定电压输出三端集成稳压器组成稳压电源呢？ 老师：这种电源电路很简单，我先画出电路图（图 2 ）。三端稳压器的输入端接在整流滤波电路的后面，输出端直接接负载，公共端接地，电源就能正常工作，输出稳定的直流电压。但是，在实际应用中为了抑制高频干扰并防止产生自激振荡，在它的输入端并联了电容器 C1 ，输出端并联了电容器 C2 。 同学：国产固定输出三瑞稳压器产品有多少种输出电压可供选择？对它的输入电压 U i 有什么要求呢？ 老师：固定输出正压（或负压）三端集成稳压器产品的输出电压（绝对值）有 5V 、 6V 、 9V 、12V 、 15V 、 18V 、 24V 共 7 种，可以根据实际需要选择使用。为了保证稳压器能够正常工作，要求输入电压 U i 与输出电压 U o 的差值应大于 3V 。压差太小，会使稳压器性能变差，甚至不起稳压作用；压差太大，又会增大稳压器自身消耗的功率，并使最大输出电流减小。厂家对每种型号的稳压器都规定了最大输入电压值。一般取 U i -U o 为 3 ～ 7V 。 同学：从型号上怎样体现三端稳压器输出电压的大小呢？ 老师：我们以 W7800 系列的稳压器产品为例，一般都用“ 78 ”后面的数字表示输出电压的大小。例如， W7806 表示输出电压为 6V ； W7812 表示输出电压为 12V ，等等。 同学：三端稳压器的输出电流有多大呢？ 老师：三端集成稳压器按最大输出电流不同又可分成三个系列： W7800 、 W317 系列的最大输出电流为 1.5A ； W78M00 、 W317M 系列的最大输出电流为 0.5A ； W78IDO 、 W317L 系列的最大输出电流为 0.1A 。 同学：我在商店里看到三端稳压集成块有好几种不同的外形。 老师：国产三端稳压器的封装形式有 F-2 型、 TO-92 型、 S － 1 型、 S-7 型等多种，我这里有几种样品（图 3 ），大家可以看一看。需要特别说明的是，三个引脚的排列和它们的功能，对不同型号的产品或不同厂家的产品可能并不相同，使用时一定要看说明书。

三端稳压器工作原理(精华)

LM317工作原理 三端稳压集成电路LM317是三端稳压集成电路，它具有输出电压可变、内藏保护功能、体积小、性价比高、工作稳定可靠等特点。采用的电路模式如图所示，调节可变电阻R2的阻值，便可从LM317的输出端获得可变的输出电压0U 。 从图中的电路中可以看出，LM317的输出电压（也就是稳压电源的输出电压）0U 为两个电压之和。即A 、B 两点之间的电压也就是加在R2上的电压 222R R U I R =?，而2R I 实际上是两路电流之和，一路是经R1流向R2的电流1R I ，其大小为1/1R U R 。因1R U 为恒定电压1．25V ，Rl 是一个固定电阻，所以1R I 是一个恒定的电流。另一路是LM317调整端流出的电流D I ，由于型号不同（例如LM317T 、LM317HVH 、LM317LD 等)，生产厂家不同，其D I 的值各不相同。即使同一厂家，同一批次的LM317，其调整端流出的电流D I 也各不相同。尽管这祥．但总的来说D I 的电流但是有一定规律的，即D I 的平均值是50A μ左右，最大值一般不超过100A μ。而且在LM317稳定工作时，D I 的值基本上是一个恒定的值。当由于某种原因引起D I 变化相对较大时，LM317就不能稳定地工作。总而言之，2R I 是1R I 、D I 两路恒定电流之和．2R U 是由两路恒定电流1R I 、D I 流经R2产生的，调节R2的阻值即可调节LM317的输出电压0U (0U 是恒定电压1R U 与2R U 之和)。既然D I 和IR1对调节输出电压0U 都起到了一定的作用，并且1R I 是

由R1提供的， I的大小也没有任何限制．是否可以使R1的阻值趋于无穷大， R 1 使 I的电流值趋向于无穷小？如果可以这样做的话，就可以去掉R1，只用可变R 1 电阻R2就可以调节LM317的输出电压。 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。稳压电源的输出电压可用下式计算， V＝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。然而作为稳压电源的输出电压计算公式，R1和R2的阻值是不能随意设定的。首先LM317稳压块的输出电压变化范围是 V＝1.25——37V（高输出电压的LM317稳压块如LM317HV A、 LM317HVK等，其输出电压变化范围是V o＝1.25——45V），所以R2/R1的比值范围只能是0——28.6V。其次是LM317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LM317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LM317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时，LM317稳压块就不能正常工作。当LM317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时，LM317稳压块就可以输出稳定的直流电压。 要解决LM317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LM317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LM317稳压块在空载时能够稳定地工作。此时，只要保证 V/（R1 ＋R2）≥1.5mA，就可以保证LM317稳压块在空载时能够稳定地工作。上式中的1.5mA为LM317稳压块的最小稳定工作电流。当然，只要能保证LM317稳 V/（R1＋R2）的值也可以设定为大于1.5mA 压块在空载时能够稳定地工作， 的任意值。

三端可调式集成稳压电源电路安装

电子教案 三端可调式集成稳压电源电路安装 课题：三端可调式集成稳压电源电路安装 科目：电子装配技训 单位：宝鸡理工学校电工电子教研组

姓名：何慧强 授课班级：电信0735班电信0736班 一、教学内容：三端可调式集成稳压电源电路安装 二、教学目标： 知识目标： 1、了解三端可调式集成稳压电源原理； 2、了解三端可调式集成稳压器的使用方法； 能力目标： 1、培养学生分析电路结构、工作过程的能力； 2、提高学生电子装配的基本技能和技巧； 情感目标： 通过教学激发学生的求知欲望，增强学生的自信心和成就感，培养学生互相合作的团队精神。 三、教学重难点 1、教学重点：掌握三端可调式稳压电源电路的安装和调试 2、教学难点：了解三端可调式稳压电源电路的工作原理 四、教学方法 讲授法、演示法、示范法、实践练习

五、教时：2课时 教学过程： 1、电路结构： （1）电路原理图 （2）电路组成：变压器T 、电路指示灯、LED 、1R 、桥式整流 电路41VD VD -、滤波电容1C 、稳压电路（2C 、3C 、4C 、5VD 、6VD 、2R 、RP 及317LM 等）。 2、元器件参数： 电阻器：1R ΩK 25、 2R ΩK 240、 RP ΩK 7.4 电容器：1C （电解电容）V F 63/470μ 2C （圆片电容）V F 63/1.0μ 3C （电解电容）V F 50/10μ 4C （电解电容）V F 50/47μ 二极管：61VD VD - 40071N 发光二极管：LED 3φ 红色 集成电路IC :三段可调式稳压器317LM （317CW ） 3、元器件识别与检测： 问题： 1、色环电阻器的识别方法是什么？ 2、本次电路中电容器主要以什么方式标称标称容量？ 3、如何判别二极管的正负极性？ 4、如何检测二极管的质量好坏？ 5、三段可调式稳压器317LM 的管脚名称是什么？各起什么作

可调直流稳压电源

要制作可调直流稳压电源，首先来了解一下可调直流稳压电源的基本工作原理。直流稳压电源工作流程为降压、整流（把交流电变直流电），输入滤波、三端稳压器稳压、输出滤波五部分。下面是具体介绍。 220V的交流电从直流稳压电源插头经保险管送到变压器的初级线圈，并从次级线圈感应出经约9V的交流电压送到4个二极管。二极管在电路中的符号有短线的一端称为它的负极（或阴极），有三角前进标志的一端称为它的正极（或阳极）。基本作用是只允许电流从它的正极流向它的负极（即只能按三角标示的方向流动），而不允许从负极流向正极。我们知道，交流电的特点是方向和电压大小一直随时间变化，用通俗的话说，它的正负极是不固定的。但是不管从变压器中出来的两根线中哪根电压高，电流都能而且只能由D3或D4流入右边的电路，由D1或D2流回去。这样，从右边的电路来看，正极永远都是D3和D4连接的那一端，负极永远是D1和D2连接的那一端。这便是二极管整流的原理。 二极管把直流稳压电源交流电方向变化的问题解决了，但是它的电压大小还在变化。而电容器有可以存储电能的特性，正好可以用来解决这个问题。在电压较高时向电容器中充电，电压较低时便由电容器向电路供电。这个过程叫作滤波。图中的C1便是用来完成这个工作的。 经过C1滤波后的比较稳定的直流电送到三端稳压集成电路LM317T的Vin端(3脚)。LM317T是一种这样的器件：由Vin端给它提供工作电压以后，它便可以保持其+V out端(2脚)比其ADJ端(1脚)的电压高1.25V。因此，我们只需要用极小的电流来调整ADJ端的电压，便可在+V out端得到比较大的电流输出，并且电压比ADJ端高出恒定的1.25V。我们还可以通过调整PR1的抽头位置来改变输出电压－反正LM317T会保证接入ADJ端和+V out 端的那部分电阻上的电压为1.25V！所以，可以想到：当抽头向上滑动时，直流稳压电源输出电压将会升高！ 图中C2的作用是对LM317T 1脚的电压进行小小的滤波，以提高直流稳压电源输出电压的质量。图中D5的作用是当有意外情况使得LM317T的3脚电压比2脚电压还低的时候防止从C3上有电流倒灌入LM317T引起其损坏。 元件选择： 直流稳压电源大部分元件的选择都有弹性。IC选用LM317T或与其功能相同的其它型号（如KA317等，可向售货员咨询）。直流稳压电源变压器可以选择一般常见的9-12V的小型变压器，二极管选1N4001-1N4007均可。C1选择耐压大于16V、容量470-2200μF的电解电容均可。值得注意的是C2的容量表示法：前两位数表示容量的两位有效数字，第三位表示倍率。如果第三位数字为N，则它的容量为前两位数字乘以10的N次方，单位为PF。如C2的容量为10×104=100000PF=0.1μF。C2选用普通的磁片电容即可。C3的选择类似于C1。电阻选用1/8W的小型电阻。现在的小电阻一般用色环来标示其阻值，如果你还不会识别这种表示法，请看这篇文章-色环电阻的识别。 本直流稳压电源需要的元件都可以在电子商店买到，主要元件清单如下：

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

直流稳压电源电路设计

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= =≈1.57，直流成分小，= ≈0.45，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=0.9，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。

可调直流稳压电源制作原理

可调直流稳压电源 1、可调直流稳压电源的构成 可调直流稳压电源是由降压、整流、滤波、稳压、调整、滤波、电压指示构成的。 降压的作用是：将输入的220V交流电压降到24V。此时输出的还是交流电压。整流的作用是：将交流电压整流成直流电压。此时输出的是只有正半周的电压。加电指示的作用是：加电后红色指示灯亮。指示稳压电源已经加电。滤波的作用是：将正半周的电压过滤成纹波系数很小的接近直流的电压。稳压的作用是：将纹波系数很小的输出电压稳定在用户需要的直流电压上。输出电压调整：根据用户的需要，调节稳定输出电压值。二次滤波：为了在用电时需要突发大电流时，向负载提供瞬时电流。稳定输出电压。电压指示：将当前输出的电压值用表头显示出来，以便用户对输出电压调整和使用。 其原理框图如图1所示。 图1 稳压电源框图 2、所用的器件和电原理图 组成降压的元件是：变压器B1。组成整流的元件是：D1-D4这四只二极管组成滤波的元件是2200微法、耐压50V的电解电容C1（外形如图3所示）。组成加电指示的元件是：限流电阻R1和红色发光二极管。组成稳压的元件是：可调输出电压的集成三端稳压器LM317。组成输出电压调整元件是：电位器R P（外形图如图4所示）。组成二次滤波元件是：10uF、耐压50V的电解电容C2。组成电压指示元件是：0-24V指针式电压表头。电原理图如图2所示。 图2 可调稳压电路电原理图 图3 电解电容外形图图4 电位器外形

3、电路板布局以及安装 有关电路板上原器件的安装如图5所示。装元器件时应该先装矮的元件，后装高的元件。图（a）是总装配图。图（b）是电位器和发光二极管装配图。图（c）是三端稳压器引脚图。图（d）是表头和输出端子接线图。外形图如图6所示。 （a）（b）（c）（d） 图5装配图 图6 外形图 4、装配顺序及调试方法： 1）首先安装D1-D4构成的电桥。安装完毕后可以从输入端用电10KΩ阻挡正反向测量是否有短路。如果内阻很大则说明没有短路。在接入变压器、开关后插入交流电源。用万用表直流电压50V或数字表的200V档测量输出电压。应该大于30V。 2）上述正确后连接电容C1，连接好后，在用万用表电压档（同上）测试输出电压。注意，电容的极性不可接错，否则电容会爆炸。 3）上述测试无误后连接三端稳压器、发光二极管、电位器和电压指示表头。注意，三端稳压器的引脚不可接错。否则不能输出直流电压。接好后检查无误后可以加电观察输出电压的变化了。调整电位器的旋钮，输出电压就会从1.25V到24V之间发生变化。 做实验时，只要调整到你所需要的输出电压就可以正常使用了。

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

LM317可调稳压电源

目录 摘要 (2) 一、方案论证及比较 (2) 1.基本原理 (2) 2.方案设计与论证 (4) 二、单元电路设计与参数计算 (5) 1.集成三端稳压器 (5) 2.选择电源变压器 (6) 3.选择整流电路中的二极管 (7) 4.滤波电路中滤波电容的选择 (7) 三、总原理图及元器件清单 (8) 1.LM317可调稳压电源设计原理图 (8) 2主要元器件清单 (8) 四、安装与调试 (9) 五、性能测试与分析 (9) 1.输出电压与最大输出电流的测试测试 (9) 2.波纹电压的测试 (10) 3.测试仪器 (10) 六、总结 (10) 参考文献 (11) 附录一 (12)

摘要本电源设计可将220V（市电）经过降压、整流、滤波、稳压之后，输出-15～＋15V的连续可调直流稳定电压。可以给单片机，及其他供电电压在该范围的芯片进行供电。其中稳压模块由LM317和LM337组成，前者实现正向直流电压的稳定输出，后者实现负向直流电压的稳定输出。具有输出稳定，简单易调的特点。 关键词：直流稳压可调 一、方案论证及比较 1.基本原理 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： (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按确定，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。 (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。

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

三端稳压电路图集分析

三端稳压电路图集（六祖故乡人汇编2013年9月8日） LM317可调稳压电源电路图： LM317是可调稳压电源中觉的一种稳压器件，使用也非常方便。LM317 是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。很早以前我国和世界各大集成电路生产商就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1.25V —37V（本套件设计输出电压范围是 1.25V—12V），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。此外它的线性率和负载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。 为保证稳压器的输出性能，R应小于240欧姆。改变RP阻值稳压电压值。D5，D6用于保护LM317。 输出电压计算公式：Uo=(1+RP/R)*1.25 下面是LM317可调稳压电源电路图的元器件清单： 下面是LM317可调稳压电源电路图：

三端集成稳压可调电源电路设计： 如图所示，此电路的核心器件是W7805。W7805将调整器，取样放大器等环节集于一体，内部包含限流电路、过热保护电路、可以防止过载。具有较高的稳定度和可靠性。W7805属串联型集成稳压器。其输出电压是固定不变的，这种固定电压输出，极大的限制了它的应用范围。如果将W7805的公共端即3脚与地断开，通过一只电位器接到-5V左右的电源上，就可以在改变电位器阻值的同时，使集成稳压器的取样电压及输出电压都随之改变。图中RP1就是为此而设计的。只要负电压的大小取得合适便能使输出电压从0V起连续可调，输出电压的最大值由W7805的输入电压决定，本稳压器0V-12V可调。VD3整流，C2滤波，VD4稳压后提供5V负电压。 元件选择：变压器应选用5V A，输出为双14V；二极管VD1-VD4选用1N4001；VDW 选用稳压值为5-6V的2CW型稳压管；RP1用普通电位器；RP2为微调电阻。IC用7805；其它元件参数图中已注明，无特殊要求。 电路调试：元件焊接无误后可通电调试，首先测b点对地电压，空载时应在18V左右；d点电压大约为-5.5V--6V，如不正常,可重点检查VD3，C2，R1，VDW，RP2等元件，然后再测量输出电压，旋动RP1,万用表指针应能在较大范围变动，说明稳压器工作正常；最后

—5v稳压电源与0~30v可调稳压电源

5V稳压电源与0~30v可调稳压电源 姓名专业班级：学号：指导教师： 2011年11月日~2011年11月日 摘要： 5V稳压电源与0~30v可调稳压电源：输入220v交流电后5V稳压电源可输出5v直流电压, 0~30v可调稳压电源可输出0~30v可调直流电压，为需要供电的元器件提供直流电压。采用桥式整流电路，电容滤波，和集成稳压块稳压，本电源可输出稳定直流电压，在后续的学习实验中有很大用途。 关键词：交流，直流，整流，稳压 1.设计任务： 输入220v交流电后可输出5v直流电压,为需要供电的元器件提供直流电压。输入220v交流电后可输出0~30v中任一直流电压,为需要供电的元器件提供直流电压。 1.1 方案论证见图1-1及1-2： 图1-1

图1-2 1.2 工作原理： 5V稳压电源：输入220v交流电后可输出5v直流电压,为需要供电的元器件提供直流电压。市电进入电源，首先要经过变压器由高压变为低压，滤除高频杂波和同相干扰信号，改变电压。然后再经过由 4 个二极管组成的桥式电路整流，和大容量的滤波电容滤波后，再经过集成稳压块7805以及电位器后，输出的的电压，才算真正完成所需要的较为纯净的低压直流电压。 各模块功能： ①电源变压器：降低电压。 ②整流电路：由4只二极管组成的桥式整流电路。 ③滤波：用2200UF25V的电解电容1只和一个104的瓷片电容，接在整流电路 的后面最基本的将交流转换为直流的电路，在所有需要将交流电转换为直流电的电路中，设置滤波电容会使电子电路的工作性能更加稳定，同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰。安装在整流电路两端用以降低交流脉动波纹系数提升，高效平滑直流输出的一种储能器件，我们把这种器件称其为滤波电容。滤波电容具有电极性，我们又称其为电解电容。电解电容的一端为正极，另一端为负极，正极端连接在整流输出电路的正端，负极连接在电路的负端。滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑，稳定。 ④7805的集成稳压块：一只固定式三端稳压器(7805)78XX系列集成稳压器的 典型应用电路5v电源的制作，三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V。从正面看引脚从左向右按①②③顺序标注，接入电路时①脚电压高于②脚，③脚为输出位。如对于78**正压系列，①脚高电位，②脚接地，； 此外，还应注意，散热片总是和接地脚相连。这样在78**系列中，散热片和 ②脚连接。 0~30v可调稳压电源：输入220v交流电后可输出0~30v直流电压,为需要供电的元器件提供直流电压。市电进入电源，首先要经过变压器由高压变为低压，滤除高频杂波和同相干扰信号，改变电压。然后再经过由 4 个二极管组成的桥式

可调直流稳压电源的设计完整版

可调直流稳压电源的设计 直流稳压电源的设计 设计要求 基本要求：短路保护，电压可调。若用集成电路制作，要求具有扩流电路。 基本指标：输出电压调节范围：0-6V，或0-8V，或0-9V，或0—12V； 最大输出电流：在0.3A-1.5A区间选一个值来设计； 输出电阻Ro：小于1欧姆。 其他：纹波系数越小越好（5%Vo），电网电压允许波动范围 + -10%。 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. 设计思想 （1）电网供电电压交流220V(有效值)频率为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，供给负载R L 电路设计

（一）直流稳压电源的基本组成 直流稳压电源是将频率为50Hz 、有效值为220V 的单相交流电压转换为幅值稳定、输出电流为几十安以下的直流电源，其基本组成如图（1）所示： 图（1） 直流稳压电源的方框图 直流稳压电源的输入为220V 的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。 变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，半波整流电路和全波整流电路的输出波形如图所示。可以看出，他们均含有较大的交流分量，会影响负载电路的正常工作。 为了减小电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。理想情况下，应将交流分量全部滤掉，使滤波电路的输出电压仅为直流电压。然而，由于滤波电路为无源电路，所以接入负载后势必影响其滤波效果。对于稳定性要求不高的电子电路，整流、滤波后的直流电压可以作为供电电源。 交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或者负载变化时，其平均值也将随之变化。稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性。 （二）各电路的选择 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U i 。实际上，理想变压器满足I 1/I 2=U 2/U 1=N 2/N 1=1/n ，因此有P 1=P 2=U 1I 1=U 2I 2。变压器副边与原边的功率比为P 2/ P 1=η，式中η是变压器的效率。根据输出电压的范围，可以令变压器副边电压为22V ，即变压系数为0.1。 2.整流电路 T 负 载

0-30自制可调稳压电源

0-30V可调线性稳压电源 作为一名电子爱好者，平时喜欢做一些电子小制作，在电路调试和制作过程中经常为电源犯愁，有时候为了调试一个简单的电路而单独搭一个电源，这样即费时又消磨DIY的兴致。最近本人利用手头一些闲置零件，自己打造了一台“MINI”型直流0-30V可调稳压电源。现将整个DIY过程与大家分享。 （图1） 本人在深圳工作时买了几个大小不一的铝合金外壳（当时看到这些外壳挺漂亮就买了，一直闲置着），其中一个较大一点的外壳尺寸为：134x106x55mm。家里还闲置了一个功率约30W左右的小变压器（该变压器是从旧黑白电视机上拆下来的，有8V和18V两组输出），其厚度还刚好能装到这较大尺寸的铝合金外壳内。既然这么巧合，想不“撮合”它们都找不到理由了。那接下来就是考虑稳压电路部分了，0-30V可调稳压电路可以通过以下几个方案来实现： 1)采用运放加大功率管来实现（市面上很多批量生产的可调稳压电源都采用这种方案），该方案使 用的材料非常低廉，但线路复杂不适合手工搭板； 2)采用LM723专用电源稳压IC加大功率管来实现，该方案比较成熟，线路也比较简单，但LM723 比较难买，需要到电子市场去找或邮购； 3)采用LM317/338电源稳压IC，该方案线路非常简单，但按其典型应用电路接法，输出最低只能 调到1.25V，要想0V起调必须加一个稳定的负电压基准来修正，一些电子杂志上也有人在LM317输出端串联2个二极管来降压，达到调“0V”的目的，这是初学的菜鸟们讨论的问题，大家心知肚明就行了； 4)采用TL431电源稳压IC加大功率管来实现，该方案也具有线路简单的优点，但也同样遇到LM317 不能调“0V”的问题； 5)采用LM2576-ADJ开关型稳压IC来实现，该方案也具有线路简单、效率高等优点，但也同样遇 到输出不能调“0V”的问题和电感线圈比较难加工； 通过一番权衡利弊后，决定采用LM317的方案，刚好手头还有几个闲置的LM317T，“量身”设计的完整电路如图2所示。