直流稳压电源制作和调试
03-直流稳压电源的制作与调试
直流稳压电源的制作与调试直流稳压电源是一种能为负载提供稳定直流电源的电子装置，本训练在对直流稳压电源训练电路组成及工作过程进行分析的基础上，对直流稳压电源实物制作及调试进行指导。
一、训练电路分析直流稳压电源一般由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等四部分组成。
图7.10为一种连续可调的直流稳压电源电路。
工作原理如下：220V 的交流电经过T 1变压器进行降压，变压器降压后次级输出的交流电通过VD 1-VD 44个二极管组成的整流桥进行整流，将交流电转变为脉动的直流电，再经过C 1进行滤波变成平滑，脉动小的直流电，稳压电路采用集成稳压器LM317来实现，LM317有三个端输入端Vin ，输出端Vout ，调整端ADJ,输入端并入瓷介小容量电容用来抵消电感效应，二极管D 5起保护作用，输出表达式为 ,REF U 是集成稳压器的输出电压为1.25V ，1.25V 是三端稳压器输出端与调整端之间的固有参考电压，改变R 2的值，Uo 的值即可改变，由此在输出端即可得到连续可调的直流电压。
图1 可调直流稳压电源训练电路二、实物制作在对训练电路进行实物制作之前，可以利用Multisim 软件对其进行仿真，仿真成功后，利用元器件和PCB 板进行实物制作，实物制作所需元件如表7.5所示。
表7.5 训练电路元件清单REF O U R RU )1(21+=实物制作时注意以下几点：（1）在将器件安装到PCB板上之前，对所选用的器件进行了测试，尽量减少因器件原因造成的电路故障，缩短调试时间，以确保每个器件完好。
（2）安装时，先安装比较小的元件。
首先安装整流电路，再安装稳压电路，最后再装上电容等。
（3）在焊接过程中注意不出现挂锡或虚焊情况，避免人为故障。
（4）电路焊接安装完毕后，应先对照电路图按顺序检查一遍，检查每个元件的规格型号、数值、安装位置管脚接线是否正确。
着重检查电源线，变压器连线，是否正确可靠。
检查每个焊点是否有漏焊、假焊和搭锡现象，线头和焊锡等杂物是否残留在印制电路板上。
自制可调直流稳压电源
自制可调直流稳压电源在电子电路实验和项目制作中，一个可靠的直流稳压电源是不可或缺的。
通过自制一个可调直流稳压电源，您可以根据需要调整输出电压，从而提供适合各种应用的电源。
本文将向您介绍如何自己制作一个简单但实用的可调直流稳压电源。
在开始之前，请确保您具备一定的电子知识和基本的电路制作技能。
材料清单：1. 一个适配器（输入电压220VAC，输出电压12VDC）2. 一个变压器（输入电压220VAC，输出电压12VAC）3. 一个桥整流器4. 一个电容器（容量1000μF，额定电压25V）5. 一个电位器（阻值10kΩ）6. 一个稳压集成电路LM3177. 一个散热器8. 一个转接头（用于连接电路到外部电源）步骤：1. 首先，将适配器插头连接到转接头上并插入电源插座。
确保适配器的输出电压为12VDC。
2. 将适配器的正极连接到桥整流器的“+”端，将适配器的负极接地。
3. 将桥整流器的输出连接到电容器的正极，并将电容器的负极接地。
4. 将电容器的正极连接到稳压集成电路LM317的“输入”脚，将电容器的负极连接到稳压集成电路LM317的“调节”脚。
5. 将电位器的中间引脚连接到稳压集成电路LM317的“调节”脚，将电位器的两侧引脚分别连接到稳压集成电路LM317的“调节”脚和“输出”脚。
6. 将散热器安装在稳压集成电路LM317上以保持散热效果。
7. 将稳压集成电路LM317的“输出”脚连接到您需要供电的电路或设备。
完成上述步骤后，您就成功地制作了一个可调直流稳压电源。
使用和调节：1. 在使用之前，请确保所有连接都正确并没有短路。
2. 将电路连接到您需要供电的电路或设备。
确保极性正确。
3. 通过调节电位器来调整输出电压。
您可以使用万用表来测量输出电压以确保其准确性。
4. 可调直流稳压电源的调节范围通常是从1.2V到12V。
通过旋转电位器，您可以在此范围内调整输出电压。
注意事项：1. 在进行任何操作之前，请将电源拔掉，以确保安全。
直流稳压电源的调试
1端: 输入端 2端: 公共端 3端: 输出端
3 2 1
LM7800系列稳压器外形
3 2 1
1端: 公共端 2端: 输入端 3端: 输出端
LM7900系列稳压器外形
集成稳压电源的分类
三端集成 稳压器
可调式 固定式
负稳压W79XX 正稳压W78XX
注：型号后XX两位数字代表输出电压值
输出电压额定电压值有: 5V、9V、12V 、18V、 24V等 。
全波整流与桥式整流的区别
整流方式 全波整流 桥式整流
变压器制作 复杂 简单
能源利用率 低 高
二极管承受反压 大 小
成本 高 低
滤波电容的选取 1）耐压值
2）容量 C大有利于减小纹波，但C太大
d u i=c 更大，容易烧坏器c件
3）RC的选取
dt
τ d
RLC(35)T2
3直流稳压电源的调试
• 直流稳压电源的基本原理是什么？每个过程所用主要元件的特性是什么？ • 比较全波整流与桥式整流的区别。 • 说明滤波电路中滤波电容的选取原则。 • 使用示波器如何观察大直流电平上叠加的小纹波？ • 桥式整流电路中，如果一只二极管接反，会造成什么结果？
UO
RS
uo
E
RL
稳压输出等效电路
U0
ERL RS RL
当RS≤RL时，UO≈E，当RS与RL可比时 ，UO变化较大 即不稳压。
注意：使用电源时，所接负载不能超过允许值！
3直流稳压电源的调试
~220V
9V
18V
~220V
18V
1
3
7805
C1
2 C2
+5V输出 R
单极性稳压电路
直流稳压电源设计与制作实验报告
直流稳压电源设计与制作实验报告一、引言直流稳压电源是电子设备中常用的电力供应装置，它能够将交流电源转化为稳定的直流电压，并具备稳定输出电压的能力。
本实验旨在设计和制作一台简单的直流稳压电源，通过实验验证其性能指标并探讨其工作原理与特点。
二、实验目的1.了解直流稳压电源的基本工作原理；2.学习使用稳压集成电路进行电源稳压；3.设计并制作一台简单的直流稳压电源。
三、实验原理1. 直流稳压电源的基本工作原理直流稳压电源主要由变压器、整流滤波电路和稳压调节电路组成。
其中，变压器用于将市电转换为适合整流滤波电路工作的交流电源；整流滤波电路用于将变压器输出的交流电转换为近似稳定的直流电；稳压调节电路用于控制输出电压的稳定性，保证负载电流在一定范围内变化时输出电压保持不变。
2. 稳压集成电路的原理稳压集成电路是直流稳压电源中常用的调压元件，其具有稳定输出电压的特点。
常见的稳压集成电路有LM78xx系列和LM317系列，它们在不同的输入电压范围和输出电压范围上都有应用。
这些集成电路内部集成了反馈电路，通过控制电源输出端与负载之间的电流来调整输出电压。
四、实验材料和设备1.变压器2.整流滤波电路元件3.稳压集成电路4.电阻、电容等辅助元器件5.多用途电源板、电路实验台等设备五、实验步骤及结果1. 设计电路图根据实验要求和电源稳定性要求，设计直流稳压电源的电路图。
2. 制作电路根据设计的电路图，将电路实际制作在多用途电源板上。
3. 连接电路将稳压集成电路、变压器和其他电路元件按照电路图进行正确连接。
4. 调试电路接入交流电源后，使用万用表测量输出电压，并调节稳压集成电路的引脚来控制输出电压的稳定性。
5. 实验结果根据调试结果记录并分析直流稳压电源的输出电压稳定性、负载调节性能等指标，并对实验结果进行讨论和总结。
六、实验讨论与总结根据实验结果，我们可以得出直流稳压电源的设计与制作是成功的。
通过稳压集成电路的控制，我们实现了输出电压的稳定性，并能够在一定范围内对负载进行调节。
直流稳压电源的设计与制作
直流稳压电源的设计与制作直流稳压电源是一种用于给电子设备提供稳定直流电压的电源设备。
在电子制作、实验以及工业控制系统中广泛应用。
下面将介绍如何设计和制作一个简单的直流稳压电源。
首先，设计一个电源电路。
直流稳压电源的核心是一个稳压器件，常用的稳压器有线性稳压器和开关稳压器。
线性稳压器的原理是通过调节电源电压上端的电阻来控制输出电压，其优点是稳压性好，但效率较低。
开关稳压器的原理是通过开关控制元件来调节输出电压，其优点是效率较高，但稳压性较差。
根据自己的需求选择适合的稳压器件。
接下来，根据选定的稳压器件制作电路板。
首先，在电路板上布置稳压器件和其他必要的元器件，如滤波电容、限流电阻等。
然后，连接电路板上的各个元器件，使用焊锡将其固定在电路板上。
注意保持电路的紧凑和结构的稳定，防止元器件之间短路或松动。
接着，搭建电源电路的输入和输出端。
将输入端与市电或其他电源连接，确保输入电压和电流在稳定范围内。
将输出端与需要供电的设备连接，确保输出电压和电流符合设备的要求。
最后，进行电源的测试和调试。
将电源接通电源，通过电压表和电流表测量稳压电源的输出电压和电流，确保其在稳定范围内。
根据需要，可以使用可调电阻来调节输出电压，以确保满足设备的电源要求。
需要注意的是，直流稳压电源设计和制作过程中要保证安全。
如需接通电源泄漏和短路保护装置，注意绝缘和接地，避免触电和设备损坏。
总之，设计和制作直流稳压电源需要根据自己的需求选择稳压器件，设计电路图，制作电路板，搭建输入输出端，进行测试和调试。
通过这些步骤，一个简单的直流稳压电源就可以制作完成。
在直流稳压电源设计和制作的过程中，还需要考虑一些其他要素，如过流保护、过压保护和温度保护等。
这些保护措施可以提高电源的可靠性和安全性。
过流保护是指在输出端口控制电流的大小，防止电流超过设定值而损坏设备或电源本身。
常用的过流保护电路有两种：电阻式和电子式。
电阻式过流保护是通过在输出回路中串联一定大小的电阻，当电流超过设定值时，电阻将发热并触发保险丝或继电器断开电路，实现过流保护。
可调直流稳压电源的制作与调试教案
一、教案基本信息可调直流稳压电源的制作与调试教案课时安排：2课时教学目标：1. 了解可调直流稳压电源的原理及组成；2. 学会使用相关仪器仪表进行电路调试；3. 能够独立完成可调直流稳压电源的制作与调试。
教学重点：1. 可调直流稳压电源的原理及组成；2. 电路调试的方法与技巧。
教学难点：1. 电路调试过程中可能遇到的问题及解决方法。
二、教学过程1. 导入：通过展示实际应用场景，引导学生了解可调直流稳压电源的作用及重要性。
2. 讲解：讲解可调直流稳压电源的原理及组成，包括电源模块、稳压模块、调节模块等。
3. 演示：教师演示可调直流稳压电源的制作过程，讲解各个步骤及注意事项。
4. 实践：学生分组进行可调直流稳压电源的制作，教师巡回指导，解答学生疑问。
三、课后作业1. 复习可调直流稳压电源的原理及组成；3. 完成课后练习题。
四、教学评价1. 学生制作的可调直流稳压电源是否符合要求；2. 学生对制作与调试过程中的问题是否能够独立解决；3. 学生对可调直流稳压电源相关知识的掌握程度。
五、教学资源1. 教材或教学参考书；2. 可调直流稳压电源制作套件；3. 相关仪器仪表（如电压表、电流表等）；4. 电源设备；5. 辅导资料及课后练习题。
六、教学过程1. 引入：通过展示不同类型的电子设备，强调稳压电源在实际应用中的重要性。
2. 理论讲解：深入解析稳压电源的工作原理，包括电压调整、电流限制、热稳定等。
3. 示范操作：演示如何正确连接元件，包括电容、电阻、晶体管等，并进行电源调试。
4. 学生实验：学生独立或分组制作稳压电源，教师提供必要的技术支持。
5. 成果展示：学生展示自己制作并调试成功的稳压电源，分享制作过程中的心得体会。
七、教学评价1. 学生稳压电源的工作性能是否稳定可靠。
2. 学生对稳压电源原理及相关电子元件的理解程度。
3. 学生解决问题的能力，以及在团队合作中的表现。
八、教学难点1. 稳压电源的精确调节和稳定性控制。
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。
项目二 直流稳压电源制作与调试
任务1 认识整流电路
变压器： 将正弦工频交流电源电压变换为符合用电设备所需要的正弦工频交流电压。 整流电路： 利用具有单向导电性能的整流元件，将正负交替变化的正弦交流电压变换成单 方向的脉动直流电压。 滤波电路： 尽可能地将单向脉动直流电压中的脉动部分（交流分量）减小，使输出电压成 为比较平滑的直流电压。 稳压电路： 使输出直流电压在电源发生波动或负载变化时保持稳定的措施。变压器是将 220v交流电变成所需大小的交流电。 整流电路: 是将工频交流电转换为脉动直流电。 滤波电路: 将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。 稳压电路: 采用负反馈技术，对整流后的直流电压进一步进行稳定。
任务二 认识滤波电路
看一看——电容滤波电路
在整流电路的输出端与负载端之间并联一个电解电容C，如图 所示。
a）原理图
b）实物示意图 图2.12 桥式整流电容滤波
任务二 认识滤波电路
学一学——基本滤波电路
在整流电路之后，需要加接滤波电路，尽量减小输出电压中交流分量， 使之接近于理想的直流电压。
a)电路
任务1 认识整流电路
学一学——单相半波整流电路
利用具有单向导电性能的整流元件如二极管等，将交流电转换成单向脉动直流电 的电路称为整流电路。整流电路按输入电源相数可分为单相整流电路和三相整流电路 ，按输出波形又可分为半波整流电路和全波整流电路。目前广泛使用的是桥式整流电 路。 单相半波整流电路（如图）的输出电压在一个工频周期内，只是正半周导电，在 负载上得到的是半个正弦波。负半周时，二极管D承受反向电压。
o 2 2 2 0
o 2 o L L 2 D o L
RM
2M
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负载电流的变化量可以比稳压管工作电流的变
化量扩大（1+）倍。
25
+
+
T
iL
UI iR
–
iZ
UZ
RL UO
–
串联式直流稳压电路的基本形式 两个主要缺点：
(1) 稳压效果不好。Uo=UZ –UBE
(2) 输出电压不可调。
改进的方法：在稳压电路中引入带电压负 反馈的放大环节。
26
2. 具有放大环节的串联型稳压电路
S
+
uo
–
RL
没时有的电输容出t
波形
t
a
u1 u1
D4
u2
D1
S +
D3
C–
uo
D2
RL
b
2. RL接入（且RLC较大）时
电容通过RL放电， u2 在整流电路电压小
(忽略整流电路内阻)
于电容电压时，二
t
极管截止，整流电 uo 路不为电容充电，
uo会逐渐下降。
t
17
a
iD
u1 u1
D4
u2
D1
S +
+
RL UO
_
四 、影响稳压特性的主要因素
1. 电路对电网电压的波动抑制能力较差。例：
UIVC2 Uo 2. 流过稳压管的电压随 UI 波动，使UZ 不稳定
，降低了稳压精度。
3. 温度变化时，T2组成的放大电路产生零点
漂移，时输出电压的稳定度变差。
32
五、改进措施
1. 选用差动放大器或运放构成的放大器代替T2管构
1
13 R7
金属膜电阻
1.2KΩ /0.25W
1
14 RP1 金属膜电位器
470Ω/0.25W、卧式
1
15 C1
电解电容
3300μ F/25V
1
16 C2
电解电容
100μ F/25V
1
17 C3
电解电容
10μ F/16V
1
18 C4
电解电容
4.7μ F/16V
1
19 C5
电解电容
220μ F/16V
D3
C–
uo
D2
RL
b
u2
t
整流电路的
uo
输出电流iD
t
18
只有整流电路输出电压大于uo时，才有 充电电流iD 。因此整流电路的输出电流是
脉冲波。
可见，采用电容滤波时，整流管的导通角较小。
19
a
u1 u1
D4
u2
D1
S +
D3
C–
uo
D2
RL
b
3. RL接入（且RLC较大）时 u2
电容充电时，电容 电压滞后于u2。
RLC越小，输出电 uo 压越低。
20
(考虑整流电路内阻)
t
整流电路的 输出电流
t
二、电容滤波电路的特点
(1) 输出电压 Uo与放电时间常数 RLC 有关。
RLC 愈大 电容器放电愈慢 Uo(平均值)愈大
一般取 τd
T RLC(35)2
(T:电源电压的周期)
近似估算:Uo=1.2U2。
三 、输出电压的确定和调节范围
UOR 1R W R 22 R R 2WUZUB2 E
UOmaxR1R R 22R WUZUB2E UOmi nR1R W R 2 R 312 R WUZUB2E
+ R3
UI
_
T1
R
R1
T
2
RW1 RW2
RW
UZ UB2 R2
名称
型号或规格
数量
备注
1 N1 桥堆（整流桥）
RS206
1
2 FU1 印制板熔断器
1.5A
1
1A、0.75A
3
V1
调整三极管 3DD207（配套对应散热片） 1
3DD303A、D680、2N1489
4 V2
比较三极管
3DG8A
1
3DG6、MPS9700
5 V3
放大三极管
3DG12A
1 2SC1213、3DG130A、MPS9434
34
七、串联反馈式稳压电路缺点
调整管工作在线性放大区，当负载电流较大时:
损耗 (P=UCE IL) 大 电源的效率 ( =Po/Pi=UoIL/UiIi) 较低
为了提高效率，可采用开关型稳压电源。
35
手工制作直流稳压电源方法
内容
1、消化线性直流稳压电源电路（电路结构、不同的实现 方式或手段、工作原理）；
如: RL 愈小( IL 越大), Uo下降多, S 增大。
结论：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。
22
稳压电路
稳压电路
常用稳压电路 (小功率设备)
稳压管 稳压电路
线性 稳压电路
电路最简单， 但是带负载能 力差，一般只 提供基准电压， 不作为电源使 用。
以下主要讨 论线性稳压 电路。
3、反复校对原理图，并找出元器件实物放到各自的位置，注意 调整孔距、走线等。
3 2 1注
相器器意
邻件件测
器引外量
件脚形：
尺之尺
寸间寸
（尺；
保寸
持；
与
功
率
器
件
一
定
距
器件放置方式：立式、卧式；
离
器件放置位置：1、功率性器件、接插件一般放置在板子边缘区域；）
2、同类型器件尽可能按同一方向布局；
；
3、连接线以最短为原则，尽可能使过孔数最少。
14
电容滤波电路
一、滤波原理
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析， 其电路如图所示。
a
u1 u1
D4
u2
D1
S +
D3
C–
uo
D2
RL
b
桥式整流电容滤波电路
15
a
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
D2 b
1. RL未接入时(忽略整流电路内阻)
u2
设t1时刻接 通电源
整流电路为 电容充电
t1
uo
充电结束
16
直流稳压电源的组成
黑龙江农业工程职业学院 自动化系
1
在电子电路及电子设备中，一般都需要稳定的 直流电源供电，在这里我们主要介绍单相的功率 稳压电源。
这类电源可以将频率为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 百毫安以下的直流电压。
2
u
整
u 流u
滤
波u
稳
压u
1
2
电3
u2<0时，二极
管截止,输出电 流为0。
uo=0
b
7
Ta
D
(1) 输出电压波形：
iL
uo
u1
u2
RL
u
t
(o2)二极管上的平均电流：
b
ID = IL
(3)二极管上承受的最高电压： URM 2U2
(4)输出电压平均值（Uo）：
U o2 1 π0 2πuodt 2 πU 20.4U 52
(2) 流过二极管瞬时电流很大。
RLC 越大 Uo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 故一般选管时，取 IDF(2~3)I2L(2~3)1 2U RL o
21
(3) 输出特性(外特性)
1.4U2 uo 电容滤波
0.9U2
纯电阻负载
0
IL
输出波形随负载电阻 RL 或 C 的变化而改变, Uo 和 S 也随之改变。
手工制作印制电路板
在正确绘制印刷电路板图的基础上可以实际制作印制板了，具体七步骤：
1、把设计好的1：1图纸剪下来，用透明胶贴在单面敷铜板的铜面上，通过誊写纸 把图誊写在单面覆铜板上；
2、用冲子在焊盘、过孔中心点敲一下，形成凹进去的小坑（保证钻孔时不打滑）， 然后打孔，全部打完后撕下图纸（本步也可以在腐蚀后执行）；
24
开关型 稳压电路
效率较高， 目前用的也 比较多，但 因学时有限， 这里不做介 绍。
串联反馈式稳压电路
一、电路结构的一般形式
1. 串联式直流稳压电路的基本形式
+
UI iR
–
iZ
T UZ
+ 实际上是射极输出
iL RL
UO
器，Uo=UZ-UBE 。
但带负载的能力比
– 稳压管强。
iR0, iZ iB iL iE (1 ) iB
1
20 XP
插座
5.08mm双针插座
1
手工绘制印制板图
手工绘制印刷电路板图是比较能体现电子制作水平的。印刷电路板简称印制 板，工厂制作与业余制作有很大的不同。工厂一般根据客户提供的电路原理 图用计算机设计出印刷板图，然后经过照相制版等技术做出印制板，然后上 阻焊、印字等形成成品，需要一系列设备。而传统的业余制作中只能采用敷 铜板加腐蚀液的土方法制作印制板。近年来推出的万用试验板、感光电路板 等新型技术，解放了广大的电子 爱好者和电子产品开发者。加之PC机的普及， 用CAD软件设计电路、自动生成PCB（印刷电路板）已经不算难事了。甚至直 接打印在胶片上配合感光电路板做印刷板更是方便极了。
常见的小功率整流电路，有:单相半波、全波、桥 式和倍压整流等。
为分析简单起见，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。