正负12V电源设计
双12v电源实验报告
双12v电源实验报告1设计任务及要求设计一个输入220V 交流电压，经双路变压（两路16V ）、整流、双路稳压后输出±12V 直流电压电源。
完成电路原理设计，元件选取及参数计算，并完成PCB 制板，进行软件仿真。
2直流稳压电源在电子电路及设备中，一般都需要稳定的直流电源供电，提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。
直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。
它由变压、整流、滤波、稳压四部分电路组成，如图1-1所示：图1-1直流电源的方框图（1）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，整流电路将交流电压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。
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。
（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。
工频交流脉动直流直流负载3电路设计整体原理图如图3-1所示：图3-1整体电路原理图3.1变压器按设计要求，变压器为220V输入双路16V输出，考虑到负载功率的问题，应该选择功率较大的变压器，本设计中选定EI型全铜变压器220V 转16V交流35W电感变压器。
35W已经完全满足设计要求和安全功率。
原理图和PCB封装分别如图3-2和图3-3所示：图3-2变压器原理图图3-3变压器PCB封装3.2整流电路本次设计采用单相桥式整流电路，它由四只二极管组成，其构成原u的整个周期内，负载上的电压和电流方则就是保证在变压器副边电压2向始终不变。
整流桥如图3-4所示图3-4单相桥式整流路在u2的正半周内，二极管D1、D3导通，D2、D4截止；u2的负半周内，D2、D4导通，D1、D3截止。
±12V简易直流稳压电源设计
±12V简易直流稳压电源设计直流稳压电源是一种常见的电路设计，在各种电子设备中广泛应用。
在这篇文章中，我将介绍如何设计一个基于±12V直流稳压电源。
设计一个±12V直流稳压电源需要考虑以下几个方面：输入电压范围、输出电压稳定性、负载能力和保护功能等。
下面是一个简单的电路设计流程。
1.确定输入电压范围首先，我们需要确定电源的输入电压范围。
一般而言，直流稳压电源的输入电压范围为AC100-240V，输出电压范围是DC±12V。
输入电压范围可以根据实际需求进行调整。
2.选择变压器在选择变压器时，我们需要根据输入电压范围选择合适的型号。
变压器的主要功能是将输入交流电压转换为适当的低压交流电压。
在这种情况下，我们可以选择一个适当的变压器来得到所需的低压交流电压。
3.整流电路接下来，我们需要设计整流电路以将交流电压转换为直流电压。
常见的整流电路包括整流桥和滤波电容。
整流桥可以将交流电压的负半周转换为正半周，从而得到一个脉动的直流电压。
滤波电容可以去除脉动，使得输出电压更加稳定。
4.电压调整电路为了得到所需的输出电压，我们需要设计一个电压调整电路。
这个电路通常使用稳压器，如集成稳压IC或离散元件，来稳定输出电压。
稳压器可以根据负载的需求动态调整输出电压，从而确保输出电压的稳定性。
5.输出电流保护电路为保护负载和电源电路，我们需要设计一个输出电流保护电路。
这个电路可以监测输出电流并在超过设定值时断开输出。
一种常见的保护电路是使用电流传感器和比较器来实现。
当输出电流超过设定值时，比较器将触发保护装置，使输出电路停止工作。
在设计完电路之后，我们需要进行仿真和实际测试来验证电路的性能。
我们可以使用电子设计自动化工具，如Multisim、PSPICE等来进行仿真，并使用示波器、多用表等工具来验证电路的性能。
在设计一个电源时，我们还需要考虑其他一些因素，如温度稳定性、输出电压漂移、电源效率等。
12v电源的课程设计
12v电源的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解12V电源的基本原理，掌握电源的组成、功能及工作流程。
2. 学生能掌握电压、电流、电阻等基本物理量的概念，并了解它们在12V电源中的应用。
3. 学生能了解12V电源的安全使用规范，认识到电源使用不当可能带来的安全隐患。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，正确连接和测试12V电源，具备实际操作能力。
2. 学生能通过实际操作，学会使用电压表、电流表等工具，测量并分析12V 电源的电压、电流等参数。
3. 学生能通过小组合作，解决12V电源在实际应用中遇到的问题，提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生在学习过程中，培养对物理学科的兴趣和热情，提高主动学习的积极性。
2. 学生通过学习12V电源，认识到科技与生活的紧密联系，增强学以致用的意识。
3. 学生在小组合作中，培养团队协作精神，学会尊重他人、倾听他人意见，提高人际沟通能力。
课程性质：本课程为物理学科实验课程，结合理论教学与实际操作，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点：学生处于中学阶段，具备一定的物理知识基础，对实验课程有较高的兴趣，喜欢探索和动手实践。
教学要求：教师需结合学生特点和课程性质，运用启发式教学，引导学生主动探究，注重培养学生的实践能力和科学素养。
在教学过程中，关注学生的个体差异，提供个性化的指导和支持，确保课程目标的达成。
二、教学内容本节教学内容主要包括以下几部分：1. 电源基本原理：介绍电源的定义、分类及工作原理，重点讲解12V电源的组成及其在电路中的作用。
2. 电压、电流、电阻的概念：复习电压、电流、电阻的定义，阐述它们在12V 电源中的应用，并通过实验加深理解。
3. 12V电源的连接与测试：详细讲解12V电源的连接方法，教授学生如何使用电压表、电流表等工具进行电源测试。
4. 安全使用规范：介绍12V电源的安全使用常识，强调操作过程中应注意的事项，预防安全事故的发生。
ATX12V 电源设计指南(中文)V1.3
ATX12V电源设计指南版本：1.3版本历史目录1、简介2、可用文档3、电气3.1 交流输入3.2 直流输出3.3 时序3.4 输出保护4、机械4.1 标签/标识4.2 物理尺寸4.3 气流/风扇4.5 AC连接器4.6 DC连接器5、环境5.1 温度5.2 震动5.3 湿度5.4 高度5.5 机械冲击5.6 随机震动5.7 声学6、电磁兼容性6.1 辐射6.2 抗扰性6.3 输入先行电流谐波和线性闪变6.4 对地磁漏7、可用性8、安全8.1 北美8.2 国际8.3 禁止物质1、介绍1.1适用范围这份文档对符合《A TX2.03主板和机箱规范》的家用电源提供设计建议和参考规范。
文档包括了在A TX规范中没有清晰地说明的细节的辅助信息，比如电源的物理尺寸、散热需求、连接器配置、相关电气和信号时序规范。
这份文档仅仅是提供便利，而没有打算取代用户的独立设计和有效活动。
并没有暗示所有的A TX12V 电源都必须完全符合文档的内容。
在此，设计的具体描述不可能支持所有可能的系统配置。
系统电源需求大量依赖于各种应用因素（比如桌面电脑、工作站或者服务器），使用环境（如温度、线形电压）以及主板需要。
1.2ATX12V与A TX电源的比较这部分简要地说明了这份文档目前定义的A TX电源主要的变化。
即通过12V电压调整器为CPU供电，而不再由主电源的5V提供。
12.1 版本1.3的主要变化增加了+12V的输出能力。
使用+12V的系统组件的功耗不断增加。
A TX12V电源设计应该增加+12V直流输出以满足这些变化。
●最小转换效率：最小可测转换效率和满载效率已经增加到70%。
效率指导中增加了50%和20%负载。
●取消-5V输出：电源指南取消了-5V输出。
这个历史遗留的电压被用来支持ISA扩展卡。
ISA卡在大多数工业应用中已经不再采用，但客户应用可能依然存在，参考版本1.2中-5V的建议。
2、应用文档下面的文档作为设计指导的参考材料。
0～12V可调直流稳压电源设计
0～12V可调直流稳压电源电路图适合电子爱好者制作的从0V起调的稳压电源的电路如图所示。
0～12V可调直流稳压电源电路电路工作原理：由电阻R4、R5组成的采样电路将输出电压Vo的一部分送入运算放大器IC1的反相端，它与由稳压管VZ3、电阻R2和电位器RP组成的基准电压（晶体管V1、稳压管VZ1、电阻R0、R1组成的恒流源为稳压管VZ3提供稳定的电流）相比较，将比较结果送至输出端，从而控制晶体管V3的导通电压。
如果电位偏低，使Vo减小，采样电路亦使晶体管V3的c-e结电压减小，从而使Vo升高，反之亦然。
如此起到了稳定输出电压的作用。
晶体管V4和电阻R7组成过电流保护电路。
当输出电流超过额定电流（本电源为1A）时，V4导通，使晶体管V2和V3截止，输出端无电压输出，防止了电源损坏。
当输出电压小于6V，电流较大且输入电压又很高时，晶体管V3极间压差较大，会引起V3调整管功耗过大，为此本电源特别设置了电压自动转换电路，它由运算放大器IC2与电阻R8、稳压管VZ4及继电器K等组成。
稳压管VZ4与电阻R8组成IC2运算放大器的基准电压，当输出电压低于6V时，IC2输出低电平，继电器K不吸合，触点K1-1、K1-2分别接至变压器8V绕组和6V绕组稳压管；当输出电压高于6V时，IC2输出高电平，K1吸合，K1-1、K1-2分别接至变压器16V绕组和12V稳压管上。
由上可知，在输出电压低时，输人电压也低；输出电压高时，输人电压也高，从而减小V3的功耗。
电阻R9和电容C4组成继电器节能电路，可减小C2的功耗。
元器件选择：电路中变压器T选用二次带中心抽头的16V、功率为20OW的变压器。
运算放大器选用LM324单源四运算放大器。
稳压管VZ1选用4V左右的，VZ2选甲8V，VZ3a和VZ3b分别选用6V和12V的，要求稳压值准确，VZ4选用5.5～5.8V的稳压管。
晶体管V1要求β大于150，V3选用大功率NPN晶体管，型号不限，制作中要加足够的散热片。
12v直流稳压电源设计
12v直流稳压电源设计D内容摘要直流稳压电源是能够保证在电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定的电压的常用的电子设备[1]。
直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。
直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。
本设计采用三端集成稳压器，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±12V电压稳定输出。
关键词：±12V，直流电源，稳压目录内容摘要 (I)引言 (3)第1章直流稳压电源 (4)2硬件电路 (5)2.1 设计要求 (5)2.2 电路设计 (5)2.1 电源变压器 (5)第3章开发环境 (11)第4章总结 (12)参考文献 (13)引言当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。
大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。
当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。
超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。
通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。
袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。
由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。
提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。
直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。
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；按稳压电路与负载直流稳压电源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[1]。
根据调整管的工作状态，我们常把直流稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。
12V直流稳压电源的设计 (1)
参数型稳压电源电路简单，主要是利用电子元件的非线性实现稳压，例如一只电阻和一只稳压二极管即成参数稳压器。按调整元件的工作状态分，有线性稳压电源和开关稳压电源。
反馈调整型稳压电源具有负反馈闭环，是闭环自动调整系统，它的优点是技术成熟，性能优良、稳定，设计与制造简单；缺点是体积大，效率低。
1
当今，电子产品已普及到工作与生活的各个方面，其性能价格比愈来愈高，功能愈来愈强，供电的电源电路在整机电路中是相当重要的。它的性能直接影响整个电子产品的精度、稳定性和可靠性。电压稳定的方式，由传统的线性稳压发展到今天的非线性稳压，电源电路也由简单变得复杂，电源技术正从过去附属于其他电子设备的状态，逐渐演变成一个独立学科分支。目前生产的直流稳压电源种类很多，主要分类方法是按调整元件的工作状态分类，其次还可以从其它不同角度来分类：
2
2.1
设计一个±12V简易直流稳压电源，满足：
1．当输入电压在220V交流时，输出直流电压为±12V。
2．输出电流为1A，容量为24W。
3．输入端须设上电指示灯，输出端须具备短路和过流保护功能。
2.2
1.绘制出所设计的直流稳压电源的系统框图，并分析各组成部分的功能及工作原理。
2.设计出每个功能方框图的具体电路图，并根据所提供的技术参数的要求，计算出电路中所用元件的参数值，最后按工程实际确定元件参数的标称值。具体参数要求：变压器的额定电压、额定电流、额定容量、电压比；整流元件的型号；电阻的阻值和功率；电容的容值和耐压以及类型；稳压块型号等。
3
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。
模电课程设计 正负12V稳压电源的设计
目录第1章绪论 (1)1.1 稳压电源的应用前景与介绍 (1)1.2 未来电子技术发展方向 (1)1.3 本人的主要工作 (2)第2章半导体直流稳压电源电路的设计 (3)2.1总体框图设计方案如下 (3)2.1.1 电路工作原理 (3)2.2 电源变压器单元电路的设计 (4)2.3 整流单元电路的设计 (4)2.4 滤波单元电路的设计 (6)2.5 稳压单元电路的设计 (7)2.6 整体电路参数的确定与元件的选择 (7)第3章仿真与制作 (10)3.1 multisim仿真软件的简介 (10)3.2 仿真电路 (11)3. 3 仿真结果 (11)3.4 PCB电路板的设计 (12)第4章结束语 (13)参考文献 (14)附录A 电路原理图................................. 错误!未定义书签。
附录B 元件清单.. (16)第1章绪论1.1 稳压电源的应用前景与介绍电源可分为交流电源和直流电源，它是任何电子设备都不可缺少的组成部分，交流电源一般为220、50HZ电源，但许多家用电器设备的内部电路都要采用直流电源作为供电能源，如收音机﹑电视机、带微处理器控制的家电设备等都离不开这种电源，直流电源又分为两类：一类是能直接供给直流电流或直流电压的，如电池、蓄电池、太阳能电池、硅光电池、生物电池等。
另一类是将交流电变换成所需的稳定的直流电流或电压的，这类变换电路统称为直流稳压电源。
现在所使用的大多数电子设备中，几乎都必须用到直流稳压电源来使其正常工作，而最常用的是能将交流电网电压转换为稳定直流电压的直流电源，可见直流稳压电源在电子设备中起着主要作用，为设备能够稳定工作提供保证。
随着农业科学技术的不断发展进步，农业科学研究和农业工程应用实践对高压静电电源的需求逐年增多，对其精度、性能、规格、品种、类型、体积、智能化操作等方面都提出了许多新的要求，现有的高压直流电源已经不能满足农业领域中的许多需要，研究和开发适合农业领域要求的多种新型高压直流稳压电源已经成为一种客观需求，而且其社会效益和经济效益都比较显著，市场前景比较光明。
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《电源技术与实训》课程作业作业题目：+12 V稳压直流电源的设计
一、电源的基本认识
1、电源的功能
为电路或电子设备提供直流稳压和电流。
2、组成原理
利用电网提供的交流电源经过变换，将其变成直流电。
主要由四部分组成。
(1)变压环节：根据输出电压的需要，通过工频变压器，将电网电压有效值转化为所需要的交流电压有效值。
(2)整流环节：利用二极管或晶闸管的单向导向电性，把交流电变成单向脉动的直流电。
(3)滤波环节：将脉动直流电压的脉动成分滤掉，使输出电压成比较平滑的直流电流电压。
(4)稳压环节：在电网电压波动和负载电流变化时，保证输出的直流电压稳定。
3、主要技术指标及其含义：
（1）描述输入电压影响输出电压的几个指标形式。
A．绝对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流变化量△Uo与输入电网变化量△Ui 之比。
既：
K= △Uo / △Ui。
B．相对稳压系数：表示负载不变时，稳压器输出直流电压Uo 的相对变化量△Uo/ Uo 与输出电网Ui 的相对变化量△Ui/ Ui之比。
既：
S= （△Uo/Uo）/（△Ui/Ui）
S的大小，反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。
同样在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 C．电压调整率：表示负载电流为额定值输入交流电压的额定值上下变化+10%时，稳压电源输出电压的相对变化量
S u=(△Uo/Uo)x100%
D. 电压稳定度。
负载电流保持为额定范围内的任何值，输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo（百分值），称为稳压器的电压稳定度。
(2)、负载对输出电压影响的几种指标形式
A．负载调整率（也称电流调整率）。
在交流电源额定电压条件下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量
S I=(△Uo/Uo)x100%
B．输出电阻（也称等效内阻或内阻）。
输入电压Ui不变时，输出电压变化量与负载电流变化量之比输Ro=-(△Uo/△Io)。
Ro越小，负载变化对Uo变化的影响越小，表示负载能力越强。
4、电源的类型及各类型的优缺点比较：
类型：
1)硅稳压二极管稳压电源
优点：电路结构简单。
缺点：工作电流较小，稳定电压值不能连续调节。
2)串连型稳压电源
优点：电路简单，调试方便。
工作电流较大，输出电压可连续调节。
缺点：损耗大，效率低。
（当电网电压升高时，其高出的整流电压必须全部降在调整管的集电极和发射极上，消耗的能量会就更大了）
3)集成三端稳压电源
优点：具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等。
缺点：调整管管耗大电源效率低。
4)开关稳压电源
优点：功耗低，输出效率高，自身消耗小。
（相对于串联型稳压电路，串联开关式稳压电路其开关管工作在开关状态，管子在截止和饱和两种状态下交替工作，当晶体管工作在截止状态时，管子的压降大，但流过管子的电流几
乎为零，当管子工作在饱和状态时，流过管子的电流大，但管压降近似为零，所以当晶体管工作在 开关状态时，功耗极低，自身消耗小，连散热片都不需要，输出效率高。
）
缺点：电路复杂，输出电压种所含的纹波较大，对电子设备干扰较大，对元器件的要求不高。
二、设计方案比较
方案一：硅稳压二极管稳压电路。
它是利用稳压二极管的反向击穿特性稳
压的，由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。
(1) 当输入电压变化时如何稳压 根据电路可知：R I V V V V V R I R I Z O ==-=-
Z L R +=I I I
输入电压VI 的增加，必然引起VO 的增加，即VZ 增加，从而使IZ 增加，IR 增加，使VR 增加，从而使输出电压VO 减小。
这一稳压过程可概括如下： VI ↑→VO ↑→VZ ↑→IZ ↑→IR ↑→VR ↑→VO ↓
这里VO 减小应理解为由于输入电压VI 的增加，在稳压二极管的调节下，使VO 的增加没有那么大而已。
VO 还是要增加一点的，这是一个有差调节系统。
(2) 当负载电流变化时如何稳压
负载电流IL 的增加，必然引起IR 的增加，即VR 增加，从而使VZ=VO 减小，IZ 减小。
IZ 的减小必然使IR 减小，VR 减小，从而使输出电压VO 增加。
这一稳压过程可概括如下：
IL ↑→IR ↑→VR ↑→VZ ↓（VO ↓）→IZ ↓→IR ↓→VR ↓→VO ↑。
方案二：三端集成稳压电路。
1.三端固定输出集成稳压器的应用电路
2.三端集成稳压电器内部电路框图
三端集成稳压电路整个方案原理是经过桥式整流后，交流电变成直流电，再经过滤波电容进行，得到平滑的直流电，经过三端集成稳压器得到固定的电压，同时输出正、负电压的电路经过电容稳压，得到取样电压。
因为本次设计的是固定+12V稳压电源，同比较可知方案二具有可靠性高、使用灵活、价格低廉等优点，所以采取方案二设计方法。
三、±12V直流稳压电源的原理
1、工作原理图：
u
2、工作原理图主要元器件：
注：三端集成稳压器W7812、W7912 三个引出端：
输入端（不稳定电压输入端）标以“1”
输出端（稳定电压输出端）标以“2”
公共端标以“3”
输出直流电压Uo=+12V,输出电流IL：0.1A，电压调整率10mV/V,输出电阻Ro=0.15Ω,输入电压Ui的范围15~17V。
因此一般Ui要比Uo大3~5V，才能保证集成稳压器工作在线性区。
3、稳压工作原理：通过变压器将交流电压输入到电路中，经过桥式整流后，交流电变成直流电，再经过滤波电容进行，得到平滑的直流电，经过W7812得到正电压12V，经过W7912得到负电压-12V，最后经过电容稳压，得到取样电压。
四、±12V直流稳压电源的性能指标要求
1、输出电压及电流：（1）V o1=±12V I omax=800mA
2、稳压系数：S v≤5×10-3
运用仿真软件测出实际技术指标
五、参考文献
[1]宋红. 电工电子技术简明教程[M]. 北京：高等教育出版社，2008.
[2]侯大年. 电工技术[M]. 北京：电子工业出版社，2008.。