线性直流稳压电源详解之线性直流稳压电源设计电路图分析
直流稳压电源原理
图8.5 桥式整流电路电压电流波形
3. 常用整流组合元件
将单相桥式整流电路的四只二极管制 作在一起，封成一个器件称为整流桥。常 用的整流组合元件有半桥堆和全桥堆。半 桥堆的内部是由两个二极管组成，而全桥 堆的内部是由四个二极管组成。
图8.6 半桥堆连接方式及电路符号
输出电压的平均值近似为：
UO≈1.2U2
故二极管的导通时间缩短，一个周期的 导通角θ<π。由于电容C充电的瞬时电流很大 ，形成了浪涌电流，容易损坏二极管，故在 选择二极管时，必须留有足够电流裕量。
电容滤波电路简单，输出电压平均值 UO较高，脉动较小，但是二极管中有较大 的冲击电流。因此，电容滤波电路一般适 用于输出电压较高、负载电流较小并且变 化也较小的场合。
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：
采用某些措施，使输出的直流电压在 电源发生波动或负载变化时保持稳定。
8.1.1 整流电路
小功率直流电源因功率比较小，通 常采用单相交流供电，因此，本节只讨 论单相整流电路。利用二极管的单向导 电作用，可将交流电变为直流电，常用 的二极管整流电路有单相半波整流电路 和单相桥式整流电路等。
1. 电容滤波电路
电容滤波电路如图8.8所示。
图8.8 桥式整流电容滤波电路
假定在t = 0时接通电路，u2为正半周
，当u2由零上升时，VD1、VD3导通，C被
充电，因此uO=uC≈u2
u2达到最大值
时，uO也达到最大值，见图8.8(b)中a点，
然后u2
uC>u2，VD1、VD3截
止，电容C向负载电阻R L放电，由于放
(整理)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 o=4.5～12.0V；②最大输出电流：I omax≥1A；③输出纹波：V P-P≤10mV；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=U2sinωt，U2为有效值。
线性稳压电源和开关稳压电源详解
线性稳压电源和开关稳压电源详解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，是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。
而在开关电源中则不一样，开关管(在开关电源中，我们一般把调整管叫做开关管)是工作在开、关两种状态下的：开——电阻很小;关——电阻很大。
开关电源是一种比较新型的电源。
它具有效率高，重量轻，可升、降压，输出功率大等优点。
但是由于电路工作在开关状态，所以噪声比较大。
?通过下图，我们来简单的说说降压型开关电源的工作原理。
如图所示，电路由开关K(实际电路中为三极管或者场效应管)，续流二极管D，储能电感L，滤波电容C等构成。
当开关闭合时，电源通过开关K、电感L给负载供电，并将部分电能储存在电感L以及电容C中。
由于电感L的自感，在开关接通后，电流增大得比较缓慢，即输出不能立刻达到电源电压值。
一定时间后，开关断开，由于电感L的自感作用(可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用)，将保持电路中的电流不变，即从左往右继续流。
这电流流过负载，从地线返回，流到续流二极管D的正极，经过二极管D，返回电感L的左端，从而形成了一个回路。
通过控制开关闭合跟断开的时间(即PWM——脉冲宽度调制)，就可以控制输出电压。
如果通过检测输出电压来控制开、关的时间，以保持输出电压不变，这就实现了稳压的目的。
在开关闭合期间，电感存储能量;在开关断开期间，电感释放能量，所以电感L叫做储能电感。
二极管D在开关断开期间，负责给电感L提供电流通路，所以二极管D叫做续流二极管。
在实际的开关电源中，开关K由三极管或场效应管代替。
当开关断开时，电流很小;当开关闭合时，电压很小，所以发热功率U×I就会很小。
这就是开关电源效率高的原因。
什么是线性电源?线性电源(Linear power supply)是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
直流稳压电源的种类及选用
直流稳压电源的种类及选用一、线性稳压电源：线性稳压电源是最基本、最常见的一种直流稳压电源。
其工作原理是通过调节电源输出级的放大倍数，使输入电压经过放大后得到稳定的输出电压。
线性稳压电源具有输出纹波小、响应速度快等特点，可以提供较为精确的稳定电压输出。
但是线性稳压电源的效率一般较低，而且对输入电压波动较敏感，适用于对电流精度要求较高的场合。
二、开关稳压电源：开关稳压电源是一种采用开关电源技术的稳压电源。
开关稳压电源通过将输入电压通过开关进行高频开关控制，进而输出稳定的直流电压。
相比于线性稳压电源，开关稳压电源具有体积小、效率高、稳压精度高等优点，适用于对功率密度要求较高的场合。
不过开关稳压电源的输出纹波较大，输出电流负载能力一般较差。
三、开关调谐稳压电源：开关调谐稳压电源是一种结合了开关稳压电源和线性稳压电源的特点的稳压电源。
开关调谐稳压电源在线性稳压电源的基础上增加了开关电源的调谐电路，能够通过调谐电路实现线性和开关两种工作状态的切换，从而在保持稳压性能的同时提高电源的效率。
开关调谐稳压电源适用于对电源效率和稳压性能要求兼顾的场合。
四、直流稳压电源选用的要点：在选择直流稳压电源时，需要根据具体的应用需求和电源参数来进行选择。
1.输出电压范围：根据实际需求确定所需的输出电压范围，选择具备输出范围符合要求的稳压电源。
2.输出电流能力：根据所需的最大输出电流来选择电源的输出电流能力。
一般来说，电源的额定输出电流要大于所需的最大输出电流，以保证电源正常工作。
3.稳压性能：稳压电源的稳压性能是选择的关键指标之一、要求电源能够在额定负载下保持较低的输出纹波和较高的稳压精度。
4.效率：效率是衡量电源能量转换效率的指标，一般来说，效率越高，能耗越低。
选择效率较高的电源可以减少能耗和热量散失。
5.其他特性：根据实际需要，还可以考虑电源的保护功能、响应速度、稳定性等特性。
综上所述，直流稳压电源的种类包括线性稳压电源、开关稳压电源和开关调谐稳压电源，根据实际需求和电源参数来选择适合的电源。
线性稳压电源设计
线性稳压电源设计本实验中设计的直流稳压电源，主要由变压器、整流、滤波电路和稳压电路组成。
其中变压器用于将市电的交流电转换为所需的直流电，整流电路用于将交流电转换为半波或全波直流电，滤波电路用于平滑输出电压，稳压电路用于稳定输出电压。
在本实验中，采用单相桥式整流电路，将交流电转换为全波直流电。
接着，通过滤波电路对电压进行平滑处理，去除电压波动和纹波。
最后，通过三端集成稳压器对电压进行稳定，保证输出电压的稳定性和精度。
四、实验过程1、搭建电路板：按照电路图和PCB图进行布线和焊接，注意元器件的正确安装和连接方式。
2、调试电路：接通电源，使用万用表测量电路各点电压和电流，检查电路是否正常工作。
3、测试电路：连接负载，测量输出电压和电流，检查电路是否满足要求。
五、实验结果经过调试和测试，本实验设计的直流稳压电源能够稳定输出+5V、12V的电压，且输出电流不小于2A，满足实际应用需求。
六、元器件清单本实验所需元器件包括：变压器、整流二极管、滤波电容、稳压器、电阻、电容、LED等。
七、心得体会本实验通过对直流稳压电源的设计和实验，加深了对电源电路的理解和掌握。
同时，也提高了自己的动手实践能力和解决问题的能力。
八、附录：PCB图本实验的PCB图如下图所示，可以根据需要进行修改和优化。
便于估算，假设为理想锯齿波，纹波电压的峰峰值urpp和有效值Ur分别为：其中f=50Hz。
2.线性集成稳压器集成稳压电源分为线性和开关型两类。
线性稳压器具有外围电路简单、输出电阻小、输出纹波电压小、瞬态响应好等优点，但功耗大、效率低，一般用于输出电流5V以下的稳压电路中。
我们选择了LM78xx系列芯片，其中78xx系列为正电压输出，79xx系列为负电压输出，xx为输出电压的值。
根据试验要求，我们选择了LM7805用于输出+5V的直流电压，LM7812和LM7912用于输出±12V的直流电压。
芯片内集成了恒流源、基准电压源、采样电阻、比较放大、调整管、过热过流保护电路、温度补偿电路等，所有电路集成在单块硅片上，只有输入输出公共三个引出端，故名三端式。
直流稳压电源的设计
一、直流稳压电源现代电子设备使用的电源大致有线性稳压电源和开关稳压电源两大类。
所谓线性稳压电源是指起电压调整功能的器件始终在线性放大区的支流稳压电源。
将220V、50Hz的工频电压经过线性变压器降压以后，经过整流、滤波和稳压，输出一个直流电压。
开关稳压电源简称开关电源（Switching Power Supply）,它是指起电压调整作用的期间始终以开关方式工作的一种直流稳压电源。
下面我们对两种稳压电源进行分析。
线性稳压电源原理图如图2-1所示：工频电压器整流滤波电路基准放大器取样由50Hz工频变压器，整流器，滤波器，串联调整稳压器组成。
开关稳压电源其输入，输出隔离的开关电源原理框图：直流输出交流输入EMI滤波器整流滤波变换电路高频变压器整流滤波控制驱动采样比较放大开关电源原理框图50HZ 单相交流220V 电压或三相交流220V/380V 电压经EMI 防电磁干扰电源滤波器，直接整流滤波，然后将滤波后的直流电压经变换为数十或数百千赫的高频方波和准方波电压，通过高频变压器并降压（或升压）后，再经高频整流，滤波电路，最后输出直流电压。
通过采样，比较，放大或控制，驱动电路，控制变换器中功率开关管的占空比，便得到稳定的输出电压。
两类电源的选择:线性稳压源的优点是：电源稳定度及负载稳定度较高；输出纹波电压小；瞬态响应速度快；线路结构简单，便于维修；没有开关干扰。
缺点是：功耗大、效率低，其效率一般只有35~60%；体积大、质量重、不能微小型化；必须有较大容量的滤波电容。
其中，交换效率低下是线性稳压电源的重要缺点，造成了资源的严重浪费。
在这种背景下，开关稳压电源应运而生。
任何电子设备均需直流电源来供给电路工作，特别是采用电网供电的电子产品，为了适应电网电压波动和电路的工作状态变化，更需要具备适应这种变化的直流稳压电源。
但开关稳压电源的主要缺点是电路比较复杂。
输出纹波电压较高，瞬态响应差，并且存在较为严重的开关干扰。
直流稳压电源的设计与制作PPT课件
直流稳压电源的定义和重要性
直流稳压电源是一种能够提供稳定直流电压的电源，广泛应用于各种电子设备和系 统中。
由于电子设备和系统的电压需求通常都是稳定的，因此直流稳压电源对于保证设备 的正常运行和稳定性至关重要。
在现代电子技术和通信技术中，直流稳压电源的应用更是无处不在，因此掌握其设 计和制作技术对于电子工程师和相关专业人员来说具有重要意义。
电压调整率
在输入电压变化±10%的条件下，输 出电压的变化率应小于±1%。
负载调整率
在输出电流变化±10%的条件下，输 出电压的变化率应小于±1%。
测试方法与步骤
纹波电压
在空载条件下，测量输出电压的纹波电 压应小于输出电压的1%。
VS
温度稳定性
在25℃±5℃的条件下，测量输出电压的变 化率应小于±0.1%。
输出电流的确定
总结词
输出电流是衡量直流稳压电源负载能力的重要指标，应根据实际负载的需求进行选择。
详细描述
在确定输出电流时，需要考虑最大负载电流和平均负载电流。最大负载电流是指电源能够提供的最大电流值，而 平均负载电流则是根据实际使用情况来确定的电流值。选择合适的输出电流能够确保电源在各种负载条件下都能 稳定工作。
布线设计
根据电路的电流和电压要求，选择合 适的导线规格和布线方式，确保电路 的电气性能和可靠性。
焊接与调试
焊接技巧
掌握焊接的基本技巧和方法，确保元器件焊接牢固、美观。
调试步骤
根据电路原理，进行调试操作，检查电路的性能指标是否符 合设计要求，并进行必要的调整和优化。
05 直流稳压电源的性能测试
测试方法与步骤
06 直流稳压电源的应用与展 望
应用领域与实例
直流稳压电源参数详解
直流稳压电源参数详解线性直流稳压电源设计应考虑的主要参数有:输入输出电压差,线性调节率,负载调节率,接地电流,电源效率,输出准确率,瞬态响应,频率响应,输出噪声电压等.本文将比较详细地分别介绍这些参数输出电压差(Dropout voltage)输出电压差在线性稳压器中是一个非常重要的参数，而其定义为：当输入电压（电压源）降到某个程度时，其输出电压将不再稳压在预计的输出电压，而在临界点时的输入电压与输出电压的差值即为压降电压。
以图1为例，其输出电压差为3.3V-2.5V＝800mV。
简单来说就是输出功率晶体管的漏极和源极的压差，直接关系到的就是电源功率的消耗，越大的跨压所损失的功率就越大，所以说，输出电压差是越小越好。
图1 LDO输出与输入电压关系对输出PMOS晶体管而言，其漏极是连接到输出端，因此当输入端（源极）电压很小时，晶体管守闭状态，当源极电压加大后，晶体管开启，输出端电压开始爬升，一直到稳定的设定值之间的这段输入电压差，即是输出电压差。
其实对于输出晶体管来说，就是它的饱和电压差(VSD-sat)，当MOS 晶体管大小确定，且闸极电压固定之后，其饱和电压差基本上就不会改变，所以提供闸极电压的前一级放大器，和输出晶体管的大小在设计上都要能达到理想的输出电压差。
对于电源功率消耗的部份，将晶体管饱和电压（VSD-sat）差乘上输出端所流过的电流，即是消耗功率，P = IOUT ×VSD－sat对于一个可携带式电子产品来说，都是由电池来提供电源，这部份的电源消耗当然是越小越好，以求电池寿命能够长久，低压降线性稳压器能够如此受欢迎的原因，就是在这方面能够节省很多的电力。
线性调节率(Line regulation)这项参数在线性稳压器中也是非常重要的，指的是当输入电压产生变化时，相对于输出端电压的改变。
我们预期当输入电压改变时，输出电压能一直维持稳定，但是实际上是有小幅改变，通常以百分比（%）表示。
《直流稳压电源》课件
负载调整率
指在一定负载范围内， 输出电压随负载变化的
程度。
输出电流
01
02
03
04
输出电流
指直流稳压电源输出的直流电 流值，通常以安培（A）为单
位。
电流精度
指输出电流的误差范围，通常 以百分比表示。
负载调整率
指在一定输出电压下，输出电 流随负载变化的程度。
短路保护功能
指直流稳压电源在短路情况下 能够自动切断输出的保护功能
工作原理
利用电磁感应原理，通过一次绕组和 二次绕组的匝数比来降低或升高电压 。
整流电路
作用
将交流电转换成直流电。
工作原理
利用二极管的单向导电性，将交流电的正负半周 转换成单一方向的直流电。
类型
半波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路等 。
滤波电路
01
02
03
作用
将整流后的脉动直流电转 换成平滑的直流电。
输入电流范围
指直流稳压电源能够正常工作的输入 电流范围。
效率
指直流稳压电源将输入的电能转换为 输出的电能的效率，通常以百分比表 示。
温升
指直流稳压电源在工作过程中内部温 度的升高，通常以摄氏度（℃）为单 位。
04
直流稳压电源的应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
定期检查
定期检查电源的输入和输出电压、电流是否正常 ，确保其工作状态良好。
更换保险丝
如发现电源内部保险丝熔断，应及时更换相同规 格的保险丝，并检查电源是否存在故障。
ABCD
清洁除尘
定期清洁电源外壳表面，去除灰尘和污垢，保持 其散热良好。
软件更新
线性直流稳压电源电路详解
线性直流稳压电源电路详解线性直流稳压电源是先把交流电网中的交流电变为单向脉动的直流电，再通过滤波和稳压电路，最终输出稳定的直流电压的器件。
7.1 直流稳压电源的组成电子设备通常需要电压稳定的直流电源对负载供电。
当然可以采用干电池、蓄电池供电，比如：我们常用的收音机、MP3等，也可以采用其它直流电源供电(如太阳能电池)，但它们一般容量小，相对不是很经济，因此，在有交流电网的情况下，一般采用交流电网将交流电转换成稳定的直流电。
直流稳压电源的组成如图7.1所示，一般包括以下几个部分：(1) 电源变压器将交流电网所提供的单相220V或三相380V的交流电压变换成整流电路所需的交流电压。
(2) 整流电路将电网提供的正负变换的交流电压变为单向脉动的直流电压。
但这种单向脉动的直流电压除含有直流成分外，还包含有很多幅度较大的谐波分量，因此脉动很大，距离理想的直流电压还差很远。
(3) 滤波电路将脉动的直流电压变换成平滑的直流电压。
(4) 稳压电路稳压电路的作用就是使输出电压稳定。
一个好的直流稳压电源，应具备输出电压稳定、电源内阻小、输出纹波小等优点，同时，电路也应具有自我保护功能。
7.2 整流电路利用二极管的单向导电性，可以将交流电变为单向脉动的直流电，这一过程称为整流。
二极管整流电路一般可分为半波整流、全波整流和桥式整流电路。
7.2.1 半波整流电路半波整流电路如图7.2所示。
图中T为电源变压器，将电网电压变换为合适的数值，D为整流二极管，RL为负载；u1、u2分别为变压器一、二次电压，是正弦波，uo是负载电压，uD是二极管上的电压。
7.2.2 全波整流电路全波整流电路如图7.4所示。
它是利用两个二极管交替工作，从而克服半波整流电路纹波电压大的缺点。
变压器的两个二次电压大小相等，同名端如图所示。
电路中D1、D2分别在正半周和负半周内轮流导通,并且保证了流过RL的电流方向一致。
在u1正半周,即极性为上正下负时,D1导通，D2截止，负载电流io的流通路径为：a→D1→RL→0，输出电压u0 = u2。
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线性直流稳压电源详解之线性直流稳压电源设计电路图分析
线性直流电源线性模式，是指调整管工作在线性状态下（就是工作在放大区啊）的直流稳压电源。
就比如三极管，有放大、饱和、截止三种工作状态一样，调整管工作在线性状态下，可这么来理解：RW是连续可变的，亦即是线性的。
而在开关电源中则不一样，开关管是工作只有开、关两种状态：开电阻接近很小；关电阻很大接近于无穷大。
工作在开关状态下的管子显然不是线性状态。
所以直流稳压电源，会分为线性模式直流电源和开关模式直流电源。
线性直流电源（Linearpowersupply）是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
要达到高精度的直流电压，必须经过稳压电路进行稳压。
稳压过程稳压过程，是稳压电源的一个核心，所以对这里大致说明一下。
细细的讲的话会很复杂，不过只要我们知道一个规律，分析起来就很方便了。
稳压过程
如输出电压误差放大管基极电压误差放大管基极电流误差放大管集电极电流调整管基极电流（减小的那部分基极电流哪去了？被误差放大管集电极分流了，调整管等效电阻输出电压，完成了调整的目的。
反之也一样，变，掌握了这个规律，对于理解这个概念会很有帮助。
由于调整管相当于一个电阻，电流流过电阻时会发热，所以工作在线性状态下的调整管，一般会产生大量的热，导致效率不高。
这是线性稳压电源的一个最主要的缺点。
但线性稳压电源的优点也是开关电源不可比的：调整速度快、纹波小、干扰小，正是这些优点，使得线性稳压电路在数字电路、CPU供电（家电中的）、信号处理等对电源质量要求较高的电路中得到了广泛应用。
基本工作原理
线性直流电源主回路的工作过程是输入电源先经预稳压电路进行初步交流稳压后，通过主。