直流稳压电源的设计制作方法
模电课程设计直流稳压电源
直流稳压电源设计1. 引言直流稳压电源是一种用于提供恒定直流电压输出的电子设备，广泛应用于各个领域的电子设备中。
本文将详细介绍直流稳压电源的设计过程，包括理论基础、电路设计、实验步骤和结果分析等。
2. 理论基础2.1 直流稳压原理直流稳压电源的基本原理是通过负反馈控制技术，使得输出端的电压保持在一个稳定值。
在负载变化或输入电源波动时，通过调节控制信号，使得输出端的电压不受影响。
2.2 稳压管稳压管是直流稳压电源中常用的元件，它能够根据输入端的变化自动调整其导通状态以保持输出端的恒定电压。
常见的稳压管有Zener二极管和三端稳压器。
2.3 变压器变压器是直流稳压电源中用于降低或升高交流输入电源的元件。
通过变换输入端的交流电压，可以得到所需的直流输出电压。
3. 电路设计3.1 输入端设计输入端设计包括交流输入电源的接入和滤波。
将交流输入电源通过变压器降压至所需的电压等级。
使用滤波电路对输入信号进行滤波，去除交流成分，得到纯净的直流信号。
3.2 稳压管设计稳压管是直流稳压电源中最关键的元件之一。
根据所需的输出电压和额定电流，选择合适的稳压管进行设计。
在稳压管前后分别加上适当的限流电阻和维护电阻，以保证稳定工作。
3.3 输出端设计输出端设计主要包括负载调节和过载保护。
通过连接合适的负载电阻，并在输出端加上过载保护元件，可以实现对输出端电流和功率的控制和保护。
4. 实验步骤4.1 确定需求和参数首先需要明确直流稳压电源的需求和参数，包括输出电压、额定电流、负载范围等。
4.2 选取元件和计算参数根据需求确定所需的元件，并进行参数计算。
包括变压器的变比计算、稳压管的选择和限流电阻的计算等。
4.3 绘制电路图根据元件选取和参数计算结果，绘制直流稳压电源的电路图。
4.4 搭建实验电路按照电路图，搭建实验所需的电路，连接各个元件。
4.5 调试和测试对搭建好的实验电路进行调试和测试，包括输入端、稳压管和输出端的工作状态检查。
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。
12V直流稳压电源设计
12V直流稳压电源设计一、设计要求：1.输出电压：12V（直流）2.输出电流：可调整范围为0-2A3.稳压精度：小于2%4.输入电压范围：220VAC5.效率：大于80%二、设计思路：为了满足上述设计要求，可以采用变压器、整流滤波、稳压电路等组成的基本电源设计结构。
1.变压器：根据输入电压要求为220VAC，通过变压器降压为12VAC，变压器的绕组比例为220/12=18.3:12.整流滤波：将变压器输出的12VAC信号通过桥式整流电路进行整流，然后经过滤波电路，将波形平滑为直流信号。
3.稳压电路：为了实现稳压功能，可以选择使用LM7805稳压芯片。
4.输出电流调节：在稳压电路之后，可以连接电流限制电路，以便根据需要调整输出电流。
5.效率提高：为了提高效率，可以使用MOS管进行电流调节，并配备恰当的负载驱动电路。
三、具体设计步骤：1.计算变压器比例：根据输入电压为220VAC，输出电压为12VAC，通过变压器降压的比例为220/12=18.3:1、因此，可以选择变压器的绕组比例为18.3:12.整流电路设计：将变压器输出的12VAC信号通过桥式整流电路进行整流。
桥式整流电路一般采用四个二极管组成，可以将交流信号转换为单向的脉动直流信号。
整流后的电压峰值为12VAC*1.414=16.97V。
3.滤波电路设计：通过添加电容器，将整流后的脉动直流信号进行平滑处理，得到更接近直流信号。
根据输出电流的需求，选择合适的电容器容值，一般可以选择1000uF的电容器。
4.稳压电路设计：连接稳压芯片LM7805，将整流滤波后的信号稳定在12V。
为了提高稳压精度，可以在输入端添加滤波电容器和稳压电容器。
5.电流限制电路设计：根据需要调整输出电流，可以选择合适的限流电阻。
6.提高效率：通过使用MOS管进行电流调节，并配备恰当的负载驱动电路，可以提高效率。
四、安全考虑：1.输入电压：在设计电路时，应确保输入电路采用适当的隔离方式，以确保操作的安全性。
3V直流稳压电源设计
3v 直流稳压电源的设计摘要：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。
一、稳压电源的原理图分析工频交流脉动直流直流负载（一）电路原理简图交流输入出 （二）电路结构原理图220V 交流电经过变压器降压输出。
交流电经过二极管的整流得到脉动直流，然后通过电容的滤波作用，得到平稳直流。
经过稳压电路，最后得到稳定的直流电压。
二、电路方案设计（一）电路原理图2.1整流电路工作原理：利用二极管的单向导电特性，用四个二级管组成整流桥。
（二）二极管的桥式整流由于二极管的单向导电特性，交流电在正半周期与负半周期的流向交替变化，而由此形成的两个电压叠加后形成一个连续的脉动直流电压。
整流效果如下图所示：（三）整流波形优点：桥式整流电路的绕组只有一组，绕制工艺简单，对整流管的要求也相对较低。
因此，选择相对较容易实现及成本较低的桥式整流电路来完成整流部分的电路。
2.2滤波电路工作原理：利用电容通交阻直，通高频阻低频的性质，将通过整流桥的平稳直流中的交流成分滤除，从而得到比较平滑的直流电压。
（四）电容滤波电路当脉动直流电压大于电容的电压时，电容充电，充电时间非常短；当脉动直流电压小于电容两端电压时，电容放电。
滤波后，电压平均值变大，脉动变小。
优点：电容滤波电路简单易行，输出电压高，C足够大时交流分量较小，但是不适合大电流负载场合。
2.3稳压电路工作原理：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。
（五）稳压电路三、EWB调试(一)输入波形（二）整流波形（三）滤波波形（四）稳压波形四、制作元器件清单五、心得体会。
数控直流稳压电源的设计和制作
数控直流稳压电源的设计和制作数控直流稳压电源，是一种集数字化控制、直流电源稳定输出功能于一体的电子制品，它广泛应用于各类实验、测试、仪器、通讯系统及各种机电设备中。
今天我们就来谈谈数控直流稳压电源的设计和制作的具体过程。
一、设计1.稳压芯片选型在设计数控直流稳压电源中，首先要选用一款适合的稳压芯片。
常见的稳压芯片有LM317、LM350、LM338等，选择其中的一种根据自己的需求进行选择。
例如，LM317适合安装功率较低的电路，LM350适合于安装功率较大的电路，而LM338的输出电流可达5A以上，是一种非常适合于实验室及大功率稳压电源设计的芯片。
2.规划电源输出模块在设计中需要考虑输出模块的功能设置与实际需要相符，因此需要详细了解电源输出模块的所有类型，包括DC稳压输出、DC包络线输出、交流输出、多路并联输出等的优劣之处，然后选用适合自己需要的类型进行设计。
3.阻容电路的设计在电源输出中需要设计阻容电路，其目的是为了保护电源不受怠工放置，以及电源的过载保护等，详见下面内容。
二、制作1.准备器材在制作数控直流稳压电源之前，需要准备相应的器材和材料，例如PCB板、元器件、焊接工具等。
2.电源输出模块的焊接在制作中需要用到数控直流稳压电源输出模块，首先在PCB板上进行焊接，接下来安装电容、二极管等元器件，进行一定量的基础防护。
3.安装稳压芯片安装稳压芯片需要考虑其散热问题，此时应该做好散热片附加硅脂，以保证芯片处于稳定状态。
4.接线在焊接和装配完成后，接线工作是必要的。
在接线时，必须要认真看清接线图，把电路板上的元器件和接线线路进行一一对应，以便拼接时不会出现误差。
5.开机测试制作数控直流稳压电源时，一定要经过开机测试。
在开机时，应该观察电源的工作状态是否正常，电压是否稳定，是否存在短路等问题。
这样可以在实际应用时更加安全和稳定。
以上就是数控直流稳压电源的设计和制作的具体过程，每一步都要做好方案设计和操作步骤的准备工作，以确保电源的稳定运行。
直流稳压电源的设计与制作
仿真一：电源变压器的基本特性
1、要求：电源变压器：10：1，200V/50Hz
负载电阻：100欧，示波器
电 2、仿真电路： 源 变 压 器
3、回答问题：
• 变压器初级输出电压幅值约为 V 电 • 变压器次级输出电压幅值约为 V 源 • 初级绕组输入电压与次级绕组输出电
变 压之比 约为 ： 。
压
器 注：理想变压器满足：
v1
整 D1导通、D2管截止，
v2
流
负载中有电流流过； v2
D2
电
在U2负半周：
0
D1截止、D2管导通，
2
3 4
t
路
负载中有电流流过。 vo
0
t
仿真三：单相全波整流电路 1、要求：二极管（理想）2只 2、仿真电路：
整 流 电 路
3、观察并回答问题：
❖全波整流电路的输出电压波形并记
录。
整 ❖输出电压是
整 流 电 路
3、观察并回答问题：
❖桥式整流电路的输出电压波形并记
录。
整 流 电 路
❖输出电压是
性）
（双极性/单极
❖输出电压是
（全波/半波）
❖输出电压与输入电压的幅值相比是
（基本相等/相差很大）
❖如何用次级带中心抽头变压器输出
正、负两种极性的电压？
整流电路
3 桥式整流电路：
4、参数计算：
（1）输出的直流电压值为:
5、整流二极管的选择：
整
（1）D管的最大整流电流IF必须大于
流 电
实际流过二极管的平均电流IDO ： IF > IDO =ULO/RL=0.45 U2/RL （2）D管的最大反向工作电压UR必须
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。
可调直流稳压电源设计
可调直流稳压电源设计一、可调直流稳压电源设计原理1.变压器：变压器主要用于将交流电源转化为所需的低压直流电源。
变压器通过绝缘和耦合来改变交流电压的比例。
在设计变压器时，需要考虑到输出电流和输入电压的比例关系，以及变压器的容量和效率等因素。
2.整流电路：整流电路用于将交流电源转化为直流电源。
一般情况下，整流电路采用整流二极管桥的形式，将交流电源的正负半周分别导通，以获得经过正弦波滤波后的直流电压。
3.稳压电路：稳压电路用于调节输出直流电压的波动范围，确保电压的稳定性。
常见的稳压电路有线性稳压电路和开关稳压电路。
线性稳压电路通过调节电流流过稳流二极管或控制晶体管的导通状态来实现电压稳定。
开关稳压电路采用开关元件和反馈控制电路来实现电压的调节和稳定。
二、可调直流稳压电源设计步骤1.确定输出电压范围和电流要求：根据实际需求确定需要设计的可调直流稳压电源的输出电压范围和最大输出电流。
2.计算变压器参数：根据输出电压和电流的要求计算需要的变压器参数，包括变比、容量和效率等。
变压器的容量要能满足最大输出电流的需求，效率要尽可能高以减少功耗。
3.设计整流电路：根据变压器输出的交流电压设计整流电路。
一般情况下，采用整流二极管桥来实现整流，同时需要添加滤波电容来平滑输出直流电压。
4.设计稳压电路：根据输出电压的波动要求选择合适的稳压电路。
线性稳压电路成本较低，但功耗较大；开关稳压电路成本较高，但效率较高。
选择适当的稳压电路后根据所选方案进行具体电路设计。
5.进行实际电路布局和PCB设计：根据设计的稳压电路进行实际电路布局和PCB设计。
电路布局要合理，考虑到电子元件之间的距离、优化导线布局以减少杂散电磁干扰等。
6.进行电路测试和调试：完成电路布局和PCB设计后，进行电路测试和调试。
通过实际测试，验证设计的稳压电路的可开关稳定性和稳压性能。
7.验证电源性能：通过测试，对设计的可调直流稳压电源进行性能验证，包括输出电压的稳定性、负载能力、纹波等。
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t
t
仿真三：单相全波整流电路 1、要求：二极管（理想）2只 2、仿真电路：
整 流 电 路
整 流 电 路
3、观察并回答问题： 全波整流电路的输出电压波形并记 录。 输出电压是 （双极性/单极 性） 输出电压是 （全波/半波） 输出电压与输入电压的幅值相比是 （基本相等/相差很大）
整流电路 2 全波整流电路：
整 流 电 路
4、参数计算：
（1）输出的直流电压值为:
VO 1 2 2 2 V sin t d t V2 0.9V2 0 2
（2）流过负载平均电流:
IDO= UO /RL=0.9U2/ RL
（3）流过整流二极管的平均电流:
IF= IDO /2=0.45U2/ RL
（4）整流二极管的最大反向电压:
2、电路特点：
电路结构简单， 输出电压波动 较大、效率低
v1 v2 0 vo
RL
vo
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3
4
t
输出的直流电压值为:
VO
0
t
1 2 2 V sin t d t V2 0.45V2 0 2 2
整流电路 1 半波整流电路：
Tr v2
D
整 流 电 路
3、工作原理： U2为正半周： D管导通，有 输出电压； U2为负半周： D管截止，无 输出电压
第一节
第二节
直流稳压电源的组成及工作原理
串联反馈式稳压电路 开关式直流稳压电路
第三节
第四节 第五节
第一节 直流稳压电源 的基本组成及工作原理
一、直流稳压电源的组成 二、直流电源各部分原理 三、直流稳压电源的性能指标
一、直流稳压电源的组成
电源变压器 整流电路 滤波电路 稳压电路
VI
VO
v1
0
v2
整流电路 1 半波整流电路：
Tr
D v2
整 流 电 路
1、电路图：
如图所示，利 用二极管的单 向导电性，在 负载电阻RL上 得到单向脉动 电压VO
v1
RL
vo
v2
0 vo 0
t
2
3
4
t
整流：利用二极管的单向导电性，把交流变成脉动的直流
整流电路 1 半波整流电路：
Tr v2
D
整 流 电 路
整流电路 1 半波整流电路：
4、参数计算
整 流 电 路
（1）输出的直流电压值为:
VO 1 2 2 V sin t d t V2 0.45V2 0 2 2
（2）流过负载平均电流:
IDO= UO /RL=0.45U2/ RL
（3）流过整流二极管的平均电流:
IF= IDO =0.45U2/ RL
（4）整流二极管的最大反向电压:
UDR=SQR（2）U2
整流电路 1 半波整流电路：
整 流 电 路
5、二极管的选择： （1）D管的最大整流电流IF必须大于 实际流过二极管的平均电流IDO ： IF > IDO =ULO/RL=0.45 U2/RL （2）D管的最大反向工作电压UR必须 大于二极管实际所承受的最大反 向峰值电压URM UR > URM =SQR（2） U2
+ U2
ZL
-
-
U2 N2 1 U1 N1 n
仿真一：电源变压器的基本特性
电 源 变 压 器
1、要求：电源变压器：10：1，200V/50Hz 负载电阻：100欧，示波器 2、仿真电路：
电 源 变 压 器
3、回答问题： 变压器初级输出电压幅值约为 V 变压器次级输出电压幅值约为 V 初级绕组输入电压与次级绕组输出 电压之比 约为 ： 。
整流电路 3 桥式整流电路：
整 流 电 路
Tr v1 v2
D 1 D 4
RL
简化画法
1、电路图：如图所示，二极管D1、 D2
由此而来。
、
D3、 D4四只二极管接成电桥的形式，名称
输出的直流电压值为:
VO
v1 v2 0 vo
RL
vo
2
3
4
t
0
t
1 2 2 V sin t d t V2 0.45V2 0 2 2
仿真二：半波整流电路 1、要求：二极管（理想）1只 2、仿真电路：
整 流 电 路
整 流 电 路
3、观察并回答问题： 二极管输入电压是 （双极性/ 单极性） 电路输出电压是 （双极性/单 极性） 输出电压的波形是 （全波/半 波） 输出电压与输入电压的幅值相比（基 本相等/相差很大）
v1 v2
0 vo 0
v2 v2
D2
vo
2
3
4
t
t
整流电路 2 全波整流电路：
Tr
D1
整 流 电 路
3、工作原理：
在U2正半周： D1导通、D2管截止， 负载中有电流流过； 在U2负半周： D1截止、D2管导通， 负载中有电流流过。
v1 v2
0 vo 0
v2 v2
D2
vo
2
3
4
整流电路 2 全波整流电路：
整 流 电 路
Tr
D1 v2 v2 D2 vo
1、电路图：
如图所示，二 极管D1、 D2分 别在V2的正、 负半周导通， 在RL上得到如 图所示电压波 形。
v1
v2 0
2
3
4
t
vo
0
t
整流电路 2 全波整流电路：
Tr
D1
整 流 电 路
2、电路特点： 是输出电压波 动小，变压需 中心抽头，绕 制复杂，成本 高，笨重
t
0 t 0
vR
t 0
vF
t 0
vo
t
直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波 电路、稳压电路四部分组成。
二、直流稳压电源各部分原理
电 源 变 压 器
功能 作用
1、电源变压 器
交流电压变换部分 将电网电压变为所需 的交流电压 将直流电源与交流电 网隔离
电源变压器
电 源 变 压 器
+ U1
N1
N2
注：理想变压器满足： I1/I2=U2/U1= N2/N1 （P1=P2）
电 源 变 压 器
问题
变压器是否可以进行直流变压？ 是否可以用电位器来变压？
变压器的输出功率与输入功率关系
是怎样？
2、整流部分
整 流 电 路
作用：将变换后的交流电压转换为单 方向的脉动电压。 (AC→DC) 说明： 1、单方向的脉动电压存在很大脉动成 份，不能直接提供给负载。 2、脉动谐波成份——纹波
UDR=2SQR(2)U2
整流电路 2 全波整流电路：
整 流 电 路
5、二极管的选择：
（1）D管的最大整流电流IF必须大于 实际流过二极管的平均电流IDO ： IF > IDO =ULO/RL=0.45 U2/RL （2）D管的最大反向工作电压UR必须 大于二极管实际所承受的最大反 向峰值电压URM UR > URM =2SQR(2)U2