目录1、选题背景 22、设计目的 23、设计任务及要求 24、直流稳压电源设计思路 25、设计方案 35.1 直流稳压电源的基本原理 35.2 各部分原理 36、电路相关元件及电路指标简介 56.1 LM317集成稳压器的特性简介 56.2 稳压电源的技术指标 76.3串联型稳压电路的主要特点 77、电路原件选择 87.1 选择电源变压器 87.2 选择整流电路中的二极管 97.3 集成三端稳压器 97.4 确定R1、R2的阻值 107.5 滤波电路中滤波电容的选择 108、元器件清单 119、组合硬件电路的调试及改进 119.1 输出电压 119.2 纹波电压的测试 119.3 稳压系数的测量 129.4电源内阻的测量 1210、总电路图 1311、设计心得体会 13参考资料 14直流可调稳压电源1、选题背景电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。

当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。

随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。

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。

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重要要作用，性能优异的电源是设备能够稳定工作的保证。

2、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。

3、设计任务及要求1.输出电压为Vo1=1.2～10（v），2.输出的最大负载能为Io1=Io2=1A3.电源内阻Ro1=Ro2≤104.电压稳定系数Sv1=Sv2=0.5%5.输出纹波Vo～≤3mv4、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。

5、设计方案5.1 直流稳压电源的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：图1 直流稳压电源的原理框图和波形变化5.2 各部分原理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：利用单向元件，将50HZ的正弦交流电变换成脉动直流电。

图2 变压整流电路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。

图3 滤波电路4)稳压电路:稳压管稳压电路其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。

在本次课程设计中我准备采用串联型稳压电路，集成稳压器选用LM317，电源变压器选用12Ｖ／15Ｗ。

由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压UI会随着变化。

因此，为了维持输出电压UI稳定不变，还需加一级稳压电路。

稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。

稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成。

采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。

集成稳压器的类型很多，在小功率稳压电源中，普遍使用的是三端稳压器。

按输出电压类型可分为固定式和可调式，此外又可分为正电压输出或负电压输出两种类型。

本课程设计中采用三端可调稳压器LM317。

6、电路相关元件及电路指标简介6.1 LM317集成稳压器的特性简介LM317可调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压. 不过它只能连续可调的正电压,稳压器内部含有过流,过热保护电路;由一个电阻(R)和一个可变电位器(RP)组成电压输出调节电路,输出电压为:Vo=1.25(1+RP/R).所以此电源就选用LM317三端稳压电源. LM317的输出电压范围是 1.2V 至 37V，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。

此外它的线性调整率和负载调整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。

特性简介：可调整输出电压低到 1.2V。

保证 1.5A 输出电流。

典型线性调整率 0.01%。

典型负载调整率 0.1%。

80dB 纹波抑制比。

输出短路保护。

过流、过热保护。

调整管安全工作区保护。

标准三端晶体管封装。

电压范围：输入输出最小压差降为0.2VLM317 1.25V 至 37V 连续可调。

图4 T0-220塑料封装图应用电路：图5是三端可调输出集成稳压器的一般应用电路。

电路中的R1、R2组成可调输出的电阻网络。

为了能使电路中的偏置电流和调整管的漏电流被吸收，所以设定R1为120~240欧姆。

通过R1泻放的电流为5~10mA。

输入电容器C1用于抑制纹波电压，输出电容器C2用于消震，缓冲冲击性负载，保证电路工作稳定。

由于加外接保护电路C2的存在，容易发生电容器发电而损坏稳压器。

若有外接保护二极管D2，电容器C2放电时，D1导通钳位，使稳压器得到保护。

D1是为了防止调节端旁路电容器C3放电时而损坏稳压器的保护二极管。

旁路电容器C3也是为了抑制波纹电压而设置的。

当C3为10uF 时，能提高纹波抑制比15dB。

图5 LM317应用电路图图中1，2脚之间为1.25V电压基准。

为保证稳压器的输出性能，R1应小于240欧姆。

改变R2阻值即可调整稳压电压值。

D1，D2用于保护LM317。

这类稳压器是依靠外接电阻来调节输出电压的,为保证输出电压的精度和稳定性，要选择精度高的电阻,同时电阻要紧靠稳压器，防止输出电流在连线上产生误差电压。

三端可调式稳压器的典型应用电路的输出电压为:LM317的VREF=1.2V，I adj=50mA，由于I adj<<1A，所以6.2 稳压电源的技术指标稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，如输出电压、输出电滤及电压调节范围；另一类是质量指标，反映一个稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。

6.3串联型稳压电路的主要特点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 。

由于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I fz变化时输出电压的变化也越小。

性能优良的稳压电源，输出电阻可小到1欧，甚至0．01欧。

3）电压温度系数小当环境温度变化时，会引起输出电压的漂移。

良好的稳压电源，应在环境温度变化时，有效地抑制输出电压的漂移，保持输出电压稳定，输出电压的漂移用温度系数KT来表示.4）输出电压纹波小所谓纹波电压，是指输出电压中50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。

经过稳压作用，可以使整流滤波后的纹波电压大大降低，降低的倍数反比于稳压系数S 。

7、电路原件选择7.1 选择电源变压器1） 确定副边电压U2：根据性能指标要求：Uomin=5V∵ Ui-Uomax≥(Ui-Uo)min Ui-Uoin≤(Ui-Uo)max其中：（Ui-Uoin）min=3V，(Ui-Uo)max=40V∴ 12V≤Ui≤43V此范围中可任选 ：Ui=14V=Uo1根据 Uo1=(1.1～1.2)U2 可得变压的副边电压：U2=Uo1/1.15=12V。

2） 确定副边电流2I：Io1=Io 副边电流 I2=(1.5～2)IO1取IO=IOmax=800mA则I2=1.5*0.8A=1.2A3) 选择变压器的功率变压器的输出功率：Po>I2U2=14.4W故选择变压器12V/15W7.2 选择整流电路中的二极管变压器的伏变电压U2=12V所以桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为：17V桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为：Io/2=1/2=0.5A查手册选整流二极管1N4007,反向击穿电：U BR=1000V>>17V最大整流电流：I F=1A>0.5A故选择二极管1N4007作为整流二极管7.3 集成三端稳压器LM317内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。

调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压高得多的纹波抑制比。

可调整输出电压低到1.2V，保证1.5A输出电流，典型线性调整率0.01%，80dB纹波抑制比，输出短路保护，过流、过热保护，调整管安全工作区保护，标准三极管封装。

LM317其特性参数：可调范围为1.25V-37V最大输出点流为1.5A输入与输出工作压差为Uo-Ui ：3V-40V输出表达式为：其中，REFU是集成稳压器件的输出电压为1.25V。

如图5所示，改变R2的值，Uo的值即可改变。

当R2短路时，Uo最小，为REFU即1.25V；当R2大于零时，Uo都大于REFU，最大可达37V, 选稳压器：LM3177.4 确定R1、R2的阻值输出电压计算公式：带入数据可得：R2=8.6R1取滑动变阻器：R2=1kΩ，R1=116Ω，则可以取R1=120Ω。

7.5 滤波电路中滤波电容的选择1）求Ui：根据稳压电路的稳压系数的定义：设计要求Vo1=5～10（v），Vo2=-5～-10（v）Sv1=Sv2=0.5% Vo～≤3mv Ui=14v 代入上式，则可求得ΔUi=UiΔUo/Uo*Sv=(14*0.003)/(10*0.005)=0.84设定Io=Iomax=1A,t=0.01s所以滤波电容：C=Iomax*t/ΔUi=1*0.01/0.84=11905电路中滤波电容承受的最高电压为17v=,所选电容器的耐压应大17V。