稳压电源 - 稳压电源设计 - 稳压电源电路图

来源：用户分享时间：2025/11/17 14:09:28 本文由

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摘要：电子设备中都需要稳定的直流电源，功率较小的直流电源大多数都

是将50Hz的交流电经过整流、滤波和稳压后获得。整流电路用来将交流电变换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压；稳压电路的作用是当输入交流电源电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。本课题要求分别设计制作一个+5V、+12V、1.25V-30V可调输出直流稳压电源。本课题采用7805，7812，317系列稳压器实现功能，融入了整流桥式的整流作用以及电容的滤波作用，实现直流稳压电源的输出。主要阐述如何使用以上集成芯片完成对生活中经常要用到小功率稳压电源的设计，其中对包括参数的选取、实际情况对电路的影响的解释，以及对今后设计同类电路的总结。通过学习，我知道了直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。

如图所示：

上图中，输入220V、50Hz的交流电压将通过电源变压器变为我们需要的电压、然后再经过整流电路将交流电压变为脉动的直流电压。因为此脉动的直流电压含有较大的纹波成分，必须经过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。但此电压还是会因为电网电压的波动、负载和温度的变化而变化。因此，在经过整流、滤波电路之后，还要接上稳压电路保证输出稳定的直流电压。通过这次的课题设计使我在理论计算、结构设计、动手方面、查阅设计资料和计算及应用等方面的能力得到了很好的提高。使我们进一步巩固了所学的理论知识，端正了学风，培养了严肃认证实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。

关键词：单相桥式、稳压电源、可变电压、滤波

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一、设计任务：设计目的：

1、通过集成直流稳压电源的设计，安装和调试，学会选择变

压器、整流二极管、滤波电路、集成稳压器及相关元器件设计直流稳压电源；

2、掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。设计要求：

1、要求分别设计制作一个+5V、+12V、1.25V-30V可调输出直流稳压电源，

可将220V 50HZ交流电源输出+12V、+5V 以及1.25—30V可调直流电压，电流在1A左右；

2、选定电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元

件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理；

3、安装调试并书写课题设计报告书

二、方案论证： 1、整流电路方案选择

整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。电源电路中的整流电路主要有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流三种，倍压整流电路用于其它交流信号的整流，例如用于发光二极管电平指示器电路中，对音频信号进行整流。方案一：半波整流电路

半波整流电路电路结构简单，使用元件少，但整流效率低，输出电压脉动大，它只适用于要求不高的场合。

方案二：桥式整流电路

桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和稳压电源二极管承受反压大的缺点，但多用了两只二极管。在半导体器件发展快，成本较低的今天，此缺点并不突出，因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。方案三：对于倍压整流电路，它能够输出比输入交流电压更高的直流电压，但这种电路输出电流的能力较差，所以具有高电压，小电流的输出特性。方案选定：鉴于以上分析，本设计采用方案二。

2、滤波电路方案选择

整流电路将交流电变为脉动直流电，但其中含有大量的交流成分，为了获得平滑的直流电压，应在整流电路的后面加接滤波电路，以滤去交流成分。方案一：电感滤波电路

电感L起着阻止负载电流变化使之趋于平直的作用。一般电感滤波电路只适用于低电压、大电流的场合。

方案二：∏型LC滤波电路

由于电容C对交流的容抗很小，而电感L对交流阻抗很大，因此，负载RL上的纹波电压很小。但由于电阻要消耗功率，所以，此时电源的损耗功率较大，电源功率降低。

方案三：电容滤波电路

整流电路接入滤波电容后，不仅使输出电压变得平滑、纹波显著减少，同时输出电压的平均值也增大了。

方案选定:鉴于以上分析，本设计采用方案三。

三、分析与计算： 1、整流电路

（1）整流电路：利用单向导电元件，把50HZ的正弦交流电压变成脉冲的直流电

单相桥式整流电路如下图，四支整流二极管D1~D4形成电桥。

在V2正半周。电流从变压器副边线圈上端流出，只经过D1流向RL,在由D3留回变压器，所以D1、D3正向导通，D2、D4反偏截止。在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。电流通路用实线箭头表示。

同理在V2负半周时，D2、D4正向导通，D1、D3反偏截止。在负载上产生上正下负的输出电压。电流通路如图的虚线箭头表示。

综上可知输入端经变压器后在副边得到了一个单向的稳压电源脉动电压。

（2）选择整流电路中的二极管

∵变压器的副边电压U2=12V

∴桥是整流电路中的二极管承受的高反向电压为：1.414U2≈17V 桥式整流电路中二极管承受的高平均电流为：Io/2=0.8/2=0.4

查手册选整流二极管IN4007，其参数为：反向击穿电压U=50V﹥17V，大整流电流I=1A﹥0.4A

2、滤波电路

（1）滤波电路：可以讲滤波电路输出电压中的交流成分大部分滤除，从而得到比较光滑的直流电压。

（2）滤波电路中滤波电容的选择

滤波电容的大小可用式 C=（Io*t）/△Ui 求得。

1）求△Ui：

根据稳压电路的稳压系数的定义：设计要求 △Uo≤15mV ，Sv≤0.003

Sv=(△Uo*Ui)/(Uo*△Ui) Uo=+3V~ +18V Ui=14V

代入上式，则可求得△Ui

2）滤波电容 C

设定Io=Iomax=1A，t=0.01s 则可求得C>4285uF

电路中滤波电容承受的高电压为1.414U2≈17V，所以所选电压的耐压应大于17V。

注意：因为大容量电解电容有一定的绕制电感分布，易引起自激振荡，形成高频干扰。所以稳压器的输入断肠并入辞职小容量电容来抵消电感效应，一直高频干扰。

四、总电路图及元器件清单

电路图：

5v电源设计图

12v电源设计图

1.25-30v可调电源设计图

元器件清单：

名称变压器二极管电解电容型号数量备注双18v输出变压器 1 IN4007 1000uF/50V 470uF/50V 0.1uF 10uF 8 3 3 6 3 1 1 1 2 1 1 2 若干稳压集成器稳压LM317 电源 LM7805 LM7812 电阻及电阻器 10Ω 180Ω 220Ω 5KΩ 导线焊锡白色导线及焊锡

五、测试：

1 、检查电路是否连接正确，是否有短路、断路现象。

2 、在地线中接入一个保险丝，防止电路有问题而损坏变压器。

3 、连接电源，在确认电路没有问题（电容不发热、保险丝没有断等）后，

用万用表测量输出端的输出电压。 4、经测试，该电源可输出5v稳定电压。

经测试，该电源可输出12v稳定电压。

经测试，该电源可输出1.25~30v中任一稳定直流电压。

六、创新点

5v电源上安装了LED灯，通电后可通过小灯的亮度情况判断电路是否存在问题。

七、心得体会

因为之前做过模电实验考试，做的就是直流稳压电源，所以愿以为很简单。但做起来却不是那么容易，实际做了好多次才终成功了。

此次课题设计让我们感受深的是在焊接电路板时遇到的问题由于对实际元件了解不是很好在焊接时出现了短路，导致了镇流器奥被烧毁。检查电路时按照原理图检查去怎么也发现不了症结所在。在经过了耐心和长时间的排错后终于发现错误所在。