直流可控电源研究报告
实验室用可控直流电源研究报告
姓名：
指导教师:
完成日期：
摘要
工业可调稳压电源作为工业发展领域不可或缺的重要组成部分，是工业自动化发展中一个重要的研究领域。直流电源调压是一种采用可控硅触发电路实现调节电压的直流电机调速装置，该调速板具有价格低廉、技术成熟可靠、调速精度高等优点，可广泛应用造纸、橡塑、食品、印刷、冶金等需要调速的机械设备。本文将交流电能转换为直流电能的整流电路的主要电力电子器件是半控型的晶闸管，与其对应的主要变换电路是相控整流电路。相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定，是目前获得直流电能的主要方法，得到了广泛的应用。单结晶体管触发晶闸管整流电路，该设计电路可靠性、稳定性和实用价值均高，且维护方便，而电路集成的交直流调压控制实用性也大大提高，外接端子式的接线方式方便工业控制需要。
关键词：直流电源；整流电路；单结晶体；晶闸管；
目录
摘要 (1)
1绪论 (3)
1.1概述 (3)
1.2设计要求 (4)
1.3设计任务 (4)
2.方案论证 (6)
3电路设计 (7)
3.1设计原理图 (7)
3.2器件选择 (8)
4硬件电路 (8)
4.1触发电路 (8)
4.2整流电路 (10)
5实验分析 (10)
5.1样机试验 (10)
5.2样机实验 (11)
5.3实验数据 (11)
6参考文献 (12)
1绪论
1.1概述
实验室用直流可调电源是一种采用可控硅(TNY816)触发电路实现调节电压的直流电机调速装置。单相通用型可控硅触发板是通过调整可控硅的导通角来实现电气设备的电压电流功率调整的一种移相型的电力控制器，其核心部件采用国外生产的高性能、高可靠性的军品级可控硅触发专用集成电路。输出触发脉冲具有极高的对称性及稳定性，且不随环境温度变化，使用中不需要对脉冲对称度及限位进行调整。现场调试一般不需要示波器即可完成。它可广泛的应用于工业各领域的电压电流调节，适用于电阻性负载、电感性负载、变压器一次侧及各种整流装置等，
该调速电压主要应用于以下负载：镍铬、铁铬铝、远红外发热元件及硅钼棒、硅碳棒等为加热元件的温度控制。单结晶体管构成晶闸管触发电路还可用于：
盐浴炉、工频感应炉、淬火炉、熔融玻璃的温度加热控制。
整流变压器、调功机（纯电感线圈）、电炉变压器一次侧、直流电机控制。
单相电焊机、电阻焊机、点焊机控制等各种调场合。
单相风机水泵调速节能控制
电压、电流、功率、灯光等无级平滑调节。
1.2设计要求
1.2.1基本功能
1、用可控硅触发实现无级调速；
2、引入电压负反馈技术使速度平稳；
3、带过电流保护装置使性能更可靠；
4、带软启动装置消除电机启动电流过大；
5、备有灵活的多功能接口；
6、配合光电开关实现远距离控制。
基本参数
正常工作电压：AC 180-245V 最大工作电流：5A
最大工作电流：10A
励磁输出电压：220V
电枢调节电压：0-215V 1.3设计任务
1.3.1设计目的
1、了解相关电力电子元器件；
2、学会掌握相关电力电子结构电路；
3、学会对电路进行相关测试分析；
4、合理运用相关电路解决工业现场问题。
1.3.2设计功能
1、采用直流电机构成直流直接调速；
2、引入直流电机和刹车电阻等实现能耗制动调速；
3、加入直流电机和位移控制器组成位移控制自动调速；
4、备用直流电机和霍尔双速开关完成霍尔开关控制；
5、带有红外光电和直流电机构成电源隔离的光电眼控制调速。
1.3.3使用环境
1、周围空气温度：-10～40°C
2、空气相对湿度85%以下，通风良好
3、无爆炸危险介质并且没有导电金属粉粒的场合
1.3.4安全使用
1、调速板端子接线说明: -12V:非隔离负电源, 0V:非隔离正电源, IN外接放枓电眼输出端,(注:不接放枓电眼时-12V 与IN接外接常开触点可以控制电机的启动和停止), 4接速度调节低速端, 5接速度调速端即4.7K电位器中心点, 6接速度调节高速端, H1接直流电机电枢-, C2接直流电机电枢+, F1直流电机励磁+, F2直流电机励磁-, 220V/相线电源输入另一个220V/零线,电源输入。
2、带外壳直流电机调速器链接:750w直流马达调速器；1500W直流调速器
2.方案论证
方案一：采用PLC编程实现直流调压：这种结构主要采用PLC和EM232组成，通过编程编辑程序实现模块控制。此外，改变PLC控制程序和接线方式可以实现多种应用场合，抗干扰能力强，稳定性好，可以实现远程控制。然而，成本高，成熟的格局不易于实验中了解内部机构，且实验破坏性大，不堪用于实验；
方案二：单片机构成直流电源：单片机实现直流调压主要是通过单片机最小系统实现，只需要实现编程和硬件的结合便可以实现控制要求。但是该种设计结构不能很好适应复杂的工业控制场合，抗干扰能力不够，稳定性次，实验效果较好；
方案三：可控硅直流调压：可控硅控制适应性强，可以承受电压波动大的使用场合，对于电压质量要求不够，环境适应比较强，小的硬件电路设计方便实用，端子接线方式可以方便较为频繁的接线实现不同场合控制，实验效果显著；方案四：基于DSP直流电源：DSP作为一种控制芯片，具有直接针对电源的专业系列芯片，可以高质量实现电机调速调压，准确度和控制精密高，抗干扰性强，可以解决非线性问题，良好的网络可以实现远程控制，智能化程度高，然后需要构建外部模块，编程需要专业工具，成本高，比较脆弱不适应于实验。
综上所述，通过比较我们选择了方案三的可控硅直流可调电源方案。
3电路设计
3.1设计原理图
根据实验室直流源要求，设计直流电源原理图，如图3.1
D6LED D13D14D12D11T2
D7R7680K
R61K R5
39K
D8
D9C6
10uF
T1
D1D4D2D3D5+12v
F1
H1
C2
F2F3C1
0.22uF C00.22uF R3
120K
R4
120K
R1120K R2120K P2P1C510uF
R156
2
K
Q29015R16
1K
R14
6.2K
C4
1u F
C310uF
R10120K Q1
9015
R112.2K R13
330K
R1262K
R17
680K
T3
220v 220v R8
4.7K 38V 220V BT33
22v
R18
1K
R982K
R0
20W 图3.1可控硅直流电源原理图
3.2器件选择
变压器：变压器、脉冲变压器
二极管：稳压二极管、发光二极管、普通二极管4007、5108
晶体管：普通三极管9015 、可控硅TNY816、单结晶体管BT33F 电容：电解电容
整流桥：KBPC1510整流桥堆
电阻：18个大小不等电阻
电位计：电位计2.2K
熔断器：TC115265
4硬件电路
4.1触发电路
单结晶体管构成的晶闸管触发电路如图所示，与单结晶体管构成弛张振荡电路相比较，电路的振荡部分相同，同步是通过对电源电路的改进实现的。取自主电路的正弦交流电通过同步变压器T 降压，变为较低的交流电压，然后经二极管整流桥变成脉动直流。稳压管VW 和电阻RW的作用是“削波”，脉动电压小于稳压管的稳压值时，VW 不导通，其两端的电压与整流输出电压相等；如果脉动电压大于稳压管的稳压值，将使VW 击穿，其两端电压保持稳压值，整流桥输出电压高出稳压值的部分降在电阻RW上。这样VW 两端的电压波形近似与一个梯形波，用这个电压取代弛张振荡电路中的直流电
源，起到同步作用。
由于振荡电路的电源为梯形波，在主电路正弦波每一半波结束和开始的一段时间，振荡电路的电源电压很小，电路不振荡，同时电容电压释放到0。当电源电压接近梯形波的顶部时，振荡电路开始工作，当电容充电使两端的电压达到单结晶体管峰点电压Vp时，单结晶体管导通电容放电，放电电流流过R1与被触发晶闸管的门极的并联电路形成输出，为晶闸管提供触发脉冲，使晶闸管导通。然后电路进入下一振荡周期，但晶闸管一经导通门极就失去控制作用，一个电源电压半周中振荡电路输出的脉冲只是第一个起到触发作用，后面的脉冲是无效的。在主电路电压的半周接近结束时，振荡电路的电源电压进入梯形波的斜边并迅速下降，振荡电路停振，同时电容电压释放到0。因此在主电路的每一个半波中，电容总是从0开始充电，保证了触发脉冲与主电路电压的同步，如图4.1
图4.1触发电路
4.2整流电路
整流后的直流电压为0.9倍的交流输入电压，且整流后的直流电流最大不超过整流桥KBPC1510 额定电流值（15A），满足整流后的直流电压为0.9倍的交流输入电压。而输出不加滤波电容时整流后的直流电压为0.9倍的交流输入电压，输出加滤波电容时整流后的直流电压为1.2倍的交流输入电压，整流后直流电流最大为15安培，具体是多少取决于所接的负载。
5实验分析
5.1样机试验
焊接完元器件后，样机基本完成，进入到样机试验阶段。在样机试验阶段主要是检查虚焊现象、元器件是否正常工作、测试相关线路、样机通电检测等。检查虚焊现象是由于焊接过程中焊锡、元器件、杂物等造成的焊接出现异常，不能使所连线路正常工作；元器件是否正常工作，主要针对一些不耐热的元器件是否在焊接过程中出现温度过高而出现元器件损坏，毁坏；在测试相关线路过程中，主要是排除焊接过程中出现的短路和断路现象，元器件是否连接正常，线路是否导通等；样机通电检测主要是测试相关电路的工作情况，包括主电路和控制电路在通电过程中的表现出的电气特性，以及测试相关电路工作时的相关参数，并对相关参数进行相应的分析，为带负载实验提供实验数据和实验准备，保证带负载情况下能够稳定运行。
在样机测试过程中主要是测试电源设备中H1和C2之间的电压，通过调节电位器大小，记录相关电压变化。此外测试单结晶体管脉冲输出的波形，查看触发电路工作情况。
5.2样机实验
虚拟负载主要是将H1和C2间输出电压接入电路中，通过在纯电阻工作下测试相关的电压、电流，并通过调节电位器大小，记录下相关电压与电流情况。将测试的电压、电流与样机前测试的作比较，分析纯电阻负载的与样机工作时的参数。
5.3实验数据
1.纯电阻负载实验数据：
电压
5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50. (V)
电流
6.4 11.5 1
7.1 23.5 2
8.7 35.3 40.9 46.4 51.6 57.3 （mA)
电压
60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 110.0 120.0 130.0 140.0
(V)
电流
68.9 80.7 91.4 103.7 114.9 125.2 136.2 148.3 152.7
（mA)
2.电机负载试验数据：
电压(V) 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 68.0
电流（mA) 50.0 53.0 54.0 56.0 58.0 60.0 61.0
转速（r/min）70.0 137.0 208.0 281.0 353.0 428.0 484.0
3.实验数据分析：
经过实验数据对比：
1.纯电阻负载时电压和电流呈线性关系变化；
2.电机负载时转速与电压和电流也呈线性变化；
3.阻抗负载时，产生阻抗电动势阻碍电压变化。
6参考文献
[1]王兆安，刘进军.《电力电子技术》[M].机械工业出版社 2009.
[2]浣喜明，姚为正.《电力电子技术》[M].北京：高等教育出版社, 2004.
[3]黄俊.《半导体变流技术》[M].北京：机械工业出版社,1980.
[4]莫正康.《半导体变流技术》[M].北京：机械工业出版社, 1999.
[5] 赵良炳. 《现代电力电子技术基础》[M].北京：清华大学出版社,1995.
[6]黄继昌主编. 《电子元器件应用手册》[M].北京：人民邮电出版社,2004.
[7]陈治明. 《电力电子器件基础》[M].北京：机械工业出版社,1992.
[8]卢春焕，王红阁.《变电所直流系统调压装置自动化改造方案》[J].郑州：郑州工业高等专科学校学报,2002(3).4
[9]同向前，周永仓，张智会.《变电所直流系统调压装置的研制》[J].西安：电力电子科技,1999(4).5
[10]张代润.升压式开关直流调压器的不变性控制法[J].西南交通大学学报,1996,03:116-120.
[11]胡大友.大功率晶闸管调压触发控制电路[J].电工技术,1995,07:20-23.
[12]同向前,周永仓,张智会.变电所直流系统自动调压装置的研制[J].电力电子技术,1999,02:42-43.
[13]卢春焕,王红阁.变电所直流系统调压装置自动化改造方案[J].郑州工业高等专科学校学报,2002,01:17-18.
[14]李庆武.一种实用的无级调压触发控制电路[J].电工技术,1999,01:54.
[15]马振太.采用R、D、C触发的晶闸管直流调压电路[J].低压电
器,1982,02:33-34.
[16]曹立杰,赵殿礼,林澄渊.单片机控制直流调压系统的研究[A].中国航海学会船舶机电与通信导航专业委员会2002年学术年会论文集（船舶机电分册）[C].2002:4
电力机车可控直流电源课程设计
一. 电力机车可控直流电源设计 二. 设计的目的 本课程设计的任务是培养学生综合运用《电力电子学》、《模拟电子技术》和《电机学》所学知识分析、解决工程或科研实际问题的能力。其目的是巩固学生所学知识的同时，提高学生的专业素质，这对于工科学生贯彻工程思想起到十分重要的作用。 在规定时间内通过分析任务书、查阅收集资料，充分发挥主动性与创造性，在老师的指导下联系实际、掌握正确的方法，理清思路，独立完成课程设计，撰写设计说明书，其格式和字数应符合规定。根据要求设计出实际可行的电路，并计算电路中所用元器件的参数，确定其规格型号；课程设计说明书要求整洁、完备、内容正确、概念清楚、文字通畅，并绘制出相应的电路图，符合规范。 三. 设计的任务及要求 电力机车不可逆调速系统的可控直流电源设计 A 原始数据： P=10kW，U ed=220V，I ed=55A，n=1500r/min，R a=0.5Ω，L M=3mH，λ=1.5。 B 设计内容及要求： a) 设计整流电路主电路。 b) 设计变压器参数：U1，I1，U2，I2。 要求考虑最小控制角αmin、电网电压波动、晶闸管管压降和变压器漏抗等因素计算变压器二次相电压值，附主要计算步骤。 c) 整流元件参数的计算及选择：依据参数计算，正确选择器件型号，并附主要参数。 d) 触发电路设计及主要参数的计算，同步电压的选择。 e) 设计保护电路：正确选择电压、过流保护电路，简要说明选择依据；计算保护元件参数并选择保护元件型号。
f) 电抗器的参数设计 三.具体的计算和选择过程 〈一〉.主电路的选择 根据实验要求的原始数据，直流电机的功率KW KW P 510>=，属于较大功率的电机，同时此电机为直流电机，并且需要叫平稳恒定的速度，因此需要驱动电路提供叫平稳的电压和电流，而且在作为电力机车的驱动电机其需要较大的调速范围，综合分析以上因素，所以选用驱动功率大，输出电压脉动较小，而且电压调节范围较大的三相桥式全控整流电路。 〈二〉.整流变压器的设计及计算 ① 变压器二次侧相电压有效值2U 的计算 在不考虑最小控制角，电网电压波动，晶闸管管压降和变压器漏感等因素的理想情况时，直流端输出电压d U 为： απ απαπcos 34.2)(sin 631 22323 U wt wtd U U d ==?++ （ 60≤α） 所以 α cos 34.22d U U = ② 然而，当考虑到最小控制角，电网电压波动，晶闸管管压降和变压器漏感等因素的理想情况时，d U 的表达式应该为： VT b ed U U U K K K K U ?+?+=)(32102 0K ——系数，0K =34 .21=0.4274
可调式直流稳压电源设计
可调式直流稳压电源设计 姓名：艾林 学号：09325201 专业：电子信息工程 班级：093252 指导教师：黄河 2011年1月1 日
目录 一课程设计目地 (3) 二功能电路整体思路 (3) 三功能模块分析 (4) 四心得体会 (9) 五实物展示 (10) 六参考文献 (11) 七致谢 (11)
一设计目的 本次设计的题目为“可调试直流稳压电源”。在设计过程中应实现以下几点要求： 1.输入电压为220V AC 输出为直流电压 2.电压变化范围：1.8~17V 3.连续可调 二功能电路整体思路 若实现稳压电源，首先就要就电路进行稳压。在稳压方面可选用变压器来完成。由输入交流电压变为直流则须对电路进行整流。本次设计选用全波桥式整流电路进行整流。然后要对输入的电压进行调节。在调节方面。可选用可调节三端正电压稳压器进行调节（LM317）。通过整流后得电流幅值变化很大，所以需要用电容对电流进行滤波。然后输出即可。 电路模块： 稳压——>整流——>调压——>滤波——>输出
三功能模块分析 ⑴元件清单 注：制作实物所需其它设备：电烙铁覆铜板焊锡漆包线钳子等。
⑵元件性能分析 ①.色环电阻 电阻值计算示意图下如图所示： ②桥式整流器 原理图： 桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路。用来将交流电转变成直流电。桥式整流器利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。 桥式整流器是由多只整流二极管作桥式连接，外用绝缘朔料封装而成，大功率桥式整流器在绝缘层外添加金属壳包封，增强散热。桥式整流器品种多，性能优良，整流效率高，稳定性好，最大整流电流从0.5A到50A，最高反向峰值电压从50V到1000V。
直流稳压电源电路的设计实验报告
直流稳压电源电路的设计实验报告 一、实验目的 1、了解直流稳压电源的工作原理。 2、设计直流稳压电路，要求输入电压：220V市电，50Hz，用单变压器设计并制作能够输出一组固定+15V输出直流电压和一组+1.2V~+12V连续可调的直流稳压电源电路，两组输出电流分别I O≥500mA。 3、了解掌握Proteus软件的基本操作与应用。 二、实验线路及原理 1、实验原理 （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2-1 直流稳压电源的原理框图和波形变换 其中： 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，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。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。 4）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。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 常采用二极管单相全波整流电路，电路如图2-2所示。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。电路的输出波形如图2-3所示。 t
可调直流稳压电源的设计说明
可调直流稳压电源设计报告 任微明(学号：20101106133 ) (物理与电子信息学院10 级科技班,内蒙古呼和浩特010022 ) 指导教师: 高焕生 摘要：主要采用变压器、整流、滤波、稳压的流程思路将输入220V 交流电转换成 电压3~12V 的直流电源。其中，稳压电路采用三端固定稳压器LM317 达到稳压效果，因此系统可根据实际需要对其设计进行适当的修改。本系统设计方便简单、易学易改、成本低廉、功能实用。 关键字：变压器；整流；滤波；稳压 1 设计内容及要求 1.1 设计目的 1、学习小功率直流稳压电源的设计与调试方法。 2、掌握小功率直流稳压电源有关参数的测试方法。 3、通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试，要求学会： (1)选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源； (2)掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。 (3)通过电路的设计可以加深对该课程知识的理解以及对知识的综合运用。 1.2 设计内容 设计一波形直流稳压电源，满足：当输入电压在220V ± 10%时，输出直流电压为3~12V
1.3设计要求 (1) 电源变压器做理论设计； (2) 合理选择集成稳压器； (3) 完成全电路理论设计、计算机辅助分析与仿真、安装调试、绘制电路图，PCB 板; (4) 撰写设计报告、调试总结报告。 2设计方法与步骤 2.1设计方法 单元电路设计、PCB板设计、电路的组装与调试。 2.2设计步骤 (1 )功能和性能指标分析：对题目的各项要求进行分析，整理出系统和具体电路设计所需的更具体、更详细的功能要求和技术性指标数据，以求得设计的原始依据。 (2 )画出总体电路图，要求按相关规定，布局合理，图面清晰，便于对图的理解和阅读，为组装、调试和维修时做好准备。 (3)按总电路图安装电路，调试并改进。 3电路的设计 图3整体电路图 3.1电源变压器 过整流电路将交流变为脉动的直流电压。由于此脉动的直流压含有较的纹波，必须通过滤
直流电动机调压调速可控整流电源设计(DOC)
直流电动机调压调速可控整流电源设计 摘要 变压调速是直流调速系统的主要调速方法，调节电枢供电电压需要有专门的可控直流电源。静止式可控整流器就是其中之一。静止式可控整流器，即晶闸管-电动机调速系统（简称V-M系统），其本质上是带R、L、E负载的晶闸管可控整流电路，通过调节触发装置的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变平均整流电压，从而实现平滑调速。和旋转变流机组及离子拖动变流装置相比，晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上有很大的提高，而且在技术上也能显示出较大的优越性。目前在各种整流电路中,应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路，本设计是以晶闸管三相桥式全控整流电路作为为主电路系统，全面详细的分析了直流电动机调压调速可控整流电源的设计方法。 关键词：晶闸管-电动机调速系统三相桥式全控整流电路可控整流电源
目录 第一章课题任务分析 (3) 1.1 概述 (3) 1.2 要求 (3) 第二章主电路设计 (3) 2.1 主电路的选择 (3) 2.2 系统及参数计算 (4) 2.3. 主电路原件选择工作原理 (5) 第三章触发电路的选择 (6) 3.1 触发脉冲的要求 (6) 第四章控制系统设计 (8) 第五章控制电源设计 (8) 第六章系统保护设计 (9) 第七章电气操作系统设计 (10) 第八章感想 (11)
第一章课题任务分析 1.1 概述 整流电路是电力电子电路中出现最早的一种电路，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。整流电路的应用十分广泛，例如直流电动机，电镀电解电源，同步发电机励磁，通信系统电源等。V--M系统本质上是带R、L、E负载的晶闸管可控整流电路。 本文是关于直流电动机调压调速可控整流电源的设计。该系统以晶闸管三相桥式全控整流电路构成系统的主电路，包括主电路形式，晶闸管选型，整流变压器额定参数的计算，平波电抗器的选择，输出滤波电容的设计等环节。同时采用双窄脉冲集成触发器来控制晶闸管的触发角α的大小。此外，还有控制系统的设计（通过电压闭环以实现稳压输出），控制电源设计（包括控制变压器、整流滤波，稳压输出），系统保护设计（电流截止保护，熔断器，SCR阻容保护），电气操作系统设计（控制电路与主电路通断控制逻辑互锁等）。 1.2 设计技术参数 ●输入交流电源：三相380V 10%，f=50 Hz ●直流输出电压：50~220V连续可调 ●直流输出电流额定值100A（允许1.2-1.5倍短时过载） ●直流输出电流连续的最小值为20A 1.3设计要求 ●晶闸管可控整流电源主电路设计。包括：主电路形式、晶闸管参数计算（阻感负载）、整流变压器、平波电抗器、输出滤波电容设计等。 ●触发电路设计。双窄脉冲触发，脉宽30o，αmin=20o；同步变压器设计。 ●控制系统设计。电压闭环以实现稳压输出（调节器参数设计等）。 ●控制电源设计。控制变压器，整流滤波，稳压输出。 ●系统保护设计。电流截止保护、熔断器、SCR阻容保护等。 ●电气操作系统设计。控制电路与主电路通断控制、逻辑互锁等。 第二章主电路设计 2.1 主电路的选择 本设计采用以晶闸管三相桥式全控整流电路构成的主电路系统，三相桥式全控整流电路的优点如下： ●三相桥式全控整流电路，其变压器二次电流中不含有直流分量，可
可调的直流稳压电源电路设计
可调的直流稳压电源电路设计 课题名称直流稳压电源 所在院系 班级 学号 姓名 指导老师 时间
目录 一、摘要 (3) 二、设计要求 (3) 三、元件及其介绍 (4) 四、设计原理及参数计算 (4) (1)电源变压器 (4) (2)整流电路 (5) (3)滤波电路 (5) 五、直流稳压电源的工作原理 (6) 六、可调式三端稳压器的引脚图及其典型应用电路6 (1)设计电路图 (6) (2)仿真 (7) 七、设计结论心得体会 (8) 八、附表附录 (9)
摘 要 电源是电子设备中的一个重要组成部分, 其性能的优劣直接影响着设备的工作质量, 随着技术的不断革新, 电源技术发生了巨大变化。 随着科技的发展，直流稳压电源的工作频率有原来的几十千赫发展到现在的几百千，但是和西方的发达国家还是有一定的差距；以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论、工作原理、建模分析等等方面技术领先；因此，直流稳压电源的研制及应用在此方面与之也从在很大的差距。 本次设计的题目为串联型连续可调直流稳压负电源：先是家用电源经过变压器得到一个大约（15~30V ）的电压U1，然后U1经过一个桥堆进行整流，再采用可调阻值的滑动变阻器进行分压，在桥堆的输出端加一电容C 进行滤波，滤波后再通过LM317（具体参数参照手册）输出一个负电压，在LM317的输出端加一个电阻R1，调整端加一个电位器RW ，这样输出的电压就可以在某一范围内可调。因为电源的设计中要求输出电流可以扩展，在LM317的输出端加一个晶体管。这样输出的电压就可以在0~9.9V 范围内可调。 经过一系列的分析、准备、设计、调试…除了在布局和无焊接方面之外，设计的电路基本符合设计要求。 关键词: 开关电源; 稳压电源;可调 直流稳压电源 设计要求 输入（AC ）：U=220V ，f=50HZ ； 输出直流电压0~9.9v 输出电流Imax=100mA;(有电流扩展功能) 负载电流mA I 800 具有过流保护功能。 系统框图
直流稳压电源设计实验报告(模电)
直流稳压电源的设计实验报告 一、实验目的 1.学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源 2.掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测量方法 二、实验任务 利用7812、7912设计一个输出±12V 、1A 的直流稳压电源； 三、实验要求 1）画出系统电路图，并画出变压器输出、滤波电路输出及稳压输出的电压波形； 2）输入工频220V 交流电的情况下，确定变压器变比； 3）在满载情况下选择滤波电容的大小（取5倍工频半周期）； 4）求滤波电路的输出电压； 5）说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。 四、实验原理 1.直流电源的基本组成 变压器：将220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。 整流电路：利用二极管的单向导电性，将正负交替的交流电压变换成单一方向的直流脉动电压。 滤波电路：将脉动电压中的文波成分滤掉，使输出为比较平滑的直流电压。 稳压电路：使输出的电压保持稳定。 4.2 变压模块 变压器：将220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。 4.2 整流桥模块 整流电路的任务是将交流电变换为直流电。完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。管D 1～D 4接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。 由上面的电路图，可以得出输出电压平均值：2)(9.0U U AV o ≈ ，由此可以得V U 152=即可 即变压器副边电压的有效值为15V 计算匝数比为 220/15=15 2.器件选择的一般原则 选择整流器 流过二极管的的平均电流: I D =1/2 I L 在此实验设计中I L 的大小大约为1A 反向电压的最大值：Urm=2U 2 选择二极管时为了安全起见，选择二极管的最大整流电路I DF 应大于流过二极
大功率可调直流电源
第1章前言 1.1电力电子技术发展史 现代电力电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学, 向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFE和IGBT为代表的，集高频、高压和大电流于一身的功率半 导体复合器件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 1、整流器时代 大功率的工业用电由工频（50Hz）交流发电机提供，但是大约20%勺电能是以直流形式消费的，其中最典型的是电解（有色金属和化工原料需要直流电解）、牵引（电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等）和直流传动（轧钢、造纸等）三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电，因此在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了一股各地大办硅整流器厂的热潮，目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。 2、逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机，交流电机变频调速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0?100Hz的交流电。在七十年代到八十 年代，随着变频调速装置的普及，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管（GTR）和门极可关断晶闸管（GT0）成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出，静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变，但工作频率较低，仅局限在中低频范围内。 3、变频器时代 进入八十年代，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合, 出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFETI勺问世，导致了中小功率电源向高频化发展，而后绝缘门极双极晶体管（IGBT）的出现，又为大中型功率电源向高频
数字直流可控稳压电源
数字显示可调直流稳压电源 第一章设计任务 数字显示可调直流稳压电源 制作一个带数字显示的可调的直流稳压电源，可采用线性稳压电源或者开关电源的形式。 要求：1. 电源用220v交流电供电。 2．直流输出范围9v到12v。 3. 输出电流至少能达到500mA。 4. 输出电压波纹小于50mv。 5. 输出电压的大小可以通过数码管显示，显示结果精确到小数点后1位（即百分位可以不准），显示结果与实际输出电压误差不超过5%（以万用表测量为准） 第二章设计步骤 1．电路图设计 （1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。 （2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 （3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。 （4）总电路图：连接各模块电路。 2．电路安装、调试 （1）为提高学生的动手能力，学生自行设计印刷电路板，并焊接。 （2）在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。 （3）重点测试稳压电路的稳压系数。
（4）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。 第三章方案论证与比较 3．1 稳压电源的分类 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。如此繁多的分类方式会让我们摸不着头脑，不知道从哪里入手。我们必须弄清楚各个类别的特点，才能从中选出最佳方案。 3．2．1 稳压电源部分方案 方案一：简单的并联型稳压电源； 并联型稳压电源的调整元件与负载并联，因而具有极低的输出电阻，动态特性好，电路简单，并具有自动保护功能；负载短路时调整管截止，可靠性高，但效率低，尤其是在小电流时调整管需承受很大的电流，损耗过大。 方案二：输出可调的开关电源；
可调直流稳压电源课程设计报告
可调的直流稳压电源电路设计 目录 一、设计目的 (2) 二、设计任务及要求 (2) 三、实验设备及元器件 (2) 四、设计步骤 (3) 1．电路图设计方法 (3) 2、设计的电路图 (3) 五、总体设计思路 (4) 1．直流稳压电源设计思路 (4) 2．直流稳压电源原理 (4) 1、直流稳压电源 (4) 2、整流电路 (5) 3、滤波电路——电容滤波电路 (6) 4、稳压电路 (8) 5、设计的电路原理图 (9) 3．设计方法简介 (9) 六、课程设计报告总结 (11)
一、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。 二、设计任务及要求 1、设计一个连续可调的直流稳压电源，主要技术指标要求： ①输入（AC）：U=220V，f=50HZ； ②输出直流电压：U0=9→12v； ③输出电流：I0<=1A； ④纹波电压：Up-p<30mV； 2、设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。 3、自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量。 4、在实验室MultiSIM8-8330软件上画出电路图，并仿真和调试，并测试其主要性能参数。 三、实验设备及元器件 1、装有multisim电路仿真软件的PC 2、三端可调的稳压器LM317一片 3、电压表、滑动变阻器、二极管、变压器
四、设计步骤 1．电路图设计方法 （1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。 （2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 （3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。 （4）总电路图：连接各模块电路。 （5）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。 （6）采用三端集成稳压器电路，用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输 出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从 0 V起连续可调，因要求电 路具有很强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器 件较少，成本低且组装方便、可靠性高。 2、设计的电路图 图1 可调的直流稳压电源
连续可调直流稳压电源的设计与制作
目录 一、设计目的 (1) 二、设计任务及要求 (1) 三、设计步骤 (1) 四、总体设计思路 (2) 五、实验设备及元器件 (5) 六、测试要求 (5) 七、设计报告要求 (6) 八、注意事项 (6)
直流稳压电源的设计 一、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。 二、设计任务及要求 1．设计并制作一个连续可调直流稳压电源，主要技术指标要求： ①输出电压可调：U o=+3V～+9V ②最大输出电流：I omax=800mA ③输出电压变化量：ΔU o≤15mV ④稳压系数：S V≤0.003 2．设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。 3．自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量，交指导教师审核。 4.批准后，进实验室进行组装、调试，并测试其主要性能参数。 三、设计步骤 1．电路图设计 （1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。 （2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 （3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。 （4）总电路图：连接各模块电路。 2．电路安装、调试 （1）为提高学生的动手能力，学生自行设计印刷电路板，并焊接。 （2）在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。 （3）重点测试稳压电路的稳压系数。 （4）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。
直流稳压电源设计实验报告
电气工程系电子信息工程技术专业 题目：直流稳压电源设计 学生姓名：刘现华班号：电信一班学号： 100222101013 指导教师:
一、设计题目 题目：直流稳压电源设计 二、设计任务： 设计并制作用晶体管、电阻器、电容组成的直流稳压电源。 指标：1、输入电压： 2、输出电压：3- 6V、6-9V、9-12V三档直流电压； 3、输出电流：最大电流为1A； 4、保护电路：过流保护、短路保护。 三、理电路和程序设计： 一电路原理方框图： 图1.1 四、原理说明： (1)选用集成稳压器构成的稳压电路， 选用可调三端稳压器LM317，其特性参数V o=(1.2V~37V),Iomax=1.5A,最大输入、输出电压差（Vi-V o）max=40V。符合本任务的基本要求。
(2)选电源变压器 集成稳压电源的输出电压V o即是此电路的输出电压。稳压器的最大允许电流ICM〈Iomax，输入电压根据公式 V omax+(Vi-V o)min≤Vi≤V omin+(Vi-V o)max可求出其范围为12V≤Vi ≤43V。故副边电压取V2=12V，副边电流取I2=1A变压器的副边输出功率为P2≥V2 I2 =12W，由下表可得变压器的效率为0.7。则原边输入功率P1>P2/η=17W。为留有余地，选取功率为20W的变压器。 图1.2 (3)选整流二极管及波电容 整流二极管D选IN4001，其极限参数为VRM≥50V，IF=1A，满足要求。滤波电容C可由纹波电压△V op-p和稳压系数来确定。由式Vi=△V op-pVi /V oSv得△Vi =2.2V，由式C=Ict/△Vi=Iomaxt/△Vi 得C=3636μF。电容C的耐压应大于17V，故取2只2200μF/25V的电容相并联。 (4)电阻RP1的取值 由式V o=(1+Rp1/R1)1.25，取R1=240Ω，则RP1=336Ω时输出电压为3V，RP1=1.49Ω时输出电压为9V ，故取4.7KΩ精密线绕可调电位器。当RP1阻值调至最小端时输出电压为1.25V，当阻值大于1.5KΩ后输出电压不会继续增大，使用Multisim9仿真时为13V,但实际测试时为10V
直流稳压电源设计实验报告
直流稳压电源设计实验报 告 Prepared on 22 November 2020
实训报告 题目名称：直流稳压电源电路 系部：电气与信息工程系 专业班级：机制 14-3 学生姓名：郭欣欣 学号： 指导教师：刘岩 完成日期： 2018年1月17日 摘要 随着电子技术的快速发展，高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高，如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量，其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。 本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件稳压电路将交流电压转化为直流电压输出，并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 随着电子技术的快速发展，高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来 越高，如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳 压源为电路提供直流电压和能量，其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件LM317稳压电路将220V交流电压转化为5V直流电压输出，并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 关键词:半波整流电容滤波稳压电路稳压系数纹波电压 目录 一、设计要求 (1) 二、原理分析与设计步骤 1.直流稳压电路结构的选择 (1) 2.交流变压器 (2) 3.整流电路 (2)
4.滤波电路 (2) 5.集成稳压电路 集成稳压器件LM317 (3) LM317典型接法 (4) 6.参数计算与器件选择 (4) 电路参数计算 (4) 元器件清单 (5) 三、实验步骤与测试结果 1.电路搭接与仪器调试 (6) 2.性能参数测试 稳压系数的测量 (6) 输出电阻的测量 (6) 纹波电压的测量 (7) 测量结果分析 (7) 四、实验小结 (7)
可调直流稳压电源的设计说明
. .页脚. 可调直流稳压电源设计报告 任微明（学号：） （物理与电子信息学院 10级科技班, 呼和浩特 010022） 指导教师:高焕生 摘要：主要采用变压器、整流、滤波、稳压的流程思路将输入220V交流电转换成电压3~12V的直流电源。其中，稳压电路采用三端固定稳压器LM317达到稳压效果，因此系统可根据实际需要对其设计进行适当的修改。本系统设计方便简单、易学易改、成本低廉、功能实用。 关键字：变压器；整流；滤波；稳压 1 设计容及要求 1.1 设计目的 1、学习小功率直流稳压电源的设计与调试方法。 2、掌握小功率直流稳压电源有关参数的测试方法。 3、通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试，要求学会： (1)选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源； (2)掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。 (3)通过电路的设计可以加深对该课程知识的理解以及对知识的综合运用。 1.2 设计容 设计一波形直流稳压电源，满足：当输入电压在220V±10%时，输出直流电压为3~12V。 1.3 设计要求 (1)电源变压器做理论设计； (2)合理选择集成稳压器； (3)完成全电路理论设计、计算机辅助分析与仿真、安装调试、绘制电路图，PCB板；
(4)撰写设计报告、调试总结报告。 2 设计方法与步骤 2.1 设计方法 单元电路设计、PCB板设计、电路的组装与调试。 2.2 设计步骤 （1）功能和性能指标分析：对题目的各项要求进行分析，整理出系统和具体电路设计所需的更具体、更详细的功能要求和技术性指标数据，以求得设计的原始依据。 （2）画出总体电路图，要求按相关规定，布局合理，图面清晰，便于对图的理解和阅读，为组装、调试和维修时做好准备。 （3）按总电路图安装电路，调试并改进。 3 电路的设计 图3 整体电路图 3.1 电源变压器 过整流电路将交流变为脉动的直流电压。由于此脉动的直流压含有较的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。电源变压器的作用是将交流220V的电压变为所需的电压值，然后通过的电压还随电网电压波动、负载何温度的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载何温度变化时，维持输出直流电压稳定。 3.2 整流电路 利用二极管的单向导电性，将交流电压变成单向脉动电压的电路，称为整流
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 =4.5～12.0V； o ≥1A； ②最大输出电流：I omax ③输出纹波：V ≤10mV； P-P 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=错误！未找到引用源。U2sinωt，U2为有效值。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻R L，且方向是一致的。 图 3单相桥式整流电路简易画法及波形图 在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即电路中的每只二极管承受的最
课程设计_可调直流稳压电源
电子科学与技术专业课程设计 目录 一、设计目的作用 (1) 二、设计要求 (1) 2.1 直流稳压电源的种类及选用 (1) 2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 (2) 2.3 串联型直流稳压电源的设计要求 (2) 三、设计的具体实现 (2) 3.1 系统概述 (2) 3.2 单元电路设计与分析 (4) 3.2.1 降压电路 (5) 3.2.2 整流电路 (5) 3.2.3 滤波电路 (7) 3.2.4 稳压电路 (9) 3.3 元件电路参数计算 (10) 3.4 改进方案 (11) 3.5 电路主要测试数据 (12) 四、总结 (12) 五、附录 (12)
六、参考文献 (14)
设计要求 2.1 直流稳压电源的种类及选用 直流稳定电源按习惯可分为化学电源、线性稳定电源和开关型稳定电源，它们又分别具有各种不同类型： （1）化学电源：平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类，各有其优缺点。随着科学技术的发展，又产生了智能化电池；在充电电池材料方面，美国研制员发现锰的一种碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、放电时间，多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。 （2）线性稳压电源：线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区，靠调整管之间的电压降来稳定输出。由于调整管静态损耗大，需要安装一个很大的散热器给它散热,而且由于变压器工作在工频（50Hz)上,所以重量较大。该类电源优点是稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路，输出连续可调的成品；缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。 （3）开关型直流稳压电源：电路型式主要有单端反激式，单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹，功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态，开关电源因此而得名。开关电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠；缺点相 对于线性电源来说纹波较大（一般≤1% V ) (P P o-，好的可做到十几mV P P- 或更小)。 它的功率可自几瓦－几千瓦均有产品。 2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 （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10-2~10-4。 （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Ifz 变化时输出电压的变化也越小。性能优良的稳压
可调直流稳压电源
要制作可调直流稳压电源，首先来了解一下可调直流稳压电源的基本工作原理。直流稳压电源工作流程为降压、整流（把交流电变直流电），输入滤波、三端稳压器稳压、输出滤波五部分。下面是具体介绍。 220V的交流电从直流稳压电源插头经保险管送到变压器的初级线圈，并从次级线圈感应出经约9V的交流电压送到4个二极管。二极管在电路中的符号有短线的一端称为它的负极（或阴极），有三角前进标志的一端称为它的正极（或阳极）。基本作用是只允许电流从它的正极流向它的负极（即只能按三角标示的方向流动），而不允许从负极流向正极。我们知道，交流电的特点是方向和电压大小一直随时间变化，用通俗的话说，它的正负极是不固定的。但是不管从变压器中出来的两根线中哪根电压高，电流都能而且只能由D3或D4流入右边的电路，由D1或D2流回去。这样，从右边的电路来看，正极永远都是D3和D4连接的那一端，负极永远是D1和D2连接的那一端。这便是二极管整流的原理。 二极管把直流稳压电源交流电方向变化的问题解决了，但是它的电压大小还在变化。而电容器有可以存储电能的特性，正好可以用来解决这个问题。在电压较高时向电容器中充电，电压较低时便由电容器向电路供电。这个过程叫作滤波。图中的C1便是用来完成这个工作的。 经过C1滤波后的比较稳定的直流电送到三端稳压集成电路LM317T的Vin端(3脚)。LM317T是一种这样的器件：由Vin端给它提供工作电压以后，它便可以保持其+V out端(2脚)比其ADJ端(1脚)的电压高1.25V。因此，我们只需要用极小的电流来调整ADJ端的电压，便可在+V out端得到比较大的电流输出，并且电压比ADJ端高出恒定的1.25V。我们还可以通过调整PR1的抽头位置来改变输出电压－反正LM317T会保证接入ADJ端和+V out 端的那部分电阻上的电压为1.25V！所以，可以想到：当抽头向上滑动时，直流稳压电源输出电压将会升高！ 图中C2的作用是对LM317T 1脚的电压进行小小的滤波，以提高直流稳压电源输出电压的质量。图中D5的作用是当有意外情况使得LM317T的3脚电压比2脚电压还低的时候防止从C3上有电流倒灌入LM317T引起其损坏。 元件选择： 直流稳压电源大部分元件的选择都有弹性。IC选用LM317T或与其功能相同的其它型号（如KA317等，可向售货员咨询）。直流稳压电源变压器可以选择一般常见的9-12V的小型变压器，二极管选1N4001-1N4007均可。C1选择耐压大于16V、容量470-2200μF的电解电容均可。值得注意的是C2的容量表示法：前两位数表示容量的两位有效数字，第三位表示倍率。如果第三位数字为N，则它的容量为前两位数字乘以10的N次方，单位为PF。如C2的容量为10×104=100000PF=0.1μF。C2选用普通的磁片电容即可。C3的选择类似于C1。电阻选用1/8W的小型电阻。现在的小电阻一般用色环来标示其阻值，如果你还不会识别这种表示法，请看这篇文章-色环电阻的识别。 本直流稳压电源需要的元件都可以在电子商店买到，主要元件清单如下：
浙大版电工电子学实验报告18直流稳压电源
课程名称：电工电子学实验指导老师：实验名称：直流稳压电源 一、实验目的 1.掌握单相半波及桥式整流电路的工作原理。 2.观察几种常用滤波电路的效果。 3.掌握集成稳压器的工作原理和使用方法。 二、主要仪器设备 1.XJ4318型双踪示波器。 2.DF2172B型交流毫伏表。 3.MS8200G型数字万用表。 4.MDZ—2型模拟电子技术实验箱。 5.单级放大、集成稳压实验板。 三、实验内容 1.单相整流、滤波电路 取变压器二次侧电压15V挡作为整流电路的输入电压U2，并实测U2的值。负载电阻R L=240Ω，完成表 18-1所给各电路的连接和测量。(注：以下各波形图均在示波器DC挡测得)
2.集成稳压电路 (1)取变压器二次侧电压15V挡作为整流电路的输入电压U2，按图18-2连接好电路，改变负载电阻值R L，完成表18-2的测量。(注：以下各波形图均在示波器DC挡测得) 图18-2 整流、滤波、稳压电路 (2)取负载电阻R L=120Ω不变，改变图18-2电路输入电压U2(调变压器二次侧抽头)，完成表18-3的测量。(注：以下各波形图均在示波器DC挡测得)
表18-3 (R 四、实验总结 1.根据表18-1结果，讨论单相半波整流电路和桥式整流电路输出电压平均值U L和输入交流电压有效值U2之间的数量关系。 由此可见，对于不同电路，在相同的U2下，U L是不同的。下面分开讨论单相半波整流电路(即1~4号)和桥式整流电路(5~8号)：
单相半波整流电路：根据上述数据可见，在不加电容时U L=0.46U2；而加入不同电容后分别为U L=1.04U2、U L=1.20U2，可见比值有所提高；加入两电容且之间加有电阻后，U L=1.14U2，比值与只加一个电容的区别不大。 桥式整流电路：据上表数据，不加电容时U L=0.88U2；而加入不同电容后分别为U L=1.21U2、U L=1.26U2，可见比值也有所提高；加入两电容且之间加有电阻后，U L=1.20U2，可见与只加一个电容的差异不大。 将单相半波和桥式两种整流电路作比较，可发现在不加电容时，两电路的U L/U2比相差较大，而加入电容后，以及加入两电容且之间加有电阻后，该比值都比较接近，但桥式整流电路比单相半波整流电路的值稍大。 2.根据表18-1结果，总结不同滤波电路的滤波效果。 单相半波整流电路：按顺序比较四种电路，可见随着电路的改进输出波形越来越趋于平缓，比较交流分量也可看出，交流分量逐渐趋于0，可见整流滤波的效果越来越好。但比较U L可以看出，只加一个电容的电路比不加电容的数值要高，但加入两电容并之间加有电阻后，U L值反而有所降低，但差别并不大。因此对于一般要求的电路，选择第4种电路是最好的，整流好且输出电压损失较小。 桥式整流电路：按顺序比较四种电路，可见情况与单相半波整流电路类似，随着电路的改进输出波形越来越趋于平缓，交流分量也逐渐趋于0，因而整流滤波的效果越来越好。同样，只加一个电容的电路比不加电容的数值要高，在加入两电容并之间加有电阻时比只加一电容的输出电压略低，但相差不大。因此在实际使用时最后一种电路也是较优的选择。 比较单相半波整流电路和桥式整流电路可见，后者比前者滤波效果略好，但由于其所用元件较前者多，实际应用时成本会略高，因此用于实际情况时应综合考虑所需要求再选择整流方式。 3.根据表18-2和18-3结果，分析集成稳压器的稳压性能。 从表18-2可以看出，即使负载电阻大范围变化，输出电压都会基本保持不变，都基本稳定在12V左右，可见，在此种情况下，只改变负载电阻对输出电压几乎没有影响，因此此电路稳压性能非常好。 从表18-3可以看出，当其他条件不变而只改变输入电压幅值时，在输入电压小于15V时，输入电压对输出电压的影响很大。由图可见虽然在9V和12V的输入电压下输出电压都有一定的波动性，此时整流效果不好，且幅值会随输入电压的大小而变化；当输入电压在15V以上时，输出电压波形图为一条水平直线，且稳定在12V，此时整流效果很好，且幅值不再随输入电压大小而变化。因此实际应用时，必须有足够大的输入电压，才能使该集成稳压器工作正常。 五、心得体会 本次实验通过对各种整流滤波电路的测量研究，使我们较好地观察了几种常用滤波电路的效果，并能更好地结合理论，掌握其工作原理。实验结果的分析可以使我们知道何种条件下会出现怎样的情况，这对实际应用是非常有帮助的。 此次实验内容多而不繁，需要仔细连好各电路并耐心记录相应波形图。为方便操作，在做表18-1的电路时，可以按照如下顺序进行实验：12348765，这样在改变电路时只需改变几根导线即可，省去了很多时间，提高了实验效率。另外，在画波形图时务必要记录幅值轴和时间轴的坐标单位，作出的波形图才算完整，便于后续分析。 下面对实验结果的准确性作一简要分析。根据课本上相关理论知识，可知对于这类电路，理 论上U L≈0.9U2，而根据“实验总结1”里的U L/U2比可见，实验结果是U L=0.88U2；而对于这类 电路，理论上U L≈1.2U2，而实际实验结果为U L=1.21U2和U L=1.26U2。由此可见实验值与理论值十分接近，因此可推断这次实验是比较成功的，总体误差可能较小。这也反过来说明理论估算值是较符合实际的，因而课本上的估算方法是可行的。当然，为了检验上述结论，还需要进行多组平行实验才能做出较准确的判断。