直流集成稳压电源

1、摘 要 本文设计了一个集成直流稳压电源。设计采用变压器变压，桥式整流电路进行整流，电容对脉动电压进行滤波，最后用可调电阻和三端集成稳压器来实现直流电压在正负1.25V到25V之间的连续可调的正负12V电压和固定输出正负5V电压。该稳压电源具有性能稳定，结构简单，调节方便等优点。 关键词：变压器、桥式整流、滤波、集成稳压器、稳压电源 ABSTRACTIn this paper, an integrated dc regulated power supply. Design USES transformer, bridge rectifier circuit rectifier, capacita

2、nce of a pulsating voltage for filtering, and finally with adjustable resistance and three end integrated regulator to realize dc voltage in positive and negative 1.25 V to 25 V continuous adjustable between positive and negative 12 V voltage and fixed output positive and negative 5 V voltage. The r

3、egulated power supply has stable performance, simple structure, convenient adjustment etc. Keywords : Transformer, bridge rectifier, filter, integrated voltage stabilizer, Power supply目录1、简介与设计思路.31.1简介.31.2Multisi m仿真软件介绍及其特点.31.3PROTEL99SE软件介绍及特点.51.4PROTEL99SE系统构成.61.5设计原理.61.6设计步及思路72、芯片介绍.72.1三

4、端可调式集成稳压器.7 LM317.7 LM337.92.2三端固定式集成稳压器.11 LM7805.11 2.2.2L7905CV.123、详细设计与仿真.133.1电源变压器13.3.2整流电路13.3.3滤波电路153.4稳压电路173.5直流稳压电源的技术指标.20 3.6电路原理图.22 3.7仿真分析.234、设计总结.275、参考文献.28附件：PCB图301、简介与设计思路1.1简介本次设计的目的是设计一个可调直流稳压电源。设计要求是采用220V作为电源，输入交流 ±18V，输出±5V、±12V（可调）。本次设计的意义是通过本设计加深对电子技术课程

5、的理解，了解一般设计过程，掌握一种电子电路设计软件的使用方法。本次设计应解决的主要问题是：如何产生稳定的电压，怎样对输出电压进行数码显示，基本掌握仿真软件和PROTEL的使用方法。从七十年代开始,我国集成稳压器的研制和生产得到了飞速地发展,现已能生产上百个品种,初步形成了完整的系列产品集成稳压器在较短时期内能够获得迅速发展和广泛应用,乃是基本它的通用性强的特点.因为不管是哪种电子设备,几乎毫无例外地都需应用直流稳压系统.随着电子设备功能日趋复杂和性能不断提高,设备内部所应用的各种元器件和组件也日益复杂化和多样化,而这些元器件和组件所要求的供电电压并不完全相同.这样,在电子设备中必须引入多种稳压

6、电源系统才能满足需要.如果仍沿用过去由分离元器件组成的稳压电源系统.必将大大的增加电子设备的体积、重量和成本.当采用集成稳压电源后,整个复杂设备只要求提供一个经过简单简单整流的电源系统,然后针对设备中不同部分所要求的供电电压值,分别应用一块相应的集成稳压器进行稳压就可以了.这样做的明显好处是简化了设备中各个单元之间的去藕隔离问题.应用分离元器件组装的稳压系统要达到很高的稳压精度很不容易,只有利于集成工艺技术的稳压器,才能实现高精度、成本低的目标.这是现时集成稳压器获得蓬勃发展的主要原因之一.1.2Multisim仿真软件介绍及其特点Multisim是Interactive Image Tech

7、nologies (Electronics Workbench)公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。NI Multisim软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件。Multisim软件有以下几个特点：1、直观的图形界面：整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的。2、丰富的元器件：提

8、供了世界主流元件提供商的超过17000多种元件，同时能方便的对元件各种参数进行编辑修改，能利用模型生成器以及代码模式创建模型等功能，创建自己的元器件。3、强大的仿真能力：以SPICE3F5和Xspice的内核作为仿真的引擎，通过Electronic workbench 带有的增强设计功能将数字和混合模式的仿真性能进行优化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真、VHDL仿真、电路向导等功能。4、丰富的测试仪器：提供了22种虚拟仪器进行电路动作的测量，这些仪器的设置和使用与真实的一样，动态互交显示。除了Multisim提供的默认的仪器外，还可以创建LabVIEW的自定义仪器，使得图形环境中可以

9、灵活地可升级地测试、测量及控制应用程序的仪器。5、完备的分析手段：Multisimt提供了许多分析功能，集成LabVIEW和Signalexpress快速进行原型开发和测试设计，具有符合行业标准的交互式测量和分析功能。6、独特的射频(RF)模块：提供基本射频电路的设计、分析和仿真。射频模块由RF-specific（射频特殊元件，包括自定义的RF SPICE模型）、用于创建用户自定义的RF模型的模型生成器、两个RF-specific仪器（Spectrum Analyzer频谱分析仪和Network Analyzer网络分析仪）、一些RF-specific分析（电路特性、匹配网络单元、噪声系数）等

10、组成。 7、强大的MCU模块：支持4种类型的单片机芯片,支持对外部RAM、外部ROM、键盘和LCD等外围设备的仿真，分别对4 种类型芯片提供汇编和编译支持；所建项目支持C代码、汇编代码以及16进制代码,并兼容第三方工具源代码； 包含设置断点、单步运行、查看和编辑内部RAM、特殊功能寄存器等高级调试功能。 8、完善的后处理：对分析结果进行的数学运算操作类型包括算术运算、三角运算、指数运行、对数运算、复合运算、向量运算和逻辑运算等。9、详细的报告：能够呈现材料清单、元件详细报告、网络报表、原理图统计报告、多余门电路报告、模型数据报告、交叉报表7种报告。10、兼容性好的信息转换：提供了转换原理图和仿

11、真数据到其他程序的方法，可以输出原理图到PCB布线；输出仿真结果到MathCAD、Excel或LabVIEW；输出网络表文件；向前和返回注；提供Internet Design Sharing（互联网共享文件）。 1.3PROTEL99SE软件介绍及特点随着计算机技术的飞速发展，集成电路被广泛应用，电路越来越复杂，集成度越来越高，加之新型元件层出不穷，使得越来越多的工作已经无法用手工来完成，因此计算机辅助电路板设计已经成为电路板设计制作的必然趋势。Protel 99SE具有丰富的设计功能，能进行原理图的设计、印制电路板的设计、PCB板的设计等功能，现对其进行介绍：Protel 99SE采用数据库

12、的管理方式。Protel 99SE软件沿袭了Protel以前版本方便易学的特点，内部界面与Protel 99大体相同，新增加了一些功能模块，功能更加强大。新增的层堆栈管理功能，可以设计32个信号层，16个地电层，16个机械层。新增的3D功能让您在加工印制版之前可以看到板的三维效果。增强的打印功能，使您可以轻松修改打印设置控制打印结果。Protel 99SE容易使用的特性还体现在“这是什么”帮助，按下右上角的小问号，然后输入你所要的信息，可以很快地看到特性的功能，然后用到设计中，按下状态栏末端的按钮，使用自然语言帮助顾问。 protel 99se是现今应用较广泛，功能较齐全的版本，它基本满足了工

13、业生产与电子设计上的要求。 所有Protel 99SE设计文件都被储存在唯一的综合设计数据库中，并显示在唯一的综合设计编辑窗口。在Protel 99SE中与设计的接口叫设计管理器。使用设计管理器，可以进行对设计文件的管理编辑、设置设计组的访问权限和监视对设计文件的访问。 1）管理方式 protel 99se采用全新的管理方式，即数据库的管理方式。Protel 99 是在桌面环境下第一个以独特的设计管理和团队合作技术为核心的全方位的印制板设计系统。所有Protel99设计文件都被存储在唯一的综合设计数据库中，并显示在唯一的综合设计编辑窗口。 2）特点 protel 99se软件沿袭了Protel

14、以前版本方便易学的特点，内部界面与前作大体相同，新增加了一些功能模块。在protel 99se中集成了信号完整性工具，精确的模型和板分析，帮助在设计周期里利用信号完整性分析可获得一次性成功和消除盲目性。 1.4PROTEL99se系统构成 protel 99se主要由原理图设计系统、印制电路板设计系统两大部分组成。 1）原理图设计系统 这是一个具有大量元件库的原理图编辑器，主要用于原理图的设计。它可以为印制电路板设计提供网络表。该编辑器除了具有原理图编辑功能以外，其分层组织设计功能、设计同步器、电气设计检验功能及打印输出功能，使用户可以轻松完成所需的设计任务。 2）印制电路板设计系统它是一个印

15、制电路板设计编辑器，具有非常专业的交互式布线及元件布局的特点，用于印制电路板（PCB）的设计并最终产生PCB文件。 同时它还包含一个PCB信号完整性分析工具、打印管理系统、一个PCB三维视图预览工具1.5设计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压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，见图:T 工频交流脉动直流 直流整流滤波稳压负载 直流稳压电源方框图欲设计一可调直流稳压电源。该电源的技术参数：直流稳压输出范围 DC 012V。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。降压后

16、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）。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，脉动大的直流电压须经过滤波从而得到平滑的支流电压。脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。但这样的电压还随电网电压波动（一般有正负10%左右的波动），负载和温度的变化而变化。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、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。当负载要求功率较大，效率较高时，常采用开关稳压电源。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，供给负载RL。1.5设计步骤及思路综合考虑设计为如下图的集成

17、稳压直流电源设计原理框架图： 集成稳压直流电源设计原理框架图 2、芯片介绍2.1三端可调式集成稳压器三端可调式集成稳压器是指输出电压可调的稳压器，它与三端固定式稳压器的外形和管脚的编号相同，但管脚功能有区别，是在三端固定式稳压器的基础上发展而成的，只需少量的外围元件就可以组成精密可调的稳压电路。在要求稳压精度较高，且输出电压须在一定范围内做任意调节的场合，可选用这种集成稳压器。例如：输出正电压的CW117/CW217/CW317系列和输出负电压的CW137/CW237/ CW337系列。各系列的内部电路和工作原理基本相同，但工作温度不同，分别为（-55150）、（-25150）和（0125）。

18、根据输出电流的大小，每个系列又分为L型（0.1A）、M型（0.5A），如果不标M或L，输出电流最大为1.5A。三个管脚分别为输入端Ui、电压调整端ADJ和输出端Uo，没有地端。当输入电压在340V范围内变化时，电路均能正常工作，此时输出端与调整端的电位差为1.25V，如果把调整端接地，它就成为输出为1.25V的固定输出三端稳压器。 LM317 LM317是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路，其输出范围是1.25V到37V，负载电流最大为1.5安。他的使用非常简单，外接两个电阻就可以设置输出电压，此外他的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好，LM317内置有过流保护和安全区保护

19、等多种电路，通常也不需要外接电容。特性简介：可调整输出电压到1.25V。 保证1.5安输出电流。 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、过热过流保护、调整管的安全工作区保护输入与输出工作压差：340V电压范围：输入输出最下压降为1.25VLM317/LM337 1.25V至37V可调。LM317与LM337集成稳压器的特性满足设计要求的输出电压Vo: ±1.25 - ±12V连续可调封装形式TO-220 塑料封装，T0-3铝壳封装，TO-202 塑料封装，TO-39 金属封装    LM31

20、7外形及典型电路工作原理：输出电压，所以输出电压取决于外接电阻R1、可调电阻R2的分压比。选取合适发的两个电阻的阻值变可以得到理想的输出电压，LM317输出端与调整端之间的电位差恒等于1.25V，调整端1的电流极小，所以流过R1、R2的电流几乎相等（约几毫安电流），通过改变电位器的阻值就能改变输出电压。LM317稳压器为了保持输出电压的稳定性，要求流经R1的电流要小于5mA，所以R2/R1的比值范围只能是0-28.6，经计算可知R1的最大取值为R10.83K，R2的最大取值为R223.74K，必须保证R10.83K，R223.74K两个不等式同时成立，才能保证317稳压块在空载时能够稳定地工作

21、。 LM337LM337是比较常见的降压型线性稳压器，LM337 的输出电压范围是 -1.2V 至 -37V，负载电流最大为 0.42.2A。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。LM337 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常 LM337 不需要外接电容。特性简介：可调整输出电压到负1.25V。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。 输入输出最小压差降为0.2V电压范围：输入输出最下压降为负1.25VLM317/LM3

22、37 1.25V至37V可调。LM317与LM337集成稳压器的特性满足设计要求的输出电压Vo: ±1.25 - ±12V连续可调封装形式TO-220 塑料封装，T0-3铝壳封装，TO-202 塑料封装，TO-39 金属封装LM337外形及典型电路工作原理：输出电压，所以输出电压取决于外接电阻R1、可调电阻R2的分压比。选取合适发的两个电阻的阻值变可以得到理想的输出电压，LM317输出端与调整端之间的电位差恒等于1.25V，调整端1的电流极小，所以流过R1、R2的电流几乎相等（约几毫安电流），通过改变电位器的阻值就能改变输出电压。LM317稳压器为了保持输出电压的稳定性，要

23、求流经R1的电流要小于5mA，所以R2/R1的比值范围只能是0-28.6，经计算可知R1的最大取值为R10.83K，R2的最大取值为R223.74K，必须保证R10.83K，R223.74K两个不等式同时成立，才能保证337稳压块在空载时能够稳定地工作。2.2 三端固定式集成稳压器这类固定输出的通用型线性稳压器，有输入、输出和公共端3个端子，一般来说正电压输出的用四位数字78XX（或中间加一位字母）表示基本型号。举例来说，7805表示正5V输出的线性稳压器额定电流是1000mA。7800系列的输出电压为5，6，9，12，15，18，24V共7个档次，7806、7808、7809、7812、78

24、15、7818、7824分别表示6V、8V、9V、12V、15V、18V、24V电压输出、额定电流1000mA的线性稳压器，如果在中间加一个字母L（例如78L05）表示额定电流为100mA，如果加字母M表示额定电流为500mA，如果加字母H表示额定电流为5000mA，如果加字母P表示额定电流为10000mA；负电压输出的用四位数字79XX（或中间加一位字母）表示基本型号。举例来说，7905表示负5V输出的线性稳压器额定电流为1000mA，其他和78XX系列相同。但是各厂家的型号前缀和后缀各不相同，比如同为7805，ON的产品前缀是MC，型号是MC7805，松下的产品前缀是AN，ST的产品前缀是

25、L，NS的产品前缀是LM等等，这类产品具有使用方便、性能稳定、价格低廉等优点，得到了广泛的应用。 LM7805LM7805输出为+5V，输入端接电容Ci可以进一步滤除纹波，输出端接电容Co能改善负载的瞬态影响，使电路稳定工作。Ci，Co最好采用漏电流小的钽电容，如果采用电解电容，则电容量要比图中数值增加10倍。特性简介：输出电流可达 1A 输出电压有：5V 过热保护 短路保护 输出晶体管 SOA 保护 三端固定正稳压器的典型应用电路如图： LM7805外形和典型电路 L7905CV输出为-5V，输入端接电容Ci可以进一步滤除纹波，输出端接电容Co能改善负载的瞬态影响，使电路稳定工作。特性简介：

26、 输出电压- 5 V输出电流0.5 A线路调整率100 mV负载调节100 mV回动电压（最大值）1.4 V最大输入电压- 35 V三端固定正稳压器的典型应用电路如图： L7905CV外形及典型电路3、详细设计与仿真3.1电源变压器电源变压器：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。因为变压器由铜线绕成，所以会有一定的内阻R，致使电流流过变压器时，就会造成一定的损耗。设整流滤波电路的输出电流为，输出电压为,流过变压器的工作电流为，则为输出电压降的比率，为输出电压的比率，为变压器的工作电流与输出电流的比率。由于，,，则，

27、所以，其中，约0.1V的偏差为变压器上的损耗。又因为正向导通的每个二极管上大约有1V的损耗，所以事实上输出电压约为14V。对于中心抽头式全波整流电路，由于每次只有一个二极管正向导通，所以输出电压值稍大些。所以应选择额定电流大于0.64V的变压器。实际的变压器中当变压器输出电流小于额定电流时，变压器输出电压的峰值将大于15V，也可以得到整流电路的输出电压可能大于14V。若选择中心抽头式变压器，在输出电压降比率相同的情况下，变压器所需的额定电流要小一些。3.2整流电路整流电路：是利用整流二极管的导通特性将交流电压转换为单一方向的半波电压。根据整流二极管连接形式的不同，又可半波整流电路和桥式整流电路

28、。（1）半波整流就是利用二极管的单向导电性能，使经变压器出来的电压V只有半个周期可以到达负载，造成负载电压V是单方向的脉动直流电压，见图半波整流电路（2）全波整流电路是利用副边有中心抽头的变压器和两个二极管构成如下图所示的全波整流电路。从图中可见，正负半周都有电流流过负载，提高了整流效率。其特点为输出电压V高；脉动小；正负半周都有电流供给负载，因而变压器得到充分利用，效率较高。全波整流电路（3）桥式整流滤波电路，见下图。与半波整流电路相比，在V2，RL相同的条件下，输出的直流电压提高了一倍；电流脉动程度减小；变压器正负半周都有对称电流流过，既得到充分利用，又不存在单向磁化的问题。所以他的应用较

29、为广泛。但需要4个整流二极管，线路稍复杂。桥式整流电路以上举例均以单相电路为例，这样能更好的说明其原理和区别。设计采用的则为三相电路。三相半波整流电路由于整流元件的单向导电性，只允许每相一个周期的正半周（或者负半周）经过整流元件，形成单向的脉动电流；三相全波：每相的正半周和负半周分别经两组整流元件输出，再同极性叠加，形成单向电流提供给负载。半波整流用元件少、电路简单，效率较低，输出的平均电压较低；全波整流电路较复杂、用整流元件较多，对整流元件耐压要求较高，但效率高，电源利用率高，输出电流脉动较小、直流品质较好，与半波相比能提供给负载较大更稳定的电流。桥式整流是因为其电路连接为电桥的形式。综合各

30、电路优缺点，本次设计将使用三相桥式整流电路。整流电路中的二极管的选择。因为变压器的副边电压为18V，所以桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压18V，桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流0.3A。查手册选整流二极管IN4007，其参数为：反向击穿电压,最大整流电流。3.3滤波电路滤波电路：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。交流电经整流电路后可变为脉动直流电流，其中含有较大的交流分量，为了使设备能用上纯净的直流电，还必须用滤波电路滤除脉动电压中的交流成分。滤波电路一般由电抗元件组成，如在负载电阻的两端并联上电容器C，或在负载中串联上电感器L，或由电

31、容，电感组合而成的各种复式滤波电路。（1）电容滤波就是在整流电路后面，用大量的电解电容与负载并联。电容滤波电路简单，制作方便。但是它的输出电流不宜太大，而且要求输出电压的脉动成分较小时，必须增加电容器的容量，因此电路的体积大也不经济。为此，RC-型滤波电路在实际电路中也经常使用。电容滤波电路RC-型滤波电路（2）电感滤波是利用电感具有阻止电流变化的特点，在整流电路的负载回路中串联电感L，如下图所示。电感滤波电路 当整流后的脉动电流增大时，电感L将产生反电势，阻止电流增大；相反，当电流减小是，电感L将阻止电流减小，从而使负载电流脉动成分大大降低，达到滤波的目的。由于电感交流电阻很大，而直流电阻很

32、小，输出直流分量在电感上损失很小，所以它适用于负载电流比较大的场合，而且外特性较好，即负载电流变化时，输出直流电压变化较小，另外，电感滤波的二极管导通角不会减小，避免了浪涌电流的产生。为了进一步改善滤波效果，可以采用LC滤波电路，它是在电感滤波电路的基础上，再在负载电阻RL上并联电容器C，如下图：LC型滤波电路 在大功率输出的电源稳压电路中，由于输出电流较大，为了减少功率损耗，一般不用电阻做滤波器件，经常使用的是LC元件构成的型滤波电路。为了增大电感量，一般来说，L选铁芯电感，C选用电解电容如下图所示： 型LC滤波电路本设计选用一个2200F的大容量电解电容C1和一个0.1F的小电容量涤纶CL

33、11型电容C2并联滤波。理论上，在同一频率下容量大的电容其容抗小，这样一大一小电容相并联后其容量小的电容C2不起作用。但是，由于大容量的电容器存在感抗特性，等效为一个电容与一个电感串联。在高频情况下的阻抗反而大于低频时的阻抗，小电容的容量小，在制造时可以克服电感性，几乎不存在电感。在大电容C1上并联一个小电容C2可以补偿其在高频下的不足。当电路的工作频率比较低时，小电容不工作（容抗大相当于开路）。大电容的容量越大滤波效果越好。当电路的工作频率比较高时（输入信号的高频干扰成分），大电容由于感抗大而处于开路状态。这时高频干扰成分通过小电容流到底线，滤除各种高频干扰成分。3.4稳压电路稳压电路：稳压

34、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。经过整流和滤波后的直流电压，会由于交流电网电压的波动以及负载电阻的变动而发生变化。在绝大多数情况下，这种输出电压的变化波动显得太大，仍需要进一步对其稳定，这就需要采用稳压电路。稳压管基本应用电路（1）硅稳压管也称为齐纳二极管，其伏安特性如图所示。从伏安特性可以看到，当流过稳压管的电流在一个较大范文内变化时，稳压管两端的电压几乎不变。稳压管的这一特性将稳压管和负载并联，若能保证稳压管中的电流在一定范围内，则负载电压就能再一定程度上得到稳定，因此，稳压电路的关键就是限定稳压管中的电流。因为如果工作电流太小，则电压随电流的变化很大

35、，达不到稳压的目的;但工作电流也不能太大，以免超过管子的额定功率，造成损坏。小功率稳压管的工作电流大致几毫安至几十毫安，大功率的稳压管可达到几安培到十几安培。稳压管稳压电路具有线路简单，调试方便等有优点，但输出电流受稳压管稳定电流的限制，而且输出电压又不能任意调节，稳压性能不高，只适用于输出电流小，负载变动不大和稳定性能要求不高的场合，或作为辅助稳压源。若负载经常变动，要求输出电压连续可调，稳定性能好，就要采用晶体管稳压源。稳压管稳压电路（2）串联反馈型稳压电路比稳压管稳压电路要复杂的多，它是一个闭环反馈系统。所以必须具有执行元件和反馈支路。一般情况下，它包括调整管、取样电路、基准电压源及误差

36、比较放大器等主要部分。调整管是闭环调节系统的执行机构，其余部分都是反馈控制支路所必需的，原理框图如图所示。从框图上可以看出输入电压经过调整元件调节之后，变成稳定的输出电压。串联反馈型稳压电路原理框图（3）简单的串联反馈型晶体管稳压电路，图2-13是一个最简单的串联反馈型晶体管稳压电路。晶体管VT做调整元件，VD做基准电压源，它给晶体管发射结提供一个固定的偏压使其能正常工作。当负载变小或输入电压变大，使得负载两端的输出电压增大时，由于基准电压不变，所以晶体管的基极电位也不变，那么集-射极电压将减小，从而减小，管压降增大，使输出电压减小，抵消了由于电网电压增加或负载减小引起的的增加，使输出电压保持

37、不变。如果当输入电压减小或负载增大，使得输出电压下降时，调节过程与上述正好相反。串联反馈型晶体管电路图从上边的稳压过程可以看出，当输入电压增大或负载变小时，这种稳压电路是通过输出电压的变化反过来控制调整管VT的管压降，从而使输出电压保持不变，以达到自动稳压的作用，这实际是一种负反馈，所以这种电路叫做串联反馈型稳压电路。该电路存在两个问题：其一，该电路是用输出电压的变化部分直接去控制调整管的基极，故控制作用小，稳压性能较差；其二，输出电压固定不可调。（4）带有放大器的串联反馈型晶体管稳压电路。简单的反馈型晶体管稳压电路，是直接利用输出电压得变化量来控制调整管电压变化的，所以其灵敏度和电压稳定性都

38、不够理想。采用带放大器的稳压电路，可以弥补这些不足。一个带有放大器的典型电路，VT1是调整管，接成射极输出器的形式，负载电阻RL是它的射极电阻。R1、R2与RL并联组成分压器，起到取出输出电压的作用，叫做取样电路。VD是硅稳压二极管，它与限流电阻R3一起组成基准电压源。VT2是比较放大器，R4是它的集电极电阻，同时也是VT1管的偏流电阻。晶体管VT2把从取样电路送来的输出电压上升或下降的变化信号与基准电压相比较，并把比较结果产生的差值电压（或者叫做误差电压）加以放大，以此来控制调整管VT1的管压降，从而使输出电压基本保持稳定。因为放大器的作用，很小的输出电压变化，反应到调整管上就有比较大的变化

39、，大大提高了调整管的灵敏度，提高的输出电压的稳定性。因为要求输出电压可调，所以选择三端可调式集成稳压器。可调式集成稳压器，常见主要有CW317、CW337、LM317、LM337。317系列稳压器输出连续可调的正电压，337系列稳压器输出连可调的负电压，可调范围为1.2V37V， 最大输出电流为1.5A。稳压内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。输出电压表达式为: (1)式中，1.25是集成稳压块输出端与调整端之间的固有参考电压，此电压加于给定电阻R1两端，将产生一个恒定电流通过输出电压调节电位器RP1，电阻R1常取值120140，在这里，用到10K的电

40、位器。我们RP1一般使用精密电位器，与其并联的电容器C可进一步减小输出电压的纹波。图中加入了二极管D，用于防止输出端短路时10µF大电容放电倒灌入三端稳压器而被损坏。（5）软启动电路设计软启动电路由晶体管T、电阻R和电容器C组成。其作用是使电路输出电压有一个缓慢的上升过程，以适应感性负载(如直流电机)的启动特性。当输入电压时，因C上的电压不能突变，故T因基极电位较高而饱和导通，故U0很小，随着C的充电，T的基极电位下降，其集电极电位升高，U0也升高。当C充满电时，T被截止，启动电路失去作用，U0也达到设定值。启动的时间可以通过改变C和R的值来进行调整。3.5 直流稳压电源的技术指标衡

41、量一台稳压电源的好坏，一方面要从功能角度来看，即容量大小(输出电压和输出电流)、调节范围大小、效率高低等，人们称其为使用指标或性能指标：另一方面要从外观、形状、体积、重量等直观形象来看，这些称为电气指标；更重要的是要看它的质量高低，即输出电压的稳定度等，一般称为质量指标。下面重点介绍质量指标。1、描述输入交流电压变化对输出电压影响的技术指标(l)稳压系数稳压系数有绝对稳压系数和相对稳压系数两种。绝对稳压系数表示负载不变而输入交流电压变化时，稳压电源输出直流电压变化量与输入交流电压变化量之比，即 （2）它表示输入交流电压变化。引起输出电压变化越小输出电压就越稳定。相对稳压系数表示负载不变时，稳压

42、电源输出直流电压Uo的相对变化量与输入交流电压的相对变化量之比，即 （3）(2)电压调整率电压调整率表示负载电流为额定值时输入交流电压在额定值上下变化±10时，稳压电源输出电压的相对变化量(百分数)，即 （4）一般直流稳压电源的电压调整率为1%，0.1%，0.01%等。有的也可以用绝对值表示。2、描述负载变化对输出电压影响的技术指标(1)负载调整率（也称电流调整率）在交流电源额定电压的条件下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，用百分数表示 （5）(2)输出电阻（也称内阻）在额定输出电压的条件下，负载电流变化引起输出电压变化，则输出电阻为 （6）3、纹波电压（现称周期

43、和随机漂移，用PARD表示）(1)最大纹波电压在额定输出电压和额定输出电流条件下，输出纹波（包括噪声）电压的绝对值大小，通常以峰值或有效值表示。(2)纹波系数在额定输出电压和额定电流条件下，输出纹波电压的有效值与输出直流电压之比，即 （7）4、温度漂移和温度系数环境温度的变化会影响元器件参数的变化，从而引起稳压电源输出电压的变化，称为温度漂移。常用温度系数表示温度漂移的大小，温度每变化l所引起输出电压值的变化称为绝对温度系数，单位是V/或mV/。温度每变化1所引起的输出电压相对变化称为相对温度系数，单位是/5、漂移稳压电源在输入电压、负载电流和环境温度保持一定的情况下，经过一定的工作时间后元器件参数的不稳定也会造成输出电压的变化，慢变化叫做漂移，快变化叫噪声。在一般使用中只考虑漂移就可以了。表示漂移的方法有两种，一种是用指定时间内输出电压值的变化来表示：另种是用指定时间内输出电压的相对变化，来表示。考察漂移时间可以定为1分钟、10分钟、l小时、8小时或更长。3.6电路原理图3.7仿真分析 仿真电路 仿真分析正负12V仿真直流正负12V真交流