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直流穩(wěn)壓電路的設計范文第1篇

【關鍵詞】穩(wěn)壓電源；設計；參數(shù)

任何電子設備的工作都離不開直流電源，晶體管、集成電路正常工作都需要直流電源供電。提供直流電的方法主要有干電池和穩(wěn)壓電源兩種。干電池具有輸出電壓穩(wěn)定便于攜帶等優(yōu)點但是其容量低壽命短的缺點也十分明顯。而直流穩(wěn)壓電源能夠?qū)?20V交流電轉(zhuǎn)換為源源不斷的穩(wěn)定的直流電.它由變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四部分電路等組成。參考電路如圖1所示。

1.變壓

穩(wěn)壓電源的輸出電壓一般是根據(jù)儀器設備的需要而定的，有的儀器設備同時需要幾種不同的電壓。單獨的穩(wěn)壓電源，其輸出電壓在一定的范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)，當調(diào)節(jié)范圍較大時，可分幾個檔位。因此，需要將交流電通過電源變壓器變換成適當幅值的電壓，然后才能進行整流等變換，根據(jù)需要，變壓器的次級線圈一般都為兩組以上選用合適的變壓器將220V±10%的高壓交流電變成需要的低壓交流電，要滿足電源功率和輸出電壓的需要，變壓器選用應遵循以下原則：

（1）在220V±15%情況下應能確保可靠穩(wěn)定輸出。一般工程上變壓、整流和濾波后的直流電壓可以按下面情況確定：

一是要考慮集成穩(wěn)壓電路一般是要求最小的輸入輸出壓差；二是要考慮橋式整流電路要消耗兩個二極管正向?qū)ǖ膲航担蝗且粲幸欢ǖ挠嗔俊］敵鲭妷哼^高會增加散熱量，過低會在輸出低壓時不穩(wěn)定，由此來確定直流電壓.

（2）變壓器要保留20%以上的電流余量。

2.整流

是將正弦交流電變成脈動直流電，主要利用二極管單向?qū)щ娫韺崿F(xiàn)，整流電路可分為半波整流、全波整流和橋式整流。電源多數(shù)采用橋式整流電路，橋式整流由4個二極管組成，每個二極管工作時涉及兩個參數(shù)：一是電流，要滿足電源負載電流的需要，由于橋式整流電路中的4個二極管是每兩個交替工作，所以，每個二極管的工作電流為負載電流的一半；二是反向耐壓，反向電壓要大于可能的最大峰值。

（1）電流負載ID>IL；

（2）反向耐壓為變壓器最高輸出的峰值VD>V2。

3.濾波

濾波的作用是將脈動直流濾成含有一定紋波的直流電壓，可使用電容、電感等器件，在實際中多使用大容量的電解電容器進行濾波。圖中C2和C4為低頻濾波電容，可根據(jù)實驗原理中的有關公式和電網(wǎng)變化情況，設計、計算其電容量和耐壓值，選定電容的標稱值和耐壓值以及電容型號（一般選取幾百至幾千微法）。

C1和C3為高頻濾波電容，用于消除高頻自激，以使輸出電壓更加穩(wěn)定可靠。通常在0.01μF～0.33μF范圍內(nèi)。

（1）低頻濾波電容的耐壓值應大于電路中的最高電壓，并要留有一定的余量；

（2）低頻濾波電容C2選取應滿足：C2≥（3～5）；RL為負載電阻，T為輸入交流電的周期。對于集成穩(wěn)壓后的濾波電容可以適當選用數(shù)百微法即可；

（3）工程上低頻電容C2也可根據(jù)負載電流的值來確定整流后的濾波電容容量，即：C2≥（IL/50mA）×100uF。

4.穩(wěn)壓

經(jīng)過整流和濾波后的直流電壓是一個含有紋波并隨著交流電源電壓的波動和負載的變化而變化的不穩(wěn)定的直流電壓，電壓的不穩(wěn)定會引起儀器設備工作不穩(wěn)定，有時甚至無法正常工作。為此在濾波后要加穩(wěn)壓電路，以保障輸出電壓的平穩(wěn)性。穩(wěn)壓方式有分立元件組成的穩(wěn)壓電路和集成穩(wěn)壓電路。分立元件組成的穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓方式有串聯(lián)穩(wěn)壓、并聯(lián)穩(wěn)壓和開關型穩(wěn)壓等，其中較常用的是串聯(lián)穩(wěn)壓方式。

（1）串聯(lián)穩(wěn)壓電路

串聯(lián)穩(wěn)壓電路工作框圖如圖2所示，它由采樣電路、基準電壓電路、比較放大電路和調(diào)整電路組成。

（2）集成穩(wěn)壓器

隨著集成工藝技術(shù)的廣泛使用，穩(wěn)壓電路也被集成在一塊芯片上，稱為三端集成穩(wěn)壓器，它具有使用安全、可靠、方便且價格低的優(yōu)點。

三端穩(wěn)壓器按輸出電壓方式可分為四大類：

①固定輸出正穩(wěn)壓器7800系列，如7805穩(wěn)壓值為+5V。

②固定輸出負穩(wěn)壓器7900系列。

③可調(diào)輸出正穩(wěn)壓器LM117、LM217、LM317及LM123、LM140、LM138、LM150等。

④可調(diào)輸出負穩(wěn)壓器LM137、LM237、LM337等。

直流穩(wěn)壓電路的設計范文第2篇

關鍵詞：無級；可調(diào)直流電壓源；晶振測試

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）05-0235-02

The Design of Stepless DC Regulated Power Supply with Crystal Test

ZHENG Qi ， SHANG Dong-mei ， BAI Yun ， AN Jing-yu ， HAN Juan

（Xi'an University of Science and Technology，Engineering Training Center， Xi'an 710000， China）

Abstract： As an important part in quality-oriented education of undergraduate education practice， our school is a compulsory training course in science and engineering， electrical and electronic design in this course， with no exception of adjustable regulated power supply is used， as well as the crystal vibration tester. In order to meet the urgent needs of the electrical and electronic training courses in our school， has been developed with the test crystals stepless adjustable dc regulated power supply. This paper mainly introduces the stepless adjustable with the test crystals is main part of dc regulated power supply， working principle and application.

Key words： stepless. adjustable dc voltage source； crystal vibration test

作為理工科類大學生鍛煉動手能力的最基礎的電工電子實訓課程-電工電子設計實訓課程是我校面向理工類本科生的必選基礎實訓課程，覆蓋面大、學生多、工作量大。提供給學生選擇及要求學生選做的多個實訓套件需要的電源不同。為了能夠提供實訓中不同套件的電源，需要具有可調(diào)直流電源。本文所述電源分為無級可調(diào)直流穩(wěn)壓電源及測試晶振兩個模塊。基于該實訓課程需要的所購的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源成本較高，數(shù)量有限，故研制該儀器以解決現(xiàn)存問題。該帶測試晶振的無級可調(diào)直流穩(wěn)壓電源比專門的儀器相比，體積小巧，價格低廉、使用方便。晶振測試可用于51單片機12MHZ晶振的測試，市面上測試晶振的儀器比較少、且價格較高，51單片機的晶振經(jīng)測試后再焊，可避免焊上壞的導致不易拆除、更換。

1 帶測試晶振的無級可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的主要性能

可調(diào)直流穩(wěn)壓電源能夠任意輸出1.3-36V以內(nèi)的直流電壓，誤差達到10%左右；實訓所用晶振的測試誤判率5%左右。

2 電原理圖、方案及設計

2.1 無級可調(diào)直流穩(wěn)壓電源模塊

電路主要應用了LM317。LM317是美國國家半導體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。其輸出電壓范圍是1.2V-37V，最大負載電流為1.5A。使用時只需外接兩個電阻即可設置輸出電壓。它的線性調(diào)整率和負載調(diào)整率比標準的穩(wěn)壓器好。LM317過載保護、輸出短路保護、安全區(qū)保護等多種保護電路。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標準三端穩(wěn)壓器高得多的紋波抑制比。典型線性調(diào)整率0.01%，典型負載調(diào)整率0.1%。80dB紋波抑制比。輸出短路保護，過流、過熱保護，安全區(qū)保護。標準三端晶體管封裝。

Vout≈1.25V*（1+R3/R2）

用LM317制作可調(diào)穩(wěn)壓電源，常因電位器接觸不良使輸出電壓升高而燒毀負載。如果增加一只三極管（如下圖所示），在正常情況下，T1的基極電位為0，T1截止，對電路無影響；而當W1接觸不良時，T1的基極電位上升，當升至0.7V時，T1導通，將LM317T的調(diào)整端電壓降低，輸出電壓也降低，從而對負載起到保護作用。

2.2 晶振測試模塊

主要通過三極管和周邊元件構(gòu)成電路滿足“巴克豪森準則”（即公式a），（環(huán)路增益不能太大，否則也不起振，）形成震蕩，使晶振起振，如果不起振，那么晶振就是壞的，從而鑒別晶振的好壞。

|H（jω0）|R1

2.3 儀器設備硬件設計電原理圖

2.3.1晶振測試模塊電路原理圖如圖1所示。 印制板為PCB板1。

2.3.2可調(diào)直流電壓源模塊電原理圖如圖2所示。印制板為PCB板2。

3 帶測試晶振的無級可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的應用及使用

3.1 帶測試晶振的無級可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的應用

該設備可作為需要直流電壓源套件的電源：收音機電源、門鈴電源、報警器電源、功放電源、收音機電源、51單片機電源，另外晶振測試模塊可用于51單片機晶振測試。

3.2 帶測試晶振的無級可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的使用

輸出端正極（紅鱷魚夾）接電路正極，輸出端負極（黑鱷魚夾）接電路負極。將220V的電源線插頭插在市電插座上。打開開關1，直流電壓源指示燈（紅）亮，調(diào)節(jié)旋鈕，輸出電壓變化，其值顯示在電壓表頭上；另外，打開開關K2，測試晶振，晶振電源指示燈（紅）亮，如果晶振是好的，晶振質(zhì)量綠指示燈亮，否則綠指示燈不亮。

3.3 帶測試晶振的無級可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的調(diào)試

調(diào)試過程：測試晶振的電源指示燈串聯(lián)的限流電阻阻值1.8K，原先過于偏低，發(fā)光二極管發(fā)燙，經(jīng)過多次試驗最終選定合適值為5.1K；無級可調(diào)直流電壓源原先設計的可調(diào)電位器（用于調(diào)節(jié)輸出電壓）為4.7K，電壓輸出偏低，經(jīng)過調(diào)試，最終確定為6.8K，電壓輸出符合要求；LM317選用鐵殼封裝，否則溫度過高容易高溫損壞。

參考文獻：

[1] 姜愛婷，楊毅，楊靜. 高頻開關直流屏的設計[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2013（12）：41-38.

直流穩(wěn)壓電路的設計范文第3篇

【關鍵詞】開關型 直流穩(wěn)壓電源 探究 電路設計

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）04-0163-02

在電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展與技術(shù)革新下，開關型直流穩(wěn)壓電源以其自身的工作表現(xiàn)與其可靠性成為我國電力系統(tǒng)中廣泛使用的一種設備。在實際應用中，開關型直流穩(wěn)壓電源自重輕，工作內(nèi)故障低，工作效率高，且其性價比占優(yōu)勢，并具有功耗曉得良好表現(xiàn)。相比于其他開關型電源，開關型穩(wěn)壓電源應用范圍廣，競爭力強，特別是對于粒子加速器等電源應用范圍來說，開關型穩(wěn)壓電源具有著良好的專業(yè)性與穩(wěn)定性。通過對于開關型穩(wěn)壓電源的技術(shù)標準研讀與相關的影響因素分析，目前此類技術(shù)研究區(qū)域人員都是采用移相控制橋來對DC/DC變換小信號模式進行開關型穩(wěn)壓電源的電路設計。

1.對于動態(tài)小信號模型的相關闡述

對于動態(tài)小信號模型來說，不同的模型選取進而得到的設計結(jié)果都會存在差異。所以，在模型的選取上，應根據(jù)其實際情況進行分析與配置。對于開關電源來說，其本質(zhì)是作為一個非線性的控制對象在進行工作，如果要對其進行成功的設計與分析，那么在進行指導建模時，應以近似建立在其穩(wěn)態(tài)時的小信號擾動模型為依據(jù)。這一思路一方面取決于小信號擾動模式穩(wěn)態(tài)時具有與設計目標相近的工作表現(xiàn)；另一方面也是由于這樣的模型對于大范圍擾動時的擬態(tài)不夠精準，會造成相應結(jié)論的誤差或偏差。基于此，以小信號擾動模型來進行開關型穩(wěn)壓電源的電路設計是保證其最終設計結(jié)果滿足設計要求的必要條件。

2.開關型穩(wěn)壓電源的相關性能指標

2.1性能指標之穩(wěn)定性。通過相關數(shù)據(jù)與實踐結(jié)果研究表明，在不同的開關型穩(wěn)壓電源系統(tǒng)設計下，會產(chǎn)生不同程度的魯棒性。而在暫態(tài)特性方面，其表現(xiàn)也會相應提高。但對于直流新穩(wěn)壓電源來說，其系統(tǒng)下對于增益余量的要求是大于或等于40dB，對于相位余量的要求則是大于或等于30dB。

2.2性能指標之瞬間響應指標。當開關電源處于非穩(wěn)定狀態(tài)下，由于其所受的干擾，輸出量會出現(xiàn)相應的抖動現(xiàn)象。且其抖動量會隨著其干擾而變化，當干擾停止時，則其最終也會回到穩(wěn)定值，基于此，在對開關型穩(wěn)壓電源進行這方面的性能指標確定時，是以過沖幅度與動態(tài)恢復時間的長短來衡量其系統(tǒng)的動態(tài)特性的。在此定義下，瞬態(tài)響應指標內(nèi)容主要是表現(xiàn)為，如果穿越頻率越高，則其系統(tǒng)恢復到動態(tài)平衡點的時間就越短，另一方面，系統(tǒng)在干擾情況下所表現(xiàn)的過沖幅度與其相位余量呈相關性。

2.3性能指標之電源精度。在電源精度方面，其控制要求嚴格，一般其最終的電源精度誤差需要控制在設計目標的1‰以下，且其紋波不得在1‰以上。考慮到紋波自身的分類有高頻與低頻兩種，而這兩種紋波是基于開頭頻率表現(xiàn)的。如高頻紋波就是受到開頭頻率的影響，必須通過濾波器進行控制。而低頻紋波則是受到電網(wǎng)波動的影響，必須通過系統(tǒng)的負反饋來進行控制。

3.關于開關型穩(wěn)壓電源的電路設計

3.1關于系統(tǒng)下的補償網(wǎng)絡與相關相關設計應用。目前來說，對于開關型直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)來說，其補償網(wǎng)絡是通過PI或者PID的算法來設計與制作的。也就是說，PI調(diào)節(jié)器的主要作用是對抗高頻紋波影響，也就是提高系統(tǒng)對于高頻干擾能力的抵抗性，但對于PI調(diào)節(jié)器來說，動態(tài)性差的缺點是無法忽視的。目前來說，實際應用中通過引入微分算法后可以有效提高系統(tǒng)的響應速度。但其缺點也顯而易見：一方面是由于零點的大量引入直接造成系統(tǒng)對于高頻信號的敏感度大幅度提高，放大器在此情況下，很容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象；另一方面則是當開關紋波的放大倍數(shù)得到增大時，放大器也會隨之進入非線性區(qū)，這結(jié)果只會造成整個系統(tǒng)的不穩(wěn)定。目前來說，對于這些缺陷是以超前滯后的方法來進行補償?shù)摹?/p>

3.2關于開關型穩(wěn)壓電源的電路設計原理

3.2.1理想性技術(shù)指標如下：（1）輸入交流：電壓220V（50―60Hz）；（2）輸出直流：電壓5V，輸出電流3A；輸入交流電壓在180―250V區(qū)間變化時，輸出電壓相對變化量應小于2%；（4）輸出電阻R0

3.2.2關于開關型穩(wěn)壓電源的基本工作原理。當線性自流穩(wěn)壓電源處于低頻率工作狀態(tài)下時，那么調(diào)整管的工作由于其體積大，則其效率相應低，但當其調(diào)整管工作處于開關狀態(tài)下時，那么其的工作表現(xiàn)就為體積小，效率高。

3.3開關型穩(wěn)壓電源的電路設計探究。從以上論述可以看出，開關型直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)其低功耗的特點是由于晶體管位于開關工作狀態(tài)下時，對于功率調(diào)整管的功耗要求低。特別是對于理想狀態(tài)下的晶體管來說，當其處于一種截止狀態(tài)時，晶體管所經(jīng)過的電流為0，相應的功耗也就為0；另一方面，由于開關型穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的穿越頻率較高，所以對于電路的動態(tài)響應速度得以提高，而且整個系統(tǒng)的響應速度不受低通濾波器的影響；另外，相對于直流470V的電壓來說，并環(huán)穿越頻率遠未達到這一頻率，輸出只為48V，特別是其電壓穩(wěn)定性方式，經(jīng)過測試，其低頻紋波穩(wěn)定率都在0.996以上，完全滿足了設計要求。

4.結(jié)語

綜上所述，在進行開關型穩(wěn)壓電源的電路設計時，小信號的模型選擇是關鍵點。為了進一步提高開關型穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，超前滯后網(wǎng)絡補償原理有效地彌補了精度電源的紋波限制高的問題。通過實踐也表明，開關型穩(wěn)壓電源的適用性非常強，必將為人們生活提供更好的服務。

參考文獻：

[1]湯世俊.淺談高性能開關型直流穩(wěn)壓電源[J].學術(shù)探討，2011，（10）.

[2]樊思絲.高性能開關型直流穩(wěn)壓電源的設計探究[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2011，（03）.

[3]王滔.開關型穩(wěn)壓電源[J].科技風，2012，（11）.

直流穩(wěn)壓電路的設計范文第4篇

關鍵詞：串聯(lián)穩(wěn)壓電源 Multisum2010 仿真

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（a）-0055-02

最為簡單的直流穩(wěn)壓電源――穩(wěn)壓管直流穩(wěn)壓電源因為有固定大小限制的輸出電流，所以，在很多場合下無法滿足用電器要求，又兼電壓固定不可調(diào)節(jié)，無法呈現(xiàn)元件的變化特性，使得應用比較單一。然而將穩(wěn)壓管直流穩(wěn)壓電源當作基礎，加以有放大電流作用的晶體管，就可以增加負載電流。同時晶體管的負反饋也可以穩(wěn)定電路電壓，輸出電壓也可以通過改變反饋而來的參數(shù)來達到調(diào)節(jié)的目的，從而適合更多的條件場合。這樣改進過的串聯(lián)穩(wěn)壓直流電源，操作簡單靈活，成本低廉輕便，方便使用人員學習操作，也方便針對電路進行維修檢修，減少了工作量，極大地提高了工作效率，也能應用于教學舉例分析，極大地擴大了適用受眾。而利用Multisum2010電路仿真分析工具，可以對串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行較為完全詳盡的仿真分析。通過模擬相關測量儀器對電源內(nèi)部不同部位的輸入電壓的示波器顯示模型，輸出電壓的示波器顯示模型，從而計算分析出相關輸入電壓值、輸入電流值、輸出電壓值、輸出電壓值等不同參數(shù)。進而可在教學中作為驗證相關定理定律的有效工具手段。

1 運用Multisum2010對串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的仿真分析

通常實驗室運用的是較為簡化的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源，基本涵蓋了最主要的4個部分，即整流部分、濾波部分、串聯(lián)穩(wěn)壓部分、保護部分。

1.1 整流電路分部

由于Multisum2010電子電路仿真工具能夠較好地還原電路實況，也能很好地模擬出給定的不同場景條件，相對所需的反應時間也比較短，所以，我們假定在特定模擬電路不同位置中加入整流二極管4只，（如圖1），并將信號輸出端用合適的成像示波器模擬出波譜形狀，來對不同情況下的假設做出鑒定。

通過仿真分析的譜圖可知，無論哪個部位的整流二極管發(fā)生開路，都會破壞原有完好的全波整流，形成新的只有一半周期的不完整半波整流，輸出電壓的大小也會變成原有的一半，仿真模擬得到的結(jié)果與實驗前的理論預測十分契合，也從側(cè)面證明了該模擬仿真的相似度十分高，可以作為實驗數(shù)據(jù)相信代入計算。

根據(jù)如上舉例，還可以舉一反三探究其他相關問題，比如：若是任意一個位置整流二極管發(fā)生短路，又或是兩個位置同時發(fā)生短路等，均是很有研究探討價值的問題，在此不作重復演示。

1.2 濾波電路分部

將濾波電容也加入到整流電路中，由于電容器具有儲存電荷的特性與容抗特點，會阻礙電壓降與電流的改變趨勢，所以會使得輸出電壓的波動幅度減小，相對增大平均輸出電壓。根據(jù)計算公式可知，電阻R值越大，相同電容量的電容器放電時間會更長，放電速度也相對減緩，輸出的電壓變動曲線也愈發(fā)平滑緩和，平均輸出電壓值也就越大。當R值無窮時，平均輸出電壓的平方值正好是最大輸出電壓平方的一半，而濾波電容一定時，負載電阻R阻值越大，同理輸出電壓曲線也變的平緩，平均值也同比增加。

1.3 串聯(lián)穩(wěn)壓電路分布與保護電路分部

穩(wěn)壓電路分部是通過晶體管的負反饋作用來削弱輸入電壓對輸出電壓波形與平均值的影響。

保護電路分部的作用主要是在電路中串聯(lián)負載過了底線值時，又或者輸出發(fā)生短路時，通過限流型保護分部和截流型保護分部，通過截斷電路通道，來保護相關電子元件。

2 運用Multisum2010電子電路模擬軟件模擬晶體管負反饋串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源

以電子實驗平臺EWB為前身的Multisum2010電子電路模擬仿真，最為突出的改進莫過于增加了虛擬儀表讀數(shù)觀察的直觀性，與各類電子元件、集成電路芯片庫的豐富性，并且擁有較為友好的用戶操作界面。使得整個軟件的處理信息功能強大卻便于操作，是新入門的電子操作設計，電路檢修人員增加理解熟悉操作的首選工具。其擁有虛擬儀器涵蓋了示波器以及顯示分析裝置、函數(shù)模擬發(fā)生器、萬用表、波特圖圖示儀器、針對失真度、譜頻、邏輯、網(wǎng)絡等必要參數(shù)的分析裝置等專業(yè)儀器，極大地方便了實驗要求與設計。

2.1 創(chuàng)建模擬電路

注意：（1）要選擇AC_VOLTACE_SOURSE此選項作為交流電源，并且接地。（2）在元件庫中選好相應的變壓器、橋堆，2只穩(wěn)壓二極管，2只三極管，相應阻值的6只電阻，合適的2只電容，并按照示意圖連接好電路，在如圖位置放置好選擇2只萬用表作為測量用表。

2.2 仿真分析負反饋穩(wěn)壓

雙擊交流電源按鍵，調(diào)整電壓值為220 V，頻率為50 Hz，將萬用表調(diào)整到量程為15 V的電壓表模式，讀取電壓值為12 V。另取萬用表2，調(diào)整量程為15 V的壓表，分別連接入電路測得電壓值如表1。通過對R4阻值的調(diào)整可以發(fā)現(xiàn)，其阻值的改變會相應的輸出電壓值。

當輸出電壓顯示值升高時，同樣操作調(diào)整相關參數(shù)為240 V，50 Hz，改變?nèi)f用表2位置，進行對相關阻值的測量，并且記下萬用表1的電壓讀數(shù)。

當輸出電壓顯示值降低時，同樣操作調(diào)整相關參數(shù)為200 V，50 Hz，改變?nèi)f用表2位置，進行對相關阻值的測量，并且記下萬用表1的電壓讀數(shù)。

通過表1可以看出，當輸入電壓的波動范圍控制在20 V以內(nèi)的時候，晶體管串聯(lián)得到的穩(wěn)壓電源能夠很好地利用晶體管負反饋的特性，將輸出電壓維持在固定數(shù)值保持不變。

假若調(diào)整輸入電壓以及其他電子元件參數(shù)數(shù)值，按照同樣的電路結(jié)構(gòu)，就可以類似得出不同參數(shù)的晶體管，以及晶體管數(shù)量安裝方式不同時改造的串聯(lián)型穩(wěn)恒電壓的最大波動幅度和穩(wěn)定性，可以作為改進串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的深入性探究，具有很大的教學與商業(yè)價值。

3 結(jié)語

串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源因其穩(wěn)恒的輸出電壓，簡單的構(gòu)造、方便的操作在精密儀器、電子元件領域扮演著不可替代的角色，對它的分析改進也一直是教學之重和企業(yè)創(chuàng)新賣點。然而在現(xiàn)階段，高校大學物理實驗室與中小型的企業(yè)電子電路實驗室依然存在儀器老舊不完備等缺陷，故而不能很好地實現(xiàn)教學目標與設計檢修等工作。通過Multisum2010電子電路的模擬分析，能較好地理解掌握相關的原理，也能相對地熟悉操作，從而將串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的作用發(fā)揮到更好。提高教學質(zhì)量并且激發(fā)學生興趣，也能再次促進電子電路設計維修行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

[1] 關樸芳.基于Multisim2001的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源故障仿真[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學院學報，2013（5）：23-25.

[2] 黃忠堂.串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的設計[J].廣西教育B（中教版），

直流穩(wěn)壓電路的設計范文第5篇

關鍵詞：線性穩(wěn)壓器；開關穩(wěn)壓器；電源

中圖分類號：TP303+.3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）11-2656-04

Abstract： Analyzes the basic principles and characteristics of the DC-DC regulator， analyzes and compares the performance and structure of the principle of linear regulator and switching regulator， and provides a variety of important factors in the actual situation of the DC-DC design. Describes to the basic method of power chip selection， and provides a reference for the DC power circuit design.

Key words： linear regulator； switching regulator； power supply

電源的應用無處不在，所有的電子系統(tǒng)都需要恒壓電源或者恒流電源的支持。輸出直流稱為直流電源，由前端直流轉(zhuǎn)后端直流的稱為DC-DC變換器，而直流轉(zhuǎn)交流的變換器稱為逆變器。所以，DC-DC變換器是用于提供DC電源的電路或模塊。

1 DC-DC變換器的主要分類

1.1 線性型（Linear）

線性型變換器：可以從電源向負載連續(xù)輸送功率的DC-DC變換器。線性型變換器通過在線性區(qū)域內(nèi)運行的晶體管或場效應晶體管（Field Effect Transistor或FET），電路的輸入電壓中減去超額電壓，調(diào)節(jié)從電源至負載的電流流動，從而產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)節(jié)的輸出電壓。

1.2 開關電源型（Switcher）

開關電源型變換器：以脈寬方波的形式從電源向負載輸送功率。其特點是開關器件的周期性開通和關斷（定頻型、變頻型、定變混合型）。將原直流電通過脈沖寬度調(diào)制PWM（Pulse Width Modulation）或脈沖頻率調(diào)制PFM（Pulse Frequency Modulation）來控制有效的直流輸出。PWM調(diào)制穩(wěn)定電壓的方式是，在開關頻率不變化的前提下，依靠脈沖寬度的增大或縮小改變占空比例，進而調(diào)節(jié)電壓達到穩(wěn)定，它核心部件是脈寬調(diào)制器。在PFM調(diào)制方式運作的時候，脈沖寬度是固定的，開關頻率的增加或減少控制了占空比，使得電壓保持穩(wěn)定，脈頻調(diào)制器是它的核心部件[1]。

2 線性穩(wěn)壓器（Linear Regulator）

線性穩(wěn)壓器如78XX系列三端穩(wěn)壓器等，是一種無需使用開關元件而能提供恒定電壓恒定電流輸出的DC-DC轉(zhuǎn)換器。

2.1 線性穩(wěn)壓器的工作原理

線性穩(wěn)壓器和輸出阻抗形成了一個分壓網(wǎng)絡。線性穩(wěn)壓器等效于受控的可變電阻器，可根據(jù)輸出負載自行調(diào)解以保持一個穩(wěn)定的輸出。輸出電壓通過連接到誤差放大器反相輸入端的分壓電阻采樣，誤差放大器的同相輸入端連接到一個參考電壓Vref。誤差放大器試圖使其兩端輸入相等2.2 線性穩(wěn)壓器的類型

線性穩(wěn)壓器中的元件是雙極型晶體管或場效應管MOSFET。雙極型線性穩(wěn)壓器具有較高的壓降電壓，并能支持較高的輸入電壓并擁有更好的瞬態(tài)響應。MOSFET低壓差線性穩(wěn)壓器LDO（Low Dropout Regulator）能支持非常低的壓降，低靜態(tài)電流，改善噪聲性能和低電源抑制。為使線性穩(wěn)壓器處在正常工作狀態(tài)之下，Vin和Vout之間最小壓差稱為壓降電壓（Drop-out Voltage），不同的穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生不同的壓降電壓，這也是幾種線性穩(wěn)壓器的最大區(qū)別。如LM340和LM317這些穩(wěn)壓器使用NPN達林頓管，稱其為NPN 穩(wěn)壓器（NPN Regulator）。然而低壓差（Low-dropout）穩(wěn)壓器（LDO）和準LDO穩(wěn)壓器（Quasi-LDO）為新型電源設計提供了更高性能[2]。

2.3 LDO的應用選擇

開關穩(wěn)壓器是一種采用開關組件與能量存貯部件（電容器和感應器）一起輸送功率的DC-DC轉(zhuǎn)換器，它提高了電源轉(zhuǎn)換效率和設計靈活性。開關穩(wěn)壓器主要分為以下兩類：電感儲能開關穩(wěn)壓器和無電感型開關穩(wěn)壓器（充電泵）。

3.1 電感儲能開關穩(wěn)壓器的工作原理

電感用于儲存能量及向負載釋放儲能，電感在開關管開通狀態(tài)下從Vg獲得能量。

4 DC-DC變換器的應用選擇

5 結(jié)論

通過分析比較最常見的兩類三種直流穩(wěn)壓電源，了解了直流穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)及構(gòu)成原理，提出了電源電路環(huán)路控制的設計方案，為直流穩(wěn)壓電路正確合理的設計提供了參考方案。根據(jù)不同的實際設計需要和參數(shù)選用不同類型直流穩(wěn)壓電源，有利于整個系統(tǒng)平穩(wěn)安全的工作。

參考文獻：

[1] 楊建偉.談開關電源的原理和發(fā)展趨勢[J].科技與企業(yè)，2012（22）：359.

[2] Tulte D.Low-V in buck regulator toggles fast-switching/very low-dropout modes[J]. Electronic Design，2005，53（21）：27.

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[4] 王學智.開關電源的原理和發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2007（11）：21.

[5] 嚴惠瓊，都思丹.新型National系列半導體電源芯片分析綜述[J].南京大學學報，2007（43）：35-46.