直流稳压电源的设计

陈肖依 汪琪

【摘 要】当今社会的人们享受着各种电子设备带来的便利，需要电源则是所有电子产品的共同点，如今电源的种类也已经是五花八门种类丰富，复杂程度千差万别。许多电子设备对于电源电路的要求就是需要输出稳定的、足够满足负载需要的电能，而且通常情况下要求提供的都是直流的电能，而能够提供这种直流电能的电源就是直流稳压电源，其在电源技术中占有非常重要的地位。

【关键词】直流电源；稳压

中图分类号： TM44 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）18-0048-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.18.021

0 引言

从电源出发，利用所学知识和相关经验提出了一种简单实用的多通道直流电源设计方案。经过大量的信息获取，设计，调试，最后完成电子电路。直流稳压电源是一种实用可靠的一体化生产。在这种物理生产中，变压器，电容器，二极管，电位器，电阻器，稳压器等被用来满足预定的要求。最后通过仿真电路来实现电压转换，滤波，稳压输出和可调输出性能要求。这次设计所需的电源输出功率很小。

1 总体设计

1.1 设计需要达到的目的

一个多通道直流电源。

（1）输出正负12V，正負5V；

（2）输出电流大于1A；

（3）各路输出有相应的状态指示；

（4）输出纹波<50mV。

1.2 设计的具体实现

1.2.1 作品简介

这个问题做了什么是一个多通道直流稳压电源。设计一个可以固定输出±5 V和±12 V的稳压电源。

1.2.2 单元电路设计与分析

1.3 整体结构

1.3.1 电源变压器

变压器是一种转换交流电压和电流阻抗的装置。当交流电流在初级线圈中流动时，在铁芯中产生交变磁通量，从而在次级线圈中感应电压或电流。变压器由一个铁芯和一个线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中电源绕组称为一次线圈，其余绕组为二次线圈。

变压器的效率与变压器的功率密切相关。反之，功率越小，效率也就越低。

一般是指连接交流电源的线圈称为初级线圈；该线圈两端的电压称为初级电压。次级线圈处的感应电压可以大于或小于初级电压，初级电压由初级线圈和次级线圈的匝数确定。因此，电力变压器分为两种升压和降压变压器。大多数电力变压器具有固定的铁芯，其一次和二次线圈缠绕在它们周围。由于铁材料的高磁导率，大部分磁通被限制在铁芯上。在一些变压器中，线圈与铁芯紧密结合，一次电压与二次电压的比率几乎与二者的匝数比相同。因此，变压器的匝数比通常可以用作变压器升压或降压的参考。由于这种升压和降压功能，变压器已成为现代电力系统的重要附件。增加传输电压使得长距离电力传输更经济。没有变压器，行业就无法达到发展的地位。

除了电源变压器体积小，电源变压器和电子变压器之间没有明确的界线。60赫兹电力网络的电源通常非常大。电子设备的功率限制通常受到整流，放大和系统其他部件（其中一些是功率放大器）的能力的限制。但是，如果与电力系统的发电能力相比，它仍然属于小电力的范畴。

1.3.2 整流电路

电网为用户提供交流电，各种无线电设备需要直流电。

使用具有单向导电特性的器件，可以将不同方向和大小的交流电转换成直流电。

桥式整流器电路是最常用的整流器电路之一。

桥式整流器使用四个二极管，二到二。输入正弦波的正半部分是两管的导通，并获得正输出；当输入正弦波的负一半时，另两个管打开。桥式整流器使用输入正弦波的次数与半波整流效率相同。

桥式整流是将交流电转换为直流电的第一步。

1.3.3 滤波电路

滤除整流输出电压中的纹波就需要用到滤波电路，或者用负载串联电感L（b），以及由电容，电感组成的各种复杂滤波电路（c）。

电源滤波器电路的作用是平滑整流的单脉冲电压并减少脉冲数量。通常使用电容器和电感器的储能效应来保持直流部分，显然是低通滤波器电路。如图所示，低功耗电路通常使用一个简单的电容滤波电路，其中C1是滤波电容，它使用电容的储能功能来增加输出电压的平均值。

1.3.4 稳压电路

电压调节器电路即使在输入电压，负载，环境温度和电路参数改变时也能保持恒定的输出电压。该电路可以提供稳定的直流电源，广泛用于各种电子设备。

集成稳压器的种类很多，而三端稳压器通常用于低功耗电源。

目前，具有固定输出电压的集成稳压器通常用于电子设备中。由于它只有输出端，输入端和公共端，因此被称为三端稳压器。78后面的数字表示稳压器输出的正电压值。分别为7805、7806、7808、7809、7810、7812、7818、7824.按其最大输出电流又可分为78 L××、78 M××和78××三个分系。

其中，78××系列稳压器为三端输出正稳压器，其中78L××系列有两种封装形式：一个是金属包装，另一个是塑料包装。前者温度特性比后者好，使用时无需加散热片。8L××系列中，一般以塑封的时用较多，而且塑料封装有安装固定容易，廉价等优点，在无线电爱好者种时用居多。

79××系列是一款三端输出负向稳压器。

1.4 材料选择

1.4.1 集成稳压器

如上述介绍，此次要输出的电压为+12V、±5V，固选择芯片为LM7805、LM7812、LM7905、LM7912。

1.4.2 电源变压器的选择

Uomax+（Ui-Uo）min≤Ui≤Uomin+（Ui-Uo）max

Uo1=Ui

根据Uo1=U2得

变压的副边电流U2=19V

因此选择双18V电源变压器

同时还需要以下元器件

电路仿真图如下

2 总结

直流稳压电源的发展时间长远，技术成熟，如今已经是学习电子电气类的入门必修课程之一，文中介绍的直流稳压电源只是其中一个很简单的例子。直流稳压电源行业可以整合安全手行业、市场、企业等多层面信息源，应用广泛运用繁多，也正是如此更需要我们对待其制作设计更加精细完善，甚至做到进一步的创新。

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