3.1.1設計目的及任務
設計目的：理解直流穩壓電源各部分的工作原理及作用；熟悉常見的線性整合穩壓電源晶元。
設計任務：設計乙個交流輸入8v和15v，直流輸出+5v、+12v和-12v的線性直流穩壓電源。
功能指標：輸出紋波電壓小於5mv，穩壓係數小於，輸出內阻小於0.1歐。
設計要求：所設計的直流穩壓電源應滿足edp實驗儀系統設計要求，並能與整個系統有效結合。以下是乙個線性直流穩壓電源的設計範例及其相應電路的講解，僅供參考。
3.1.2 線性直流穩壓電源的基本原理
線性穩壓電源是指調整管工作**性狀態下的直流穩壓電源，該類電源的優點是穩定性高，紋波小，可靠性高。
1、線性直流穩壓電源的組成
線性直流穩壓電源通常由變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路等幾部分組成如圖3.1所示。
圖3.1 直流穩壓電源結構框圖
變壓器的初級一側一般為220v交流電壓，次級一側電壓可以根據所需直流電壓的大小，通過選擇適當的變壓比來得到。整流電路利用二極體的單向導電性將交流電變換成脈動直流電，利用濾波電路將脈動直流電壓濾為較平滑的直流電壓。由於整流、濾波電路輸出的直流電壓穩定性較差，當電網電壓波動或負載變化時輸出電壓也隨之而變化，採用穩壓電路後，輸出電壓的穩定程度將大為提高。
2、線性直流穩壓電源的原理圖
整合穩壓器的種類很多，作為小功率的線性直流穩壓電源，應用最為普遍的是三端整合穩壓器。常用的三端整合穩壓器有：78xx系列（正電壓型），79xx系列（負電壓型）（實際產品中，xx用數字表示，xx是多少，輸出電壓就是多少。
例如7805，輸出電壓為＋5v）；lm317系列（可調正電壓型），lm337系列（可調負電壓型）。表3.1給出了78xx/79xx系列(摩托羅拉公司)部分產品的輸出電壓和輸出電流。
表3.1 78xx/79xx系列部分產品的引數
三端整合穩壓器有三端固定整合穩壓器和三端可調整合穩壓器，如圖3.2所示。
圖3.2 三端固定式整合穩壓器封裝及管腳排列圖
a) to-92封裝 b)to-202封裝 c)to-220封裝 d)to-3封裝
另外在使用78xx與79xx時要注意，採用to-3金屬外殼封裝的78xx系列積體電路時，其金屬外殼為地端；而同樣封裝的79xx系列的穩壓器，金屬外殼是負電壓輸入端。因此，在由二者構成多路穩壓電源時，若將78xx的外殼接印刷電路板的公共地，79xx的外殼及散熱器就必須與印刷電路板的公共地絕緣，否則會造成電源短路。
3.1.3 設計內容
1、原理圖及說明
edp實驗儀採用的線性直流穩壓電源電路原理圖如圖3.3所示，輸入220v的交流電壓，經變壓器t1後輸出為8v的交流電壓，經變壓器t2後輸出為15v的交流電壓。經整流、濾波、穩壓後輸出的是＋5v、＋12v和—12v的直流電壓。
圖3.3 線性直流穩壓電源原理圖
若需要3.3v的輸出電壓，可以在5v電源的輸入端（7805的1腳）接出乙個lm317（或cw117）（可調穩壓ic）將輸出調到3.3v即可。
若需要-5v的輸出電壓，可以在-12v電源的輸出端（7912的3腳）接出乙個lm7905即可。
2、管腳定義
試驗儀線性穩壓電源模組介面定義如圖3.4所示。
圖3.4 線性穩壓電源模組介面定義
3、除錯步驟
1）、按照印製電路板焊接線性直流穩壓電源模組電路板，焊接完畢，對照原理圖認真檢查一遍然後開始測試；
2）、開啟實驗儀主控開關，用萬用表檢測電源模組插孔交流電壓的輸出是否正確，如果一切正常便可以檢測電源模組；
3）、關閉實驗儀主控開關，插好剛焊接好的電源模組電路板，開啟實驗儀主控開關，觀察電路板有無異味或異常響動，如果一切正常可以開始下一步的測試；
4）、用萬用表按電源模組電路板引腳的定義，檢測+5v、+12v、-12v輸出是否正常；
5）、若+5v、+12v、－12v輸出不正常，需要重新檢查有無錯焊、漏焊、虛焊，並重複3、4、5的步驟，直到輸出正常，電源板的設計工作結束。
4、製作基本要求及注意事項
1）、區分電路板的元件面和焊接面；
2）、焊接元件：先焊小組件，先安裝結構件；
3）、按要求安裝左右插座引出插針並焊接；
所有插針全部與焊盤焊接不要遺漏
先焊少量插針確認安裝到位後再焊其它插針
4）、安裝整合線性穩壓電路的散熱片；
將穩壓積體電路安裝在散熱片上
確認穩壓電路安裝位置
用螺釘將散熱片固定在電路板上焊牢穩壓積體電路引腳
5）、正確辨別電解電容的極性；
5、思考和發揮部分
1）、在測試時若無+5v直流電壓輸出，分析產生的原因，請畫出故障診斷流程。
2）、在測試時若±12v輸出不正常，分析產生的原因，請畫出故障診斷流程。
3）、焊接時，若電解電容極性接反會出現稱什麼後果？
3.1.4 電子設計diy
設計要求：參考上述線性穩壓電源的電路原理圖，在edp試驗儀的麵包板上自行完成乙個交流輸入8v和15v，直流輸出+5v、+12v和-12v的線性直流穩壓電源，畫出電路原理圖並完成相應的硬體設計。
設計提示：
1） 如果不用固定輸出的穩壓積體電路，試採用lm317或lm117可調穩壓積體電路完成上述設計。
3） 電路原理圖可參照圖3.5，試驗儀麵包板的引腳定義可參照圖3.5。
圖3.5 麵包板的引腳定義
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