《电子技术综合与应用》第1章 直流稳压电源项目

第1章直流稳压电源项目1.1问题的提出1.2问题的分析1.3资料的查阅1.4Protel软件的应用1.5印制电路板的装配1.6本项目电路的调试1.7项目总结

1.1问 题 的 提 出

所有的用电设备对供电的电源电压都有一定的要求。例如，一般的家用电器对电网供电电压的要求为220 V，其变化不超过±10%，即从198 V到242 V。超过这个变化范围，轻者设备工作不正常，重者设备遭到损坏。

在电子电路中，为了使电路能够正常工作，直流电源是整个电路中必不可少的一部分。除了一部分便携的电子设备使用电池供电外，大部分电子电路特别是功耗比较大的电子电路都采用直流稳压电源供电。现某一电子线路需要一个直流稳压电源，其具体的要求如下：

(1)输出直流电压：±(3～12)V。

(2)输出电流：0.5A。

(3)电压调整率：≤0.5。

(4)电源输出电阻：≤0.1 Ω。

1.2问 题 的 分 析

1.2.1直流稳压电源的组成

直流稳压电源一般由变压器、整流器、滤波器、稳压器组成，其框图见图1-1。各组成部分的作用如下：

变压器：把市电电网提供的220 V交流电压降到为具体电子电路所需的交流电压。

整流器：把变压器次级的交流电压变化为脉动的直流电压。

滤波器：把脉动的直流电压变为比较平滑的直流电压。

稳压器：使不稳定的直流电压稳定。图1-1直流稳压电源原理框图一般的“电子线路”课程的学习过程基本上是按降压电路、整流电路、滤波器、稳压电路的顺序来学习的，并且主要学习的是电路的分析和计算，根据给定的条件分析计算得出结果。在实际应用时却是先有结果，这个结果就是前述给定的直流稳压电源的具体技术参数。根据这个结果再推出得到这个结果需要的条件——实现这个结果所需要的具体的电路、元器件型号、参数。1.2.2直流稳压电源的主要技术指标

直流稳压电源的主要技术指标及注意事项列举如下。

1．额定输出电压

根据要求，额定输出电压可以是固定的，也可以是可调的。具体用哪一种由给定的技术要求决定。在本项目中需要的是可调的输出电压。

2．额定输出电流

稳压电源在允许的电压波动范围内能长时间正常工作的最大输出电流称为额定输出电流。

3．电压稳定性

导致输出电压不稳定的因素一是市电交流电网的供电电压是不稳定的，一般允许在198 V到242 V之间变化，因此经降压、整流、滤波后的直流电压也会有变化；二是整流器、变压器都有一定的内阻，当输出的电流发生变化时，在电源内阻上的压降也会变化，从而使输出的电压也发生变化；三是整流器在环境温度发生变化时其特性也要变化，从而导致输出电压不稳定。因此，需要加上稳压电路使输出电压稳定。但输出电压要绝对稳定是不可能的也是不必要的，因此只要满足所要求的技术指标就可以了。表征输出电压稳定性的指标主要是电压调整率和输出电阻。

(1)电压调整率：电压调整率表示输出电压的变化量与电网电压的变化量之比的百分数，表示输出电压受电网电压的影响程度。

(2)输出电阻：输出电阻表示输入电压不变时输出电压受输出电流变化的影响程度。该电阻越小，输出电压受输出电流变化的影响越小，反之亦然。

4．输出纹波电压

输出纹波电压要小，输出纹波电压是指电源输出的交流电压分量。

5．其他

要有过压、过流、过热保护电路。1.2.3电路的选择

1．降压、整流电路的选择

降压、整流电路的选择一般结合在一起进行，电路比较固定，因此比较容易选择。但具体的元器件的选择则需要一定的分析与计算。

1)半波整流电路

半波整流电路如图1-2所示。图1-2半波整流电路半波整流电路的参数计算公式如下：图1-2半波整流电路

(1)负载上直流电压的平均值为

UL = 0.45U2

(2)流过负载RL上的平均电流为

(3)流过二极管的最大正向电流为

IDMAX = πIL

(4)二极管承受的最大反向电压为

UDMAX =

U2

半波整流电路中变压器的利用率低、输出脉动大、输出电压低，只适于要求不高的小功率整流工作。目前整流二极管的性能不断提高，价格越来越低，只要再增加3个二极管就可以将半波整流改为桥式整流，使电路的性能得以较大提高。因此，在电源电路中半波整流电路用得很少，在本项目中也不采用。

2)全波整流电路图1-3全波整流电路

全波整流电路如图1-3所示。图1-3全波整流电路全波整流电路的参数计算公式如下：

(1)负载上直流电压的平均值为

UL = 0.9U2

(2)流过负载RL上的平均电流为

(3)流过二极管的最大正向电流为

IDMAX = 1.57IL

(4)二极管承受的最大反向电压为

UDMAX = 2

U2

全波整流电路比半波整流电路的效率高、功率大、波动小，但要求整流二极管的反向耐压高(这在目前已不是大问题，只是在选择型号时需注意一下，几乎不影响价格)，变压器次级线圈的匝数要加倍，因此变压器的利用率低。由于变压器在此电路中所占的成本比较高而利用率却很低，因此一般也不太采用此电路。

3)桥式整流电路

桥式整流电路如图1-4所示。图1-4桥式整流电路桥式整流电路的参数计算公式如下：

(1)负载上直流电压的平均值为

UL = 0.9U2

(2)流过负载RL上的平均电流为

(3)流过二极管的最大正向电流为

IDMAX = 1.57IL

(4)二极管承受的最大反向电压为

UDMAX = 

U2

桥式整流电路兼有半波和全波整流电路的优点，克服了它们的缺点，如降低了对整流管的要求，提高了变压器的利用率等。要注意的是，桥式整流电路使用了四只整流管，使正向导通压降增加。桥式整流电路在现代电子设备的电源中使用得最为广泛，在本项目中也采用此种电路。

2．滤波电路

整流电路只解决了把交流电变换为脉动的直流电，即解决了其方向问题。这样的直流电在电子仪器的电源中是不允许的。设计直流稳压电源时要考虑输入电压的最小值，也就是说，要考虑纹波最低点的电压值。整流电路后面必须加有滤波电路。图1-5电容滤波电路

1)电容滤波电路

电容滤波电路如图1-5所示。图1-5电容滤波电路电容容量和电容耐压的估算公式如下：

(1)电容容量满足

RLC≥(3～5)T/2

式中，RL为等效负载电阻；C为电容容量；T为交流电的周期。

(2)电容耐压应根据不同的整流电路进行选择。

半波整流电路：UC≥

U2。

全波整流电路：UC≥2

U2。

桥式整流电路：UC≥

U2。

电容滤波电路很简单，在直流稳压电路中应用得非常广泛。我们在本项目中即采用这种滤波电路。

2)其他滤波电路

(1)倒L型滤波电路如图1-6所示。

(2)π型滤波电路如图1-7所示。

以上两种滤波电路各有优点，一般在纹波要求更高的场合中使用。图1-6倒L型滤波电路图1-7π型滤波电路

3．稳压电路的选择

如前所述，降压、整流、滤波后的电压是一不稳定的直流电压，必须采用一定的手段或方法使输出的电压稳定(符合给出的技术指标要求)。一般采用串联稳压电路的方法，由分立元件构成的典型串联稳压电路可供选用(这种电路在很多电子线路书籍中或者电子线路手册中都可以找到)，这种电路多在理论学习时使用，而在实际工程中已基本不用。因为随着半导体工业的快速发展，大量能满足各种需要的半导体集成稳压器在实际中已得到广泛的应用。集成稳压器的主要优点如下：

第一，稳压性能好，集成电路的集成度高，可以采用复杂的电路来保证电路的性能参数良好。

第二，外围元件少，设计、组装和调试方便，可靠性高。

第三，体积小、重量轻、成本低。

第四，各种保护电路集成在集成电路内部。

既然集成稳压器有如此多的优点，那么在一般情况下应该尽可能使用集成稳压器，并且有必要对集成稳压器的种类和性能有所了解。

集成稳压器的品种很多，表1-1是一些常用的集成稳压器一览表。表1-1常用集成稳压器表

本书主要介绍目前最常用的四个系列的集成稳压器，即78系列、79系列、LM317、LM337。

注意：电子电路的设计从某种程度上说就是选择合适的电路和器件，或者说是器件的选择与应用，因此平时要注意多了解电子器件的种类、性能参数、典型的应用电路，积累相应的资料。

1) 78系列三端固定式正输出集成稳压器

78系列三端固定式集成稳压器是一种只有输入、输出和公共地三个端子，固定输出正电压的集成稳压器。所谓“三端固定式”即为此含义。它的稳压性能优良，外围电路简单，安装方便，价格低廉，得到广泛应用。78系列集成稳压器内部具有限流保护、过热保护、过压保护、调整管安全工作区保护等电路。

78系列集成稳压器中又有78L、78M、78、78T、78H、78P等子系列，它们之间的主要区别在于额定输出电流的大小不同，如表1-2所示。表1-278系列集成稳压器

78系列集成稳压器的电压调整率为0.1%～0.2%，输出电阻为30～150 mΩ。

在学习电子线路的理论时，往往注重一些电性能参数，如稳压器的输出电压、输出电流，再进一步如电压调整系数、电流调整系数等。这固然不错，但在实际工程应用时更要注意极限参数。否则，轻者集成电路的性能变差，重者集成电路被烧毁。表1-3所示为78系列集成稳压器极限参数。表1-378系列集成稳压器极限参数

78系列集成稳压器的典型应用电路如图1-8所示(在查阅相关资料时，集成电路的生产厂家提供的资料中已具有典型的应用电路，所以更应该学习资料的查阅与应用)。在图1-8中，Ci为消振电容，若稳压器与前面的整流滤波电路的装配位置较近，可以不用Ci；若距离较远，如电子设备中有多块电路板或分机电路，各分机或电路板最好分别由各自的稳压器供电，这时每块稳压器均应安装Ci，且安装在稳压器附近。Co是防振电容，用于提高稳压电路的稳压性能和减小输出纹波。这两项指标主要靠稳压器内部电路调整，所以Co取值较小。Co有时甚至使用几微法或几十微法的电容，这样做的优点是可提高稳压电源的脉冲响应，但其问题是一旦输入端断开，Vin消失，已充电的Co将从稳压器的输出端向稳压器放电而损坏稳压器。这种情况下，可在稳压器的输入端与输出端间跨接一个二极管，以达到保护稳压器的目的，电路如图1-9所示。图1-878系列集成稳压器典型应用电路图1-9带保护电路的78系列集成稳压器应用电路高输入电压的应用电路如图1-10所示。

在输入电压高于35 V(或40 V)，78系列的集成稳压器不能直接应用时，可采用图1-10所示电路。所降的电压由稳压管的稳压值决定。使用该电路时，要注意三极管的耐压及

管耗。

大输出电流应用电路如图1-11所示。图1-1078系列集成稳压器高输入电压的应用电路图1-1178系列集成稳压器大输出电流应用电路当要求的输出电流高于1.5 A而输出电压在78系列中又没有时，可采用图1-11所示电路，利用外接功率管的方法来扩大输出电流。在电路中，需要考虑R的阻值及功耗、三极管的输出电流、耐压及功耗。

78系列集成稳压器的封装型式如图1-12所示。

在电子线路的理论学习过程中，往往对元器件的管脚及封装不太注意，但在工程应用中，具体到印制电路板的设计时，对元器件的管脚排列及封装型式的了解是必不可少的，否则将无法设计印制电路板。图1-1278系列集成稳压器的封装型式

2) 79系列三端固定式负输出集成稳压器

79系列三端固定式负输出集成稳压器是一种只有输入、输出和公共地三个端子，固定输出负电压的集成稳压器。

79系列集成稳压器中又有79L、79M、79等子系列。它们之间的主要区别在于额定输出电流大小不同。79L子系列的输出电流为0.1 A，79M子系列的输出电流为0.5 A，79子系列的输出电流为1.5 A。这三个子系列都有 -5 V、-6 V、-9 V、-12 V、-15 V、-18 V和-24 V的输出电压。79系列集成稳压器内部同样具有限流保护、过热保护、过压保护、调整管安全工作区保护等电路。

79系列集成稳压器的极限参数如表1-4所示。表1-479系列集成稳压器的极限参数

79系列集成稳压器的典型应用电路如图1-13所示。

79系列集成稳压器的封装型式如图1-14所示。图1-1379系列集成稳压器的典型应用电路图1-1479系列集成稳压器的封装型式

注意

79系列的封装与78系列相同，但管脚的排列是不同的。并且，79系列的散热外壳是输入端，78系列的散热外壳是公共端。使用时不能接错，否则会烧毁稳压器。

78、79系列集成稳压器构成的正负稳压电源电路如图1-15所示。

78、79系列稳压器配合使用可组成具有公共(地)端的正负电源，其对称性好，温度特性也基本一致。图1-15正负稳压电源电路

3) LM117\LM217\LM317三端可调式正输出电压集成稳压器

三端固定式输出集成稳压器目前仍得到大量的应用，但其也有不足之处：一是输出电压固定，只分为几挡输出电压；二是实际的输出电压值与典型值(标称输出电压值)有较大偏差，一般在4.75～5.25 V之间；三是稳压性能指标不是很高。为此，集成电路生产厂家推出了三端可调式正、负输出电压集成稳压器。这种稳压器除具有三端固定式输出集成稳压器的优点外，输出电压可方便地调节到任意值，输出电压的精度高，适应面广，且电性能方面也有很大的提高。比较典型的三端可调式正输出电压集成稳压器即LM117\LM217\LM317系列。同78、79系列稳压器一样，不同国家、不同厂家的型号命名会有所区别，但参数基本一致，一般情况下都可以互换，如LM317、μPC117等。

LM117\LM217\LM317三端可调式正输出电压集成稳压器的输出电压能在1.25～37 V范围内连续可调，输出电流为1.5 A，内部设有过流、过压、过热和调整管安全工作区保护电路。稍稍改变外电路，可以通过程序控制输出电压。这三种型号的稳压器其实是同种稳压器，只是性能方面LM117最好，LM217次之，LM317最差。

LM117\LM217\LM317的主要性能参数如下：

(1)输出电压调整范围：1.25～37 V。

(2)输出电流：1.5 A(TO-3、TO-220封装)、0.5A(TO-39、TO-202封装)。

(3)电压调整率：0.01%。

(4)电流调整率：0.3%。

LM117\LM217\LM317的极限参数如下：

(1)输入输出电压差：40 V。

(2)功耗：内部限定。

(3)工作温度范围：LM117

-55～150℃

LM217

-25～150℃

LM317

0～125℃

LM117\LM217\LM317的典型应用电路如图1-16所示。图1-16LM117\LM217\LM317的典型应用电路在工作时，稳压器的输出和调节端之间形成1.25 V的基准电压。该基准电压加在设定电阻R1上，产生恒定电流，再流过输出设定电阻R2，得到输出电压。调整端的电流IAdj代表了误差项，所以在设计稳压器时IAdj应尽可能小而且稳定。如果输出端没有足够的负载电流，输出电压将会提高。IAdj ≈ 100 μA。

Cin、Co均为防止寄生振荡电容，Cin = 0.1 μF，Co=1.0 μF。由于稳压器采用悬浮式结构，仅承受输入输出的电压差值，只要这个差值不超过最大值，对数百伏的电压也可以调整。同时，也由于这个原因，稳压器内部的所有静态工作电流都汇集到输出端，因此需要一个最小的负载电流，一般为5～10 mA。图1-17和图1-18中的R1、R2可担当这一工作。

如果外接比较大的电容，最好加保护二极管，电路如图1-17所示。

LM117\LM217\LM317的封装型式如图1-18所示。图1-17加保护二极管的LM317应用电路图1-18LM117\LM217\LM317的封装型式

4) LM137\LM237\LM337三端可调式负输出电压集成稳压器

LM137\LM237\LM337是与LM117\LM217\LM317相对应的三端可调式负输出电压集成稳压器。不同国家、不同厂家的型号命名会有所区别，但参数基本一致，一般情况下都可以互换，如LM337、μPC137等。

LM137\LM237\LM337三端可调式负输出电压集成稳压器的输出电压能在-1.25～-37V范围内连续可调，输出电流为1.5 A，内部设有过流、过压、过热和调整管安全工作区保护电路。稍稍改变外电路，可以通过程序控制输出电压。这三种型号的稳压器其实是同种稳压器，只是性能方面LM137最好，LM237次之，LM337最差。

LM137\LM237\LM337的主要性能参数如下：

(1)输出电压调整范围：-1.2～-37V。

(2)输出电流：1.5 A(TO-3、TO-220封装)、0.5 A(TO-39、TO-202封装)。

(3)电压调整率：0.01%。

(4)电流调整率：0.3%。

LM137\LM237\LM337的极限参数如下：

(1)输入输出电压差：40 V。

(2)功耗：内部限定。

(3)工作温度范围：LM137 -55～150℃

LM237 -25～150℃

LM337 0～125℃

LM137\LM237\LM337的典型应用电路如图1-19所示。图1-19LM137\LM237\LM337的典型应用电路在工作中，稳压器的输出和调节端之间形成 -1.25 V的基准电压，该基准电压加在设定电阻R1上，产生恒定电流，再流过输出设定电阻R2，得到输出电压。调整端的电流IAdj代表了误差项，所以在设计稳压器时IAdj应尽可能小而且稳定。如果输出端没有足够的负载电流，输出电压将会提高。IAdj ≈100 μA。

Cin、Co均为防止寄生振荡电容。由于稳压器采用悬浮式结构，仅承受输入输出电压的差值，只要这个差值不超过最大值，对数百伏的电压也可以调整。同时，也由于这个原因，稳压器内部的所有静态工作电流都汇集到输出端，所以需要一个最小的负载电流，一般为5～10 mA。在图1-19中，R1、R2可担当这一工作。

由LM117\LM217\LM317和LM137\LM237\LM337配对构成正负输出电压可调的稳压电路，如图1-20所示。图1-20正负输出可调的稳压电路根据以上分析，本项目稳压部分的电路可以采用LM317、LM337构成的如图1-20所示的稳压电路，其中电容的容量也已根据典型应用电路确定。

综上所述，整个项目的电路方案已可以确定。

0～12 V可调稳压电源的电路如图1-21所示。

0～-12 V可调稳压电源的电路如图1-22所示。图1-210～+12 V可调稳压电源电路图1-220～-12 V可调稳压电源电路1.2.4电路元件参数的确定

通过1.2.3节的分析，我们确定了电路的方案，但仅有电路方案在工程上并不能实施，因为仍有很多内容没有确定，如选用能通过多大电流的二极管？二极管的型号是什么？电容的容量是多少？选用哪种电容好？变压器的输出电压应该是多少？输出电流又是多少？等等。也就是说，必须对电容、二极管、变压器进行选择。那么，该从哪些方面来考虑选择合适的元器件呢？本节将讨论相关的内容。

1．电容器的选择

要选择适合于本项目的电容器，必须了解有关电容器的知识。下面我们对电容器做简要介绍。

1)电容器的种类

电容器是一种储能元件，是组成电子电路的基本元器件之一。它被广泛地用于耦合、滤波、隔直流、调谐电路中，并可与电感元件组成振荡电路。电容器的种类很多，不同种类的电容器适用于不同的场合。常用电容器的分类见表1-5。表1-5电容器的分类

表1-6列出了常用电容器的外形及其在电路中的

符号。表1-6电容器的外形及其在电路中的符号

续表

2)电容器的主要参数

表示电容器性能的参数有很多，有表示电容器电气特性的参数，也有表示其结构特性的参数及使用方面的参数。我们仅介绍一些常用的参数。

(1)标称容量和允许误差。标称容量是指标在电容器上的名义容量。标称容量按优选系数规定的方法确定。

电容器的实际容量和标称容量之间存在的偏差称为电容量的误差。电容器的实际容量相对于其标称容量所允许的最大偏差称为电容器的允许误差。一般电容器的允许误差分为三个等级，一级为5%，二级为10%，三级为20%。根据等级的不同，电容器的优选系数如下：

允许误差20%E6：1.0、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8

允许误差10%E12：1.0、1.2、1.5、1.8、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2

允许误差5%E24：1.0、1.1、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1

在这里，系数的含义用通俗的说法就是有这样的标称容量(可以在数系的两位数后乘10±n)的电容。一般选择电容时尽可能选择E6系的电容。

(2)额定工作电压。额定工作电压是指电容器在规定的工作温度范围内，可以连续工作而不被击穿的加在电容器上的最高电压。常温下固定式电容器的额定工作电压值为1.6 V、4 V、6.3 V、10 V、16 V、25 V、50 V、63 V、100 V、160 V、250 V、400 V、630 V、1000 V等。选用时，所选择电容的额定电压应高于电容在电路中实际承受的最高电压，以保证电容器安全可靠地工作。

(3)电容温度系数。电容器的容量会随着温度的变化而变化，工程上用温度系数来表示电容器的这一特性。温度系数是指在一定的温度范围内，温度每变化1℃，电容量的相对变化量。温度系数越大，表示容量随温度的变化越大。为使电路稳定工作，一般希望该系数越小越好。

(4)电容器的损耗。理想的电容器是一储能元件，不消耗电路中的能量。但实际的电容器或多或少都要消耗能量。电容器的能量损耗主要有介质损耗和金属损耗，用损耗角的正切tanδ表示。

(5)绝缘电阻。电容器的绝缘电阻取决于电容器介质的绝缘电阻和电容器表面绝缘电阻的大小。

(6)电容器的频率响应。电容器的频率特性是指电容器的电参数(如电容量、损耗角的正切值)随电场频率的变化而变化的特性。电容器工作在高频情况时，其介电常数比低频时要小，电容量因此要减小，损耗随频率提高要增加。电容器的分布参数如引线、极片自身电感等也会影响电容器的电参数。表1-7列出了一些电容器的最高使用频率范围。表1-7电容器的最高使用频率范围

3)常用电容器介绍

我们了解了不同电容器的不同特性之后，可以在不同的应用场合选择合适的电容器。

(1)纸介电容器和金属化纸介电容器。纸介电容器是以电容器纸作介质，铝箔作电极的卷绕式电容器。其容量可达1～20 μF，工作温度一般在85～100℃以下。其电容量和工作电压范围比较宽，制作工艺简单，成本低，但容量精度不易控制，损耗大，温度系数大，化学稳定性差，频率特性差，自身电感量较大，不适于高频电路中使用。目前这种电容器用得比较少。常用的纸介电容器有CZ11、CZ30、CZ31、CZ32型。金属化纸介电容器是用金属化纸制成的电容器。相同容量情况下，它的体积比纸介电容器小。这种电容器还具有自愈作用，一旦电容器被击穿，电容器的短路处在短路电流的作用下金属膜会蒸发掉，避免两极片间短路，但其化学稳定性差，频率特性差，不适用于频率高于几十kHz的场合。常用的金属化纸介电容器有CJ10、CJ11型。

(2)有机薄膜电容器。目前我国常用的各种有机薄膜电容器有聚苯乙烯薄膜电容器、聚四氟乙烯薄膜电容器、聚碳酯薄膜电容器等，其容量范围为100 pF～100 μF，额定工作电压为3～15000 V，工作温度范围为 -65～125℃。●聚苯乙烯薄膜电容器

聚苯乙烯薄膜电容器是以非极性的聚苯乙烯为介质制成的电容器，分为箔式和金属化两种。金属化聚苯乙烯电容器还可以制成片状的，以适应印制电路的需要。聚苯乙烯薄膜电容器具有优良的性能，绝缘电阻高，介质损耗、电参数随温度和频率的变化小，温度系数小，容量精度高。因此，聚苯乙烯薄膜电容器可在高频下工作。但这种电容器的工作温度不高，上限为70～75℃。这种电容器在谐振回路、滤波电路、耦合回路中均有应用。聚苯乙烯电容器有CB10、CB11普通型，CB14、CB15、CB16中精密型，CB40密封型，CB80高压型。高压型的工作电压可达10～40 kV，而容量范围较小；CB14、CB15型适用于电子仪器和通信设备。●聚四氟乙烯电容器

聚四氟乙烯电容器是以非极性的聚四氟乙烯薄膜为介质制成的，有箔式和金属化两种。聚四氟乙烯电容器具有优异的电性能，损耗小，绝缘电阻高，电参数的温度稳定性和频率稳定性都很好，化学稳定性高，吸湿性小，机械性能好特别是耐热性能好，在-55～250℃的温度下也能连续工作。缺点是聚四氟乙烯材料很贵，由它制成薄膜难度较大，因而没有得到广泛应用，只用于一些特殊场合。其容量在几百pF至0.47 μF之间，工作电压在630 V以下。

(3)瓷介电容器。瓷介电容器是以陶瓷材料为介质，并在其表面上烧渗银层作为电极的电容器。瓷介电容器具有优异的电气性能，损耗、漏电很小，性能稳定，体积小，材料丰富而价格低廉。缺点是机械强度低，易碎易裂。瓷介电容器适于做温度补偿电容器和用于高频高压电路中。常用的瓷介电容器有CC1型圆片型、CC2型管型、CC3型叠片型等，其容量在几个pF至几百pF之间。

(4)玻璃釉电容器。玻璃釉电容器的介质是由釉粉加压制成的薄片，根据配方的不同可获得不同性能的电容器。它具有较好的电气性能，介质的介电系数大，电容器的体积可以做得很小，损耗小，抗潮湿性好，因此得到广泛的应用。玻璃釉电容器适用于半导体电路、小型电子仪器中的交直流和脉冲电路，其常用的型号为CI。

(5)云母电容器。云母电容器是以云母为介质，由金属箔或在云母表面上喷银构成电极，按所需的容量叠片后经过一定成型工艺制成的电容器。

云母本身是一种较理想的介质材料，具有很高的绝缘性能，耐高温，介质损耗小。因此，云母电容器具有很好的电气性能。其主要优点是损耗小，频率稳定性好，高频特性好，绝缘电阻高，分布电容小，广泛用于收音机、电视机、无线电通信设备等，在高电压、大电流场合也得到大量应用。常用型号为CY。

(6)电解电容器。电解电容器是以金属极板上的一层极薄的氧化膜作为介质，金属极片作为电容器的正极，固体或非固体的电解质作为负极构成的电容器。由于氧化膜极薄，因此该类电容器可以做得体积小而容量大。一般电解电容器有正、负极之分，我们通常所说的有极性电容器即指这类电容器。之所以有正负极之分，是因为氧化膜具有单向导电性的缘故。只有正极加正电压，负极加负电压，氧化膜才具有较高的介电强度。反之，氧化膜呈现的电阻很小，当然漏电很大，在此情况下电容器极易损坏(通过结构和工艺的改进也可以制作出无极性的电解电容)。电解电容器的负极是电解质，其电阻率较高，所以电容器的损耗角正切值较大。电解质的电阻率随温度和频率的变化而发生很大的变化。温度升高时，电解质的粘度变小，电解质易外漏。温度下降时，电阻率会大大增加，损耗增加。因而，电解电容器一般适用于在 -20～70℃的温度范围内工作。

电解电容器按正极金属材料的不同，可以分为铝电解电容器、钽电解电容器、铌电解电容器、钛电解电容器、钽-铌合金电解电容器。其中铝电解电容器、钽电解电容器用得较多。我们主要介绍铝电解电容器和钽电解电容器。●铝电解电容器

铝电解电容器是以铝为正极的电解电容器，氧化铝膜为介质，介电常数较大。一般额定的工作电压为6.3～450 V，标称容量较大，在10～6800 μF之间。容量大、价格低廉是其最大的优点。一般铝电解电容器的工作温度范围为-20～50℃。铝电解电容器的特性较差，容量、损耗随温度变化而产生明显的变化。常用型号为CD。●钽电解电容器

钽电解电容器是以金属钽为正极，氧化钽膜为介质构成的电解电容器。由于金属钽与介质氧化钽化学稳定性很高，因此寿命长、可靠性高。目前有烧结式和液式钽电解电容器。由于钽氧化膜的介电常数很大，所以相同容量下，钽电解电容器的体积比铝电解电容器要小。这种电容器的漏电流也小，它的工作温度可达200℃。但钽金属材料比较稀少，价格昂贵，因此钽电解电容器仅用于要求较高的场合。常用型号为CA。

其他电容器如可变电容器、微调电容器等请同学们自己查阅相关资料。

4)电容器的选择与使用

正确选择和使用电容器，对电子设备的正常工作影响很大。如果选择和使用不当，轻者设备的性能达不到要求，重者设备不能正常工作。电容器的选择可以从以下几方面来考虑：

(1)选择合适的型号。一般用于低频耦合、旁路去耦等电气性能要求较低的场合，可以采用纸介电容器、电解电容器。

在电源滤波和退耦电路中可选用电解电容器。

晶体管低频放大电路中的耦合电容、三极管发射极的旁路电容可选用电解电容器。中频电路一般选用有机薄膜电容器。高频电路则选用云母电容器和瓷介电容器。

(2)合理确定电容器的精度。一般旁路电容、退耦电容、低频耦合电容对电容的容量精度没有很严格的要求，选用时可以根据电路的设计值选用容量相近或略大一些的电容器。对振荡电路、延时电路、音调控制电路，电容器的容量应尽可能与设计值一致。滤波器网络电路对电容器的要求更高，应选用高精度的电容器。

(3)确定电容器的额定工作电压。电容器的额定工作电压应高于其在电路中实际承受的电压，并且要留有足够的余量。一般电路中电容器的额定工作电压要比实际承受的电压高10%～20%。对电压波动大的电路应留有更大的余量。

(4)优先选用绝缘电阻大、损耗小的电容器。绝缘电阻小的电容器，其漏电流较大，漏电流不仅损耗了电路中的电能，更重要的是它会导致电路工作不正常或降低电路的性能。漏电流产生的功率损耗会使电容器发热，而温度的升高又会导致更大的漏电流产生，如此循环，极易损坏电容器。因此选用电容器时，应选择绝缘电阻值足够高的电容器，特别在高温和高压的条件下使用电容器更是如此。另外在作为电桥中的桥臂、运算元件等场合，绝缘电阻值的高低将影响测量、运算等的精度，因此必须采用高绝缘电阻值的电容器。

(5)注意电容器的温度系数、高频特性，根据使用环境选择电容器。电容器的性能与环境条件密切相关。在温度较高的地方，电容器容易老化；在寒冷的地方，普通电解电容器会因电解液结冰而失效；在温度变化大的地方，电容量也会变化。这些都将导致电路工作不正常。所以选用电容器时应注意电容器的温度系数，在振荡电路、移相网络、高频电路中的电容器更要注意选用温度系数小的电容器。在高频电路中还应注意电容器自身的电感、引线电感、高频损耗。

(6)在满足电路性能要求的情况下选用价格便宜的电容器。

表1-8列出了几种常见电容器的名称、外形符号及特性。表1-8常见电容器的名称、外形符号及特性

续表一续表二续表三

5)本项目中电容器的选择与参数确定

综合上述分析，在本项目中对电容器的电气性能如温度系数、绝缘电阻、稳定性、容量精度、频率特性、介质损耗等没有特殊的要求。我们主要考虑的应该是电容器的类型、容量和电容器的额定工作电压。在我们确定的电路方案(电路如图1-21、1-22所示)中，C3、C6及C2、C5在选择集成稳压器时由厂家提供的典型电路中可以确定它们的容量。C3、C6的容量为1 μF，选用钽电解电容器(考虑到价格因素铝电解电容器也可以)。由于稳压电源的输出电压最高为12 V，考虑一定的耐压余量，两个电容器的额定工作电压取16 V。C2、C5的容量为0.1 μF，选用聚苯乙烯薄膜电容器。为了稳压电源在输出为12 V时能稳定工作，根据集成稳压器的要求，整流滤波后的直流电压(即稳压器的输入电压)应大于15 V，考虑一定的余量，电容器C2、C5的额定工作电压取25 V(实际上市场上购买的CBB电容器额定工作电压一般为50 V或63 V)。同理，电容器C1、C4的额定工作电压可取25 V。根据估算公式RLC≥(3～5)T/2，可得出C≥2083 μF，取2200 μF(3300 μF也可以)。这样大的电容，一般选择铝电解电容器。

至此，本项目中的电容器已经确定。

2．二极管的选择

二极管是由硅、锗、砷化镓、磷化铟等特殊材料制成的半导体器件，由一个PN结加上电极引线和管壳构成。其最主要的特性就是单向导电性。利用这一特性，二极管广泛应用于整流、检波等各种场合。科研人员在此基础上开发出了具有各种不同特性、不同用途的二极管，构成了一个庞大的二极管家族。

1)二极管的分类

二极管有多种分类方法，详见表1-9。表1-9二极管的分类

因为二极管种类的不同，二极管的特性差异很大，在实际应用中差别也很大。为便于对电路的识读和分析，不同特性、不同用途的二极管的图形符号也有所区别，如图1-23所示。

一些常用二极管的外形及特性见表1-10。图1-23二极管的图形符号表1-10常用二极管的外形、符号与特性

续表

2)二极管的参数

正如上面所述，不同特性、不同用途的二极管其主要的技术参数也有很大的不同，在二极管的选择与应用上，要考虑的参数也不同。表1-11列出了常见二极管的主要参数。表1-11常见二极管的主要参数

续表

3)常用二极管介绍

(1)整流二极管。利用二极管的单向导电性，可以把交流电转换成单一方向的脉动直流电。整流二极管为面接触型，P型和N型半导体构成的PN结接触面积大，可以通过较大的电流，但PN结的结电容也比较大，不适合用在高频电路中，可用于低频的整流电路中。

一般整流二极管采用塑料封装和金属壳封装，常用的整流二极管由硅材料制成。表1-12列出了目前常用的整流二极管的主要参数。表1-12一些常用整流二极管的主要参数

一般小功率整流电路用1N4000系列二极管(国产的二极管用2AP、2CZ系列二极管)，中功率整流电路用1N54、1N55系列的二极管。

注意：整流二极管一般不能并联使用。用于整流的二极管的管脚不能太短，引脚的弯角处不能离管壳太近，以利于管脚散热。

(2)开关二极管。二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。

利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。开关二极管的反向恢复时间(由导通变为截止瞬间所需要的时间)很小，主要用于开关脉冲电路和逻辑控制电路中。常用开关二极管有2AK、2CK、1N系列，为玻璃外壳封装，如图1-24所示。

表1-13列出了两种常用的开关二极管。图1-24常见开关二极管表1-13两种常用的开关二极管

1N4148、1N4418型开关二极管其最大允许正向电流为150 mA，最大反向电压为75 V，反向恢复时间为4 ns，常用作高频整流、脉冲整形、高速脉冲开关等。

肖特基二极管具有反向恢复时间短、正向压降较低的特性，可用于高频整流、检波、高速脉冲箝位等。其最大正向电流范围为0.05～10 A，最大反向电压范围为20～100 V，反向恢复时间为10 ms。有硅材料和锗材料开关二极管，根据不同电路要求选择不同材料、不同频率的开关二极管。

(3)检波二极管。检波二极管是点接触型二极管，其PN结的接触面积小，故其结电容小，工作频率高、正向压降小，但不能通过大电流，适于小信号整流、高频检波、鉴频、限幅等电路。选择检波二极管主要考虑工作频率是否符合技术要求，一般结电容小、反向漏电流小、正向电流大的检波二极管检波效果好。检波二极管多属于锗二极管。常用的检波二极管是2AP系列、1N系列。

(4)快恢复二极管。快恢复二极管、超快恢复二极管是比较新型的半导体器件，具有开关特性好、反向恢复时间短、正向电流大、体积小、安装简便等优点。超快恢复二极管其反向恢复时间已接近于肖特基二极管的指标。这类二极管主要用于开关电源、脉宽调制、不间断电源、交流电机的变频调速、高频加热等电路中。快恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒，正向压降约为0.6 V，正向电流从几安培到几千安培，反向峰值电压可达几千伏。超快恢复二极管的反向恢复时间可低至几十纳秒。

(5)桥式整流组件。在整流电路中，桥式整流电路方案采用的最多。为减小体积、便于安装使用，厂家专门生产了用两个或四个整流二极管封装在一起的整流组件。

整流组件有两种类型：一种是“半桥”，由两个整流二极管串联，由环氧树脂封装起来并引出三个引脚；另一种是“全桥”，由四个整流二极管串并联后引出四个引脚。

半桥与全桥的外形及符号如图1-25所示。图1-25半桥与全桥的外形及符号(a)半桥；(b)全桥全桥的主要参数如下：

额定正向整流电流ID：在正常使用条件下，允许连续通过全桥的最大工作电流。

反向峰值电压URM：加在全桥交流侧的交流电压的最大值，即1.414U2(U2为变压器副边的电压)。

常见国产全桥整流电流为0.05～100 A，反向峰值电压为25～1000 V。

全桥的封装有长方形、扁形、圆柱形和方形等。不同的封装其输入输出引脚排列也不同。

长方体全桥的输入输出引脚直接标注在器件上，如图1-26(a)所示。扁形全桥的输入输出引脚除直接标注正负极外，还标有交流AC字母，一般以靠近缺角端为正极引脚，也有部分国产的产品为负极，中间为交流输入引脚，如图1-26(b)所示。

圆柱体全桥表面只标“＋”，“＋”的对面是“－”极，余下两脚便是交流输入端，如图1-26(c)所示。

大功率方形全桥由于工作电流大，故使用时需加装散热器。散热器可由中间圆孔加以固定。器件上一般不印型号和极性，但可在侧面边上寻找到正极标记，如图1-26(d)所示。正极的对角线上的引脚是负极，余下的两引脚为交流输入引脚。图1-26(e)所示是缺角方形全桥，缺角处引脚为正极端。最后还要注意的是，市场上除了全桥整流组件外，还有与全桥外形相似的半桥整流器件，如图1-26(f)所示，它的内部由两个相互独立的整流二极管组合而成，不能把它当作全桥整流组件使用。选用整流全桥时，低压电源整流可采用小功率的整流全桥，大电流负载使用的高电压整流电源除使用大功率整流二极管外可采用大、中功率全桥整流。全桥的额定电流、电压要留有充分余量。图1-26二极管整流桥外形

(6)稳压二极管。稳压二极管是一种接触型半导体硅二极管，它的不同之处是采用特殊工艺制造，使之工作在反向击穿状态下不致损坏，其击穿是可逆的，反向电压撤销后，能恢复原来的状态。稳压管的外形、电气图形符号及伏安特性曲线如图1-27所示。图1-27稳压管的外形、电气图形符号及伏安特性曲线稳压管的正、反向伏安特性与普通二极管基本一样，没有太大的区别。由图1-27(c)可以看出，反向电压小于击穿电压Uz(稳压管的稳定电压)时，反向电流极小。稳压管工作在击穿区时，它的击穿曲线比普通二极管的击穿曲线更陡。当反向电压增至Uz后，稳压管的反向电流急剧上升，此后反向电流在很大范围内变化时，稳压管两端的电压变化却很小(它的反向电压基本上稳定在击穿电压附近)，即它在反向击穿时两端的电压保持基本不变。正是利用这个特点稳压管才能起到稳压作用。稳压管分低压、高压两种。低压稳压管的Uz值一般在40 V以下，高压稳压管最高可达200 V。低压稳压管的稳压值范围为2.4～40 V，高压稳压管的稳压值范围为40～200 V。过去国产稳压管的外壳均采用金属壳封装，不仅体积大，而且价格贵，近年来全系列稳压管用玻璃封装。

目前几种常用的稳压管如下：

2CW型稳压管：主要用于直流稳压电源电路中，作基准电压元件等，其外形如图1-27(a)所示。

1N系列稳压管：用于彩色电视机的稳压电路中，其外形如图1-27(a)所示。

2DW系列稳压管：这是一种具有温度补偿的三个引出脚的稳压管，其内包含两个背靠背反向串联的稳压二极管。其外形与普通三极管一样，三条引脚中，1脚与2脚分别为两个稳压管的负极，由于是对称的，使用时可随意互换，一个接电源正极，另一个接地；3脚为两稳压二极管的公共正极，悬空不用。这种稳压管主要应用于对温度稳定性要求较高的精密稳压电路中，它的外形及电气图形符号如图1-28所示。

稳压二极管的使用与普通二极管有很大的区别：二极管一般在正向电压下工作，稳压管在反向击穿状态下工作。稳压二极管在使用时还应注意：可将任何稳压值的稳压管串联使用，但不能并联使用。图1-282DW系列稳压管(a)外形；(b)符号其原因是每个管的稳压值有差别，并联后通过每个管子的电流不同，个别管子会因电流过大而烧毁。稳压管串联使用时，其总稳压值为各支稳压管稳压值之和。稳压管的电流与功率不允许超过其额定值。稳压二极管的最大稳定电流应大于电路最大负载电流的50％，不能用耗散功率低的稳压二极管代替耗散功率高的稳压二极管。不同型号的稳压管其稳压值不同，甚至同型号的稳压管其稳压值也不完全一致。要限制通过稳压管的电流，使其不超过额定值，因此外电路要加合适的限流电阻，使工作电流为最大稳定电流的1/5～1/2，此时稳压效果较好，稳压管可以安全地工作在反向击穿状态。

(7)发光二极管。发光二极管和普通二极管一样，具有单向导电性，由一个PN结构成。这种二极管当正向电流达到一定值时就发光，即把电能转换成光能。其正向伏安特性和普通二极管相似，但其正向工作电压(开启电压)比普通二极管高，约为l.5～2.5 V；而反向击穿电压一般比普通二极管低，约5 V左右。其发光亮度受电流强度的影响，正向电流从

1 mA上升到10 mA左右时，电流与亮度大致成正比增加，但工作电流超过25 mA时亮度与电流就成非线性关系了。一般使用时流过发光二极管的电流约10 mA。发光二极管有圆形、长方形、符号形、三角形、方形、组合型等，所发光的颜色有红色、黄色、绿色、蓝色、红外光等。有的发光二极管还可以变色，如三色(红、绿、黄)变色发光二极管、双色变色发光二极管等。

发光二极管的正向导通压降UF与半导体材料有关，一般在1～2.5 V之间。其中红色LED比绿色LED的UF低，普通LED比高亮度LED的UF低。发光二极管的功耗低，约为200～2000 mW。其驱动电路简单，可与集成电路配合使用；响应速度快，约2 μs；与白炽灯指示灯相比，工作于小电流即可获得较高的亮度，一般在零点几毫安开始发光；通常工作电流为几毫安，结构设计灵活，可拼接成一个大面积显示屏。发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快以及寿命长等特点，广泛应用于收录机、音响设备、仪器仪表电路的通断指示及信息显示电路中。其外形、引脚排列、电气图形符号及文字符号如图1-29所示。图1-29发光二极管外形、引脚排列、电气图形符号及文字符号(a)引脚排列；(b)符号

(8)红外发光二极管与红外光敏二极管。红外发光二极管与普通发光二极管类似，只是发出的是红外光(不可见光)，常用于红外线遥控电路中。它具有体积小、耐振动、发热少、响应速度快、调制容易、耗电少、驱动电路简单、可靠性高等优点。红外发光二极管大多采用无色透明树脂封装或黑色、淡蓝色树脂封装。图1-30所示为红外发光二极管的外形及电路符号。图1-30红外发光二极管的外形及电路符号红外光敏二极管工作于反向偏置状态，当入射光照射到红外二极管上时，它把光信号转变为电信号。它在不接收红外光时，内阻很大，约为几兆欧。当接受到红外光后变为几千欧，输出阻抗很高。红外光敏二极管灵敏度高，有较宽的方向性和良好的抗干扰性。在应用时应注意红外二极管与电路板上的其他元器件的阻抗匹配，若不匹配则会造成反射波，出现干扰现象。红外发射管与接收管容易混淆，使用时应加以区分。其判别方法如下：从外观上观察，将红外管对着灯光观看，内部管芯中央凹陷，类似聚光罩者为发射管，管芯中央的平台上有红外感光电极为接收管；用万用表判断，在红外管顶部遮光条件下调换表笔测量，正、反向电阻都很大的是接收管，而正、反向电阻一大一小的是发射管。由于红外光波长的范围相当宽，故红外发光二极管必须与红外接收二极管配对使用，否则将影响遥控的灵敏度。因此在代换、选型时，要务必关注其所辐射红外光信号的波长参数。查器件手册，即可查出原红外发射管的主要参数，选择与之相同或接近的管子。红外发光二极管的前端球面形发射部分应经常保持清洁完好状态，即不能存在脏垢之类的污染物，更不能受到摩擦损伤。否则，从管芯发出的红外光将产生反射及散射现象，影响红外光的传播，轻者降低遥控的灵敏度，减小遥控距离，重者可能产生失灵、遥控失控。

4)本项目中二极管的选择

本项目中的二极管利用二极管的单向导电性，把交流电变换成脉动的直流电，即为整流作用，而且通过变压器降压接入的交流电的频率不高，只有50 Hz，所以只要选用普通的整流二极管就可以了。此外，我们要考虑的是整流二极管的额定工作电流及二极管的最大反向工作电压。因为本项目的电流输出只有0.5 A，考虑到一定的余量，根据表1-12，选用1N4000系列的整流二极管就能满足需要。同时根据前面的分析，LM317、LM337的输入电压要求高于15 V即可。根据估算公式，整流滤波以后的电压UC1、UC4与变压器次级电压U2有以下关系：UC1 = 1.2U2，可以得出U2 = 12.5 V。而二极管承受的最大反向电压为U2,约为18 V。因此，我们选用1N4001型整流二极管。其实，目前对1N4000系列二极管而言，从1N4001到1N4007元件的价格基本一样，选用1N4007型二极管也没有问题。

3．电阻器和电位器的选择

电阻器与电位器的有关知识在本项目中暂不作介绍。在本项目中电阻器R选用普通金属膜电阻，电位器选用3296型玻璃釉多圈电位器。根据LM317、LM337的有关要求，电阻R的阻值选240 Ω，电位器RP由公式U0 = -[1.25(1+R2/R1) + IAdjR2]计算得到，RP为2 kW(或省略IAdjR2项)。

4．变压器的选择

变压器是把高压交流电变换成适于要求的低压交流电(降压变压器)或把低压交流电变换成适于要求的高压交流电(升压变压器)的设备。其主要的作用有：电压变换、阻抗变换、隔离、稳压(交流)等。变压器可以隔直流通交流，但输入输出的频率不变。

1)变压器的种类

根据铁芯材料的不同，可以将变压器分为硅钢片叠压的铁芯变压器和铁氧体铁芯变压器。前者由于铁芯可以通过频率比较低的磁通，常制成低频电源变压器和音频输入输出变压器，不适于高频场合。后者铁芯可以通过较高频率的磁通，常制作成中、高频变压器。根据铁芯的形状不同，可以将变压器分为E形、C形和环形变压器。E形电源变压器的铁芯是用硅钢片交叠而成的，优点是成本低廉，但磁路中的气隙较大，效率较低，见图1-31。C形电源变压器的铁芯是用两块形状相同的C形铁芯(由冷轧硅钢带制成)对插而成的，磁路中气隙较小，性能有所提高，见图1-32。环形电源变压器的铁芯是用冷轧硅钢带卷绕而成的，磁路中无气隙，漏磁较小，工作时电噪声较小，见图1-33。图1-31E形电源变压器图1-32C形电源变压器图1-33环形电源变压器根据电性能的不同，可以将变压器分为低频、中频、高频、升压、降压变压器。

根据用途不同，可以将变压器分为电源变压器、行输出变压器、脉冲变压器、音频变压器、音频输出变压器、逆变电源变压器等。

2)变压器的主要参数

变压器的参数比较多，不同用途的变压器对各参数的要求也不同。变压器的主要参数如下：

(1)额定电压。额定电压是指根据变压器的绝缘强度和允许温升，变压器工作时一次绕组上所允许施加的电压值。

(2)额定电流。额定电流是指变压器根据允许温升而规定的电流值。变压器的额定电流有一次侧的额定电流和二次侧的额定电流，使用时不允许超过额定电流值。

(3)额定功率。额定功率一般是指在规定的工作频率和电压下，能长期工作而不超过限定温升时的二次侧的输出功率。

(4)额定频率。额定频率是指变压器的工作频率。

(5)效率。效率是指在额定负载情况下，变压器的输出功率与输入功率之比。变压器的效率与变压器的额定功率有关，额定功率大则变压器的效率一般也大。电源变压器和音频变压器需要考虑这一参数。

(6)空载电流。变压器在二次侧没有加负载的情况下，一次侧仍有一定的电流，则此电流即为空载电流。空载电流越小越好。

(7)绝缘电阻。绝缘电阻是指变压器的绕组之间及绕组与铁芯之间的电阻。

(8)额定温升。额定温升是指在环境温度为40℃的情况下，变压器自身的温度(工作时变压器的温度会升高)与环境温度的差值。额定温升主要由变压器中使用的绝缘材料的允许温升决定。

3)变压器选用的注意事项

由于变压器的使用场合不同，使用者的要求不同，因此变压器的参数变化很大。选用时往往由使用者向生产厂家提出具体的要求，在此本书不再对常用的变压器型号作介绍。

因为本项目使用的变压器为电源变压器，下面针对电源变压器的选用注意事项作一介绍。

一般的电源电路使用E形铁芯电源变压器。若是高保真音频功率放大器或要求比较高的信号源的电源电路，则应选用C形变压器或环形变压器。在电源变压器功率(容量)及二次电压U的选择上，变压器的输出电压应与负载电路供电部分需要的交流输入电压相同，输出功率略大于负载电路的最大功率。选择功率时要有充分的余量，所选变压器的额定功率应是实际视在功率的1.5倍以上。变压器对额定电压的要求：变压器在使用时，一次侧所接的电网电压波动在220±10％V范围内，即198～242 V。若一次侧电压过高会造成变压器发热，而二次侧电压也随之升高，则整流滤波电压也升高，负载电流也增大；若一次侧输入电压过低，则二次侧感应电压也低，整流滤波电压也低，负载达不到额定的直流电压则得不到应有的效果，造成电路不正常。所以变压器的一、二次侧的电压选择必须考虑电网电压波动的情况。

选用变压器要考虑变压器的安装形式，特别是变压器直接安装在印制电路板上的情况。

4)本项目中变压器参数的确定

变压器一次侧的额定电压由电网电压决定，即220 V。根据前文所述，为保证LM317、LM337能正常工作，变压器的次级电压最低为12.5 V，此电压应是变压器的一次侧电压为198 V(电网波动造成)时二次侧得到的电压。因此，一次侧电压为220 V时，二次侧电压应为14 V，这个电压即为二次侧的额定电压。二次侧的输出电流为0.5 A，考虑一定的余量可选0.6 A(余量太大则变压器的成本过高)。由此，变压器的额定功率为0.6×14=8.4 W。因为有两个同样的绕组，则额定功率为16.8 W。至此，变压器的参数已经确定，可交变压器的生产厂家定做。当然，如果有其他要求，如变压器的绝缘电阻、绝缘强度、空载电流、效率要求，可一并向生产厂家提出。如果没有特殊要求，生产厂家会根据一般的技术规范生产变压器。1.2.5集成稳压器的散热问题

通过以上的分析，我们确定了电路方案并进行了电路中各个元器件的类型选择、参数分析计算，从理论上来讲已经可以实施这一项目了。但从工程角度来看，还存在问题，主要是集成稳压器的散热问题。根据前面的分析，变压器次级输出电压为15.4 V(考虑电网电压的波动+10%)，经过整流、滤波后的电压约为18.5 V，这个电压即为LM317的输入最大电压。如果LM317的输出电压为3 V，则LM317输入输出之间的电压差为15.5 V，而此时若输出的电流为0.5 A，那么集成稳压器上消耗的功率就有7.75 W(负载上消耗的功率只有1.5 W)。这么大的功率消耗在集成稳压器上，稳压器的温度就会升得很高，使稳压器烧毁(如果有温度保护电路，则保护电路工作而稳压器不工作)。厂家手册中给出的能连续耗散的最大功率PCM具有特定的意义，即器件管壳温度为标准环境温度25℃的条件下，结温(集成稳压器管芯温度)达到150℃时器件的耗散功率。只有在25℃的环境中，器件在无限大散热器或强制冷却的条件下才能保证器件管壳温度也是25℃，这样的耗散功率称之为PCM。实际使用的器件不可能达到这样的散热条件，且环境温度也可能达到50℃以上，实际的耗散功率只能达到PCM值的几分之一，称为降额使用。一般TO-220封装的器件自身能耗散的最大功率为1.5 W，TO-3封装的器件自身能耗散的最大功率为3 W。为了能够增大器件的功耗容量，降低器件的温度，集成稳压器必须加装散热器。市场上有专用的散热器出售，其体积小、散热面积大且便于安装。散热器安装时应注意以下几个要点：

(1)散热器与器件的接触平面必须平整光滑，保证两者接触紧密。

(2)散热器与器件之间涂一层导热硅脂，以降低热阻。

(3)器件用螺丝固定在散热器上，螺丝不能拧得过紧，避免损坏器件。

(4)有的器件的某一引脚就是外壳，若要与散热器绝缘，应该在两者之间加一层硅橡胶片或云母片。

(5)散热器的安装方向应便于空气的对流。

(6)必要时可加装风扇，进行强制通风散热。

1.3资 料 的 查 阅

作为电子技术的从业人员，资料的查阅、分析、整理、归纳和积累，是自我学习、自我提高，不断提升自己的专业知识、专业能力，开拓自己视野的一种十分有效的方法。

在本项目中要求查阅的问题是：LM117、LM217、LM317三种集成稳压器之间有何内在的联系？又有何区别？写出报告，并附所查阅到的资料。

1.4Protel软件的应用

1．Protel软件的应用——原理图编辑

1)文件的建立

(1)双击桌面上的Protel图标，如图1-34所示，打开protel程序。

(2)新建一个protel的数据库。在图1-35所示的File下拉菜单中，点击New命令，出现如图1-36所示的对话框。图1-34Windows桌面图1-35打开protel的数据库(空)图1-36修改数据库文件名对话框

(3)在databasefilename右边的文本档中改变文件的名称，如lianxi，如图1-37所示，点击Browse按钮，弹出图1-38所示的对话框。

(4)改变文件的存储目录，点击存储，再点击OK，则文件建立完毕，见图1-39。图1-37修改数据库文件名图1-38改变数据库保存目录图1-39数据库文件建立完毕改变以下设置，以使程序显示完整。

在图1-40所示的窗口中，点击箭头，见图1-41。

点击Preferences命令，弹出对话框，见图1-42。

把“UseClientSystemFontFor…”前的钩去掉，点击OK按钮，设置完毕，见图1-42。图1-40改变软件设置图1-41设置菜单图1-42“Preferences”对话框

2)文件的关闭

直接单击图1-43所示窗口的 

按钮即可。图1-43关闭打开的文件

3)文件的打开

(1)在图1-34所示的桌面窗口双击Protel图标，在按照上述方法关闭程序的情况下，程序会自动打开上次操作过的文件。

(2)如果在图1-34所示的桌面窗口双击Protel图标后出现的是图1-35这样的窗口，则点击File菜单，再点击Open命令。在弹出的对话框中选择要打开的文件即可。

4)原理图编辑前的准备

●原理图文件的建立

a.在图1-43所示的窗口中点击File菜单，在图1-44所示的菜单项中点击new命令，弹出如图1-45所示的对话框。

b.选择SchematicDocument，点击OK按钮即可改变Sheet1.sch的名称(后缀不能改)。

通过同样的操作也可建立pcb等文件，要再建立原理图文件可依此操作进行。图1-44新建原理图文件图1-45建立文件对话框●原理图图幅编辑

a.双击图1-46中的Sheet1图标，出现Sheet1的编辑窗口，见图1-47。

b.改变图幅设置：

-----点击Options命令，出现对话框，见图1-48。图1-46原理图文件建立完毕图1-47原理图编辑窗口设置图1-48“DocumentOptions”对话框

-----改变图幅，选中A4，点击OK即可。

-----在图幅设置方面有以下几个方面的操作：

*1图纸的横置与竖置(见图1-49)

在Orientation右边下拉列表框