（2）输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于510-2，输出内阻小于0.2欧；
（3）主要调整元件由晶体管构成；
3．发挥部分 （1）具有过流保护、过压保护功能输出电流超过0.7A时电路自动过流保护，输入交流电压超过250V时电路自动过压保护。
二、设计目标与要求 1. 基本目标 （1）通过一个小规模电子系统设计，掌握电子电设计的一般方法和设计流程，了解现代电子电路设计过程中常用的辅助工具及其使用方法，逐步培养电子技术设计能力、创新意识、工程实践能力和团队合作能力。
（2）采用以分立元件为主实现系统功能，根据课题要求，通过查阅资料、调查研究等，完成课题的方案设计。
2. 具体要求 （1）巩固和加深对模拟电子技术基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。
（2）培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。
3、 设计原理与方案选择 1、稳压电源的组成原理 电子设备一般都需要直流电源提供电。这些直流电除了少数直接利用于电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。
图1 直流稳压电源框图 直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图1所示。电网供给的交流电压U1（220V，50HZ）经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压U2，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压U3。但这样的直流输出电压，还是会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供点要求比较高的场合，还需要使用稳压电路，保证输出直流电压更加稳定。
2、方案选择 串联型稳压电源有两种方案可供选择分立元件串联调整稳压电路和集成稳压块稳压电路。
（1）分立元件串联型稳压电路 典型的串联型稳压电路见下图2所示。是由调整环节，比较放大环节，基准环节和取样环节所组成的电压负反馈闭环系统。
取样环节由R1、R2和RP组成的分压电路。它将输出电压U0的变化取回一部分UF（称取样电压）送到比较放大器的基极。
基准环节由限流电阻R3和稳压管DZ组成，为比较放大器T2的发射极提供一个稳定的基准电压UZ。
比较放大环节由T2、R4组成，R4为T2的集电极负载电阻。比较放大器对取样电压UF和基准电压UZ的差值进行放大，去控制T1的基极。
调整环节由基极偏置电阻R4及调整管组成。实际它是一个射极输出器调整管T1起电压调节作用，其C，E极间的管压降UCE1受比较放大器误差电压的控制，由于起电压调节作用的调整管T1与负载是串联的，故称为串联型稳压电路。
图2 分立元件串联型稳压电路 （2）集成稳压块稳压电路 集成稳压器多采用串联型稳压电路，组成框图如图3所示。除基本稳压电路外，常接有各种保护电路，当集成稳压器过载时，使其免于损坏。
由于分立串联型稳压电路输出电流较大，稳压精度较高，应用广泛，满足本设计指标要求，故本次设计的基本电路采用分立元件串联调整稳压电源。
四、电路设计图 采用分立串联调整稳压电路的稳压电源总体电路如下图4所示。
五、电路各元件参数的计算与型号确定 1、变压部分 这一部分主要计算变压器B1次级输出电压（UB1）O和变压器的功率PB1。
调整管T1的管压降（UT1）CE应维持在3V以上，才能保证调整管T1工作在放大区。整流输出电压最大值为12V。保护电路R6上的压降约2V。桥式整流电容滤波输出电压是变压器次级电压的1.2倍。
（UB1）OMIN＝（2（UT1）CE＋（UO）MAX）1.2 （UB1）OMIN＝（23V＋12V）1.2＝17V1.2＝14.17V 当电网电压下降10时，变压器次级输出的电压应能保证后续电路正常工作，那么变压器B1次级输出电压（UB1）OMIN应该是 则变压器B1次级额定电压为 （UB1）O＝（UB1）OMIN0.9 （UB1）O＝14.17V0.9＝15.74V 当电网电压上升＋10％时，变压器B1的输出功率最大。这时稳压电源输出的最大电流（IO）MAX为800mA。此时变压器次级电压（UB1）OMAX为 （UB1）OMAX＝（UB1）O1.1 （UB1）OMAX＝15.74V1.1＝17.31V 变压器B1的设计功率为考滤过载20 PB1＝（UB1）OMAX1.2（IO）MAX PB1＝17.31V1.2600mA＝12.46W 为保证变压器留有一定的功率余量，确定变压器B1的额定输出电压为18V，额定功率为18～20W。
2、整流部分 这一部分主要计算整流管的最大电流（ID1）MAX和耐压（VD1）RM。由于四个整流管D1～D4参数相同，所以只需要计算D1的参数。
整流管D1的最大整流电流为 （ID1）MAX＝0.5IO （ID1）MAX＝0.5600mA＝0.3A 考虑到取样和放大部分的电流和过载因素，可选取最大电流（ID1）MAX为1A。
整流管D1的耐压（VD1）RM即当市电上升10％时D1两端的最大反向峰值电压为 （VD1）RM≈1.414（UB1）OMAX＝1.4141.1（UB1）O≈1.555（UB1）O （VD1）RM≈1.55517.31V≈26.93V 得到这些参数后可以查阅有关整流二极管参数表，这里我们选择额定电流1A，反向峰值电压50V的1N4001作为整流二极管。
3、滤波部分 这里主要计算滤波电容的电容量C1和其耐压VC1值。
根据根据滤波电容选择条件公式可知滤波电容的电容量为（3～5）0.5TR，系数取3，由于市电频率是50Hz，所以T为0.02S，R为负载电阻。
当最不利的情况下，即输出电压为12V，负载电流为600mA时 C1＝50.5T（UOIO） C1＝50.50.02S（12V0.6A）2500μF 当市电上升10％时整流电路输出的电压值最大，此时滤波电容承受的最大电压为 VC1＝（UB1）OMAX＝17.31V 实际上普通电容都是标准电容值，只能选取相近的容量，这里可以选择1N4001硅整流二极管 50V, 1A电容。耐压可选择25V以上，一般为留有余量并保证长期使用中的安全，可将滤波电容的耐压值选大一点，这里选择35V。
4、调整部分 调整部分主要是计算调整管T1和T2的集电极－发射极反向击穿电压（BVT1）CEO，最大允许集电极电流（IT1）CM，最大允许集电极耗散功率（PT1）CM。
在最不利的情况下，市电上升10％，同时负载断路，整流滤波后的出电压全部加到调整管T1上，这时调整管T1的集电极－发射极反向击穿电压（BVT1）CEO为 （BVT1）CEO＝（UB1）OMAX＝17.31V 考虑到留有一定余量，可取（BVT1）CEO为25V。
当负载电流最大时最大允许集电极电流（IT1）CM为 （IT1）CM＝IO＝600mA 考虑到放大取样电路需要消耗少量电流，同时留有一定余量，可取（IT1）CM为1A。
这样大允许集电极耗散功率（PT1）CM为 （PT1）CM＝（（UB1）OMAX－UOMIN）（IT1）CM （PT1）CM＝（17.31V-5V－2V）1A＝10.31W 考虑到留有一定余量，可取（PT1）CM为20W。
查询晶体管参数手册后选择3DD155A作为调整管T1。该管参数为PCM＝20W，ICM＝1A，BVCEO≥50V，完全可以满足要求。如果实在无法找到3DD155A也可以考虑用3DD15A代替，该管参数为PCM＝50W，ICM＝5A，BVCEO≥60V。
选择调整管T1时需要注意其放大倍数β≥40。
调整管T2各项参数的计算原则与T1类似，下面给出各项参数的计算过程。
（BVT2）CEO＝（BVT1）CEO＝（UB1）OMAX＝15.28V 同样考虑到留有一定余量，取（BVT2）CEO为25V。
（IT2）CM＝（IT1）CMβT1 （IT2）CM＝1A40＝25mA （PT2）CM＝（（UB1）OMAX－UOMIN）（IT2）CM （PT2）CM＝（20.35V－5V）25mA＝0.30775W 考虑到留有一定余量，可取（PT2）CM为500mW。
查询晶体管参数手册后选择9014作为调整管T2，该管参数为PCM＝450mW，ICM＝100mA，BVCEO≥45V，也可以满足要求。
选择调整管T2时需要注意其放大倍数β≥80。
则此时T2所需要的基极驱动电流为 （IT2）MAX＝（IT2）CMβT1＝25mA80＝0.3125mA 5、基准电源部分 基准电源部分主要计算稳压管D5和限流电阻R2的参数。
稳压管D5的稳压值应该小于最小输出电压UOMIN，但是也不能过小，否则会影响稳定度。这里选择稳压值为4.3V的IN4731，该型稳压管的最大工作电流为217mA，最大功耗为1W。为保证稳定度，稳压管的工作电流ID5应该尽量选择大一些。而其工作电流ID5＝（IT3）CE＋IR2，由于（IT3）CE在工作中是变化值，为保证稳定度取IR2＞＞（IT3）CE，则ID5≈IR2。
6、取样部分 取样部分主要计算取样电阻R3、R4、R5的阻值。
由于取样电路同时接入T3的基极，为避免T3基极电流IT3B对取样电路分压比产生影响，需要让IT3BIR3。另外为了保证稳压电源空载时调整管能够工作在放大区，需要让IR3大于调整管T1的最小工作电流（IT1）CEMIN。由于3DD155A最小工作电流（IT1）CEMIN为1mA，因此取IR3MIN＝2mA。则可得 R3＋R4＋R5＝UOMINIR3MIN R3＋R4＋R5＝5V2mA＝2.5K 当输出电压UO＝3V时 UD5＋（UT3）BE＝（R4＋R5）（R3＋R4＋R5）UO （R4＋R5）＝（UD5＋（UT3）BE）（R3＋R4＋R5）UO （R4＋R5）＝（4.3V＋0.7V）2.5KΩ3V＝2.0KΩ 当输出电压UO＝12V时 UD5＋（UT3）BE＝R5（R3＋R4＋R5）UO R5＝（UD5＋（UT3）BE）（R3＋R4＋R5）UO R5＝4.3V＋0.7V）2.5KΩ12V＝0.83KΩ 实际选择时可取R5为800Ω。这样R4为1.2KΩ，R3为500Ω。
7、放大部分 8、保护电路 9、其他元件 在T2的基极与地之间并联有电容C2，此电容的作用是为防止发生自激振荡影响电路工作的稳定性，一般可取0.01μF/35V。在电源的输出端并联的电容C3是为提高输出电压的稳定度，特别对于瞬时大电流可以起到较好的抑制作用，可选470μF/25V铝电解电容。
六、仿真图 1、整体仿真图 2、 仿真结果 电压输出最大 电压输出最小 3、 元件清单 7、 方案设计总结