初级次级电压和线圈圈数间具有下列关系：
U1/U2=N1/N2式中n称为电压比（圈数比）。
当n<1时，则N1>N2，U1>U2，该变压器为降压变压器。
反之则为升压变压器。
另有电流之比I1/I2=N2/N1电功率P1=P2注意上面的式子只在理想变压器只有一个副线圈时成立。
当有两个副线圈时P1=P2+P3，U1/N1=U2/N2=U3/N3，电流则须利用电功率的关系式去求，有多个时依此推类。
如下图3、图4为变压器原理图：
图3变压器原理图a
图4变压器原理图b
按照上图规定变压器各物理量的参考方向，有
定义变比：
变压器工作原理：
▲变压器正常工作时，一次绕组吸收电能，二次绕组释放电能；
▲变压器正常工作时，两侧绕组电压之比近似等于它们的匝数之比；
▲变压器带较大的负载运行时，两侧绕组的电流之比近似等于它们匝数的反
比；
▲变压器带较大的负载运行时，两侧绕组所产生的磁通，在铁心中的方向相反。
2.2.2整流电路
该设计采用单相桥式整流电路（桥堆KBP307）。
其由四只二极管组成，其构成原则就是保证在变压器副边电压u：
的整个周期内，负载上的电压和电流方向始终不变。
为达到这一目的，需要在Uz的正、负半周内正确引导流向负载的电流，使其方向不变，设变压器副边两端分别为a和b，则a为“+”b为“一”时应有电流流出a点，a为“一”b为“+”时应有电流流入a点；相反，a为“+”b为“一”时应有电流流入b点，因而a和b点均应接两只二极管，以引导电流，具体电路原理如图5所示。
图5单相桥式整流电路
如果桥式整流电路变压器副边中点接地，就应将两个负载电阻相连接且连接中点接地。
根据桥式整流电路的工作原理，当a点为“+”b点为“一”时，Dl、D3导通，D2、D4截止，U01一L12，U02一一U2；而当b点为“+”a点为“一”时，D2、D4导通，D1、D3截止，U01一一U2，U02一U2，这样两个负载上就分别获得正、负电压。
若设变压器副边电压u2一U2sinwt，U2为其有效值。
当u2为正半周时，电流由a点流出，经Dl、＆、聩流入b点，因而负载电阻＆上的电压等于变压器副边电压，即Uo—u2，功和D4管承受的反向电压为一uz。
当tlz为负半周时，电流由b点流出，经岛、风、D4流入a点，负载电阻＆上的电压等于一u2，即uo一一u2，01、n承受的反向电压为u2。
这样，由于D1、B和晚、D4两对二极管交替导通，致使负载电阻＆上在U2的整个周期内都有电流通过，而且方向不变，则输出电压uo—IU2sinwtl。
2.2.3滤波电路
经过整流后的直流电幅值变化很大，会影响电路的工作性能。
可利用电容的“通交流，隔直流”的特性，在电路中并人两个并联电容作为电容滤波器，滤去其中的交流成分。
电容滤波电路是最常见也是最简单的滤波电路，在整流电路的输出端（即负载电阻两端）并联一个电容即构成电容滤波电路。
滤波电容容量较大，因此一般均采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正负极。
电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。
如果将两个滤波电容相连接，且连接点接地，就可同时得到输出电压平滑的正负电源。
在理想情况下，变压器副边无损耗，二极管导通电压为零，所以电容两端电压相等。
而当其上升到峰值后开始下降，电容便通过负载电阻放电，其电压也开始下降，趋势与电容两端电压基本相同。
但是由于电容按指数规律放电，所以当其下降到一定数值后，电容将继续通过负载放电，电容两端电压按指数规律缓慢下降。
总之，在电容充电时，回路电阻为整流电路的内阻，即变压器电阻和二极管的导通电阻，其数值很小，因而时间常数很小。
电容放电时，回路电阻为RL，放电时间常数R。
。
C通常远大于充电的时间常数。
因此滤波效果取决于放电时间。
电容愈大，负载电阻愈大，滤波后输出电压愈平滑，并且其平均值愈大。
换言之，当滤波电容容量一定时，若负载电阻减小（即负载电流增大），则时间常数RLC减小，放电速度加快，输出电压平均值即下降，且脉动变大。
故在此选择一个滤波电容2200。
输出电压的平均值U似蝴与放电时间常数RLC有关。
RLC越大，电容器放电速度越慢，则输出电压所包含的纹波成分越小，U驭㈣越大。
为获得平滑的输出电压，一般取放电时间常数为：
t>=（3--5）*T/2,式中：
T为交流电的周期，在滤波电路放电时间常数满足上式的关系时，可用下式对输出电压的平均值约为电容两端电压的1．2倍。
滤波电路输出电压波形难于用解析式来描述，近似估算时，其波形近似为锯齿波，此时脉动系数S可按下式近似估算，其中T为电网电压的周期。
当滤波电容选定后，输出电压平均值U0和输出电流平均值Io的关系称为输出特性，脉动系数S和输出电流平均值10的关系称为滤波特性。
输出特性和滤波特性如图6所示。
图6输出特性及滤波特性
曲线表明，电容愈大电路带负载的能力愈强，滤波效果愈好；电流平均值愈大（即负载电阻的RL愈小），电压平均值愈低，S的值愈大。
为减小输出电压的脉动成分，采用的滤波电容器的容值越大越好，交流电源的频率越高越好。
目前在计算机、电视机等电子设备中采用了高频整流电源，它的滤波电容的容量就比50赫兹工频交流电的滤波电容小得多。
电容滤波电路的特点：
▲电流的有效值和平均值的关系与波形有关，在平均值相同的情况下，波形越尖，有效值越大。
在纯电阻负载时，变压器副边的有效值I2=1.11IL，而有电容滤波时I2=（1.5～2）IL。
▲负载平均电压VL升高，纹波（交流成分）减小，且RLC越大，电容放电速率越慢，则负载电压中的纹波成分越小，负载平均电压越高。
为了得到平滑的负载电压，一般取RL*C≥（3--5）T/2（式中T为电源交流电压的周期）。
▲负载直流电压随负载电流增加而减小。
VL随IL的变化关系称为输出特性或外特性。
▲电容滤波电路简单，负载直流电压VL较高，纹波也较小，它的缺点是输出特性较差，适用于负载电压较高，负载变动不大的场合。
2.2.4保护电路部分设计
如图7，该保护电路采用了一个二极管加在三端稳压电路上，其工作原理如下：
当电源输入Vi端短路时，给输出电容器C3一个放电通路，防止C3两端电压作用于调整管的be结击穿而损坏。
图7保护电路
2.2.5稳压部分
集成串联型稳压电路有三个引脚，分别为输入端，输出端和公共端，因而称为三端稳压器。
按功能可分为固定式稳压电路和可调式稳压电路；前者的输出电压不能进行调节，为固定值；后者可通过外接元件使输出电压得到很宽的调节范围。
便于实时控制，此设计采用可调式三端稳压器LM317。
封装如图8。
图8LM317封装形式
（1）LM317原理
LM317是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。
我国和世界各大集成电路生产商均有同类产品可供选用，是使用极为广泛的一类串连集成稳压器。
LM317的输出电压范围是 1.25V 至 37V，负载电流最大为2.2A。
它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。
此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。
LM317内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。
通常LM317不需要外接电容，除非输入滤波电容到LM317输入端的连线超过 6 英寸（约 15 厘米）。
使用输出电容能改变瞬态响应。
调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。
LM317能够有许多特殊的用法。
比如把调整端悬浮到一个较高的电压上，可以用来调节高达数百伏的电压，只要输入输出压差不超过LM317的极限就行。
当然还要避免输出端短路。
还可以把调整端接到一个可编程电压上，实现可编程的电源输出。
用LM317T制作可调稳压电源，常因电位器接触不良使输出电压升高而烧毁负载。
如果增加一只三极管，在正常情况下，T1的基极电位为0，T1截止，对电路无影响；而当W1接触不良时，T1的基极电位上升，当升至0.7V时，T1导通，将LM317T的调整端电压降低，输出电压也降低，从而对负载起到保护作用。
如去掉三极管、断开W1中心点连线，3.8V小电珠立刻烧毁，测输出电压高达21V。
而加有T1时，小电珠亮度减小，此时 LM317T输出电压仅为2V，从而有效的保护了负载。
LM317可调式三端稳压器有三个引出端，分别为输入端、输出端和电压调整端（简称调整端）。
调整端是基准电压电路的公共端，其典型值为1．25V。
其典型线性调整率为0．01％，负载调整率为0．1％，80dB的纹波抑制比，其工作温度范围为o℃至+125℃。
LM317可调式三端稳压依靠外接电阻来调节输出电压的，为保证输出电压的精度和稳定性，要选择精度高的电阻，同时电阻要紧靠稳压器，防止输出电流在连线上产生误差电压。
为了减小电位器上的纹波电压，可在其上并联了一个电容，由于电容容量较大，一旦输入端断开，电容将从稳蘸器输出端向稳压器放电，易使稳压器损坏，因此在稳压器的输入端和输出端之间跨接一个二极管，并置在输出短路时，曦套将向稳压器调熬端放电，并使调整管发射结反偏，为了保护稳压器，故加一个二极管。
利用电容可以抵消输入线较长时的电感效应，以防止电路产生壹激振荡，其容量较小，一般小于1，故在此选择0．1。
（2）LM317电路
如图9所示的关于LM317DE应用电路
图9LM317应用电路
2.3元件的选取
2.3.1变压器的选取
根据设计指标，稳压电源的最高输出电压为12V，则滤波电路最小输出电压为15V。
而Uo=1.2U2
则U2的最小值为12.5V。
又额定输出电流为300mA，则变压器的输出功率为3.75W。
考虑到电源电压的允许变化范围为±10%，为了在最低电压时U2=12.5V，并留有一定的电压和功率余量，变压器可取220V/15V/5W。
2.3.2整流二极管的选取
在滤波电路中，二极管中的最大整流平均电流IF通常选择大于负载电流的2～3倍。
IF=3×300mA=900mA，二极管的最高反压UBR=1.414×15V=21.21V。
考虑到留有一定的余量，可选电流为1.5A，耐压为50V的整流二极管，如IN4007等。
2.3.3滤波电容的选取
为了获得较好的滤波效果，应使滤波电容满足RLC=（3～5）T/2的条件。
此时UO≈1.2U2。
由于滤波电路的最小输出电压为15V，负载额定电流为300mA，所以RL=15/0.3A=50Ω。
取C1=4×T/2RL=（4×0.02s）/（2×50Ω）=800uF，取标称值C=1000uF。
2.3.4元件清单
▲LM317集成块2块，散热器2个，螺丝螺母各2个；
▲220伏变15伏的变压器一个，电源线一根；
▲0.1uf的瓷片电容4个，470uf或1000uf的电解电容4个，220uf的电解电容2个，10uf的电解电容2个，电容抗压16伏；
▲IN4007的二极管8个；LM1208、LM1209各一个
▲电阻200Ω2个，5.1KΩ的电位器2个；510Ω可保证LED电流在20-30mA之间；
▲绿色、红色发光二极管各一个。
▲PCB版一张
3．系统功能
▲可以输出稳定的直流电压，±12V、+5V；
▲精度高且在调节范围内连续可调,5~12V；
▲当输出两接线短路时由于保护功能而不烧坏电源；
▲本系统的显示通过指针电压表显示；
▲输出端介绍：
红线-12V，黄线+12V，白线5~12V可调，蓝线+5V。
4．设计总结
在本次的课程设计中，我主要负责硬件的设计，我们利用220V交流电通过一定的技术产生直流稳压电，并利用它为电子器件提供必要的电压，该电源能提供一定的稳定的电压，并且在它的量程范围内连续可调，同时具有保护作用。
但是这次的设计还有不足之处：
在输出端还可以添加一个数模转换模块，它可以实现将输出的电压通过显示管直接将电压显示出来。
在这近两周的时间里，在指导老师的精心指导之下，顺利完成了设计，通过这次的课程设计，我从中获得了很多有用的东西。
学习到了很多知识，将上课的遗留的问题解决了，在做实物过程中，进一步了解了焊接元件的质量直接影响电路的实现，在设计电路版的时候，我们知道了怎么样注意元件与元件之间的影响，使的电路版更加的美好完美。
在论文方面也进一步了解了对设计论文的格式要求，对我以后的毕业设计进行打下了深厚的基础，我相信在下次的毕业设计中可以很轻松的操作。
在本次的课程设计中，我收获了很多，弥补了不足，这些得感谢学院再次给我们提供这次机会，即将毕业的我们，在这次的课程设计中，让我们能够动手去锻炼自己，得到了很多知识，在设计中我们又复习了以前学习的知识，对我们的就业有较强的促进作用，为以后就业打好了良好的实践基础。
感谢鲁主任，给我们提供了一次理论联系实际的机会，深深的了解了自己的专业方向。
感谢孙活老师无微不至对我们的精心指导，感谢实验中心。
5.参考文献
[1]康华光.电子技术基础（模拟部分）第五版.高等教育出版社，2006.480-500
[2]何希才.新型稳压电源及其应用.国防工业出版社，2003.89-98
[3]段九州.电源电路实用设计手册.辽宁科学技术出版社，2003.12-26
[4]阎石.数字电子技术基本教程.清华大学出版社,2007.11-23
[5]李锋刘小魁.模拟电子技术.湖南大学出版社,2004.56-64
[6]陆秀令陈罗湘黄建科.数字电路.湖南大学出版社,2004.66-98
附录
系统原理图1（整流过滤部分）
系统原理图2（稳压部分）
系统原理图3（PCB图）
升级会员 