线性稳压电源设计

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1、线性稳压电源设计作者：郑传霞班级：自动化1001学号：10212029摘要：直流稳压电流源是将电网提供的50Hz，220V（单相）或380V（三相）正弦波先通过电源变压器变为所需幅值的低压交流电，再通过整流电路把交流电变为直流电，然后通过滤波器滤除交流信号，最后通过稳压电路使电压稳定的输出。本设计主要采用了集成稳压芯片及相关的电路，经变压、整流、滤波、稳压过程将电网中的交流电压变为稳定输出的直流电压，最终为实验室提供稳定的直流电源。关键词：直流稳压芯片；变压；整流；滤波；直流稳压源电路正文：1、稳压电路的组成直流稳压电源组成框图：本实验室通过该电路输出给一般芯片供

2、电的恒定电压正负15V2、根据各功能设计相应电路1.1变压器电压变压器的作用是降低电压，将220V或380V的电网电压降低到所需要的幅值电压。变压电路是一个较为简单的电路，仅用一个单相变压器变可以将电网中的高电压转换为实验室所需要的低交流电压。通过理想变压器的电磁感应原理饿哦们可以知道：U1/U2=N1/N2,其中，N1、N2是变压器的匝数比，也是理想变压器的唯一参数。所以变压器电路为：1.2整流电路整流电路是利用二极管的单项导电性将电源变压器输出的交流信号变换成脉动的直流电压。经过整流电路输出的电压虽然是直流电压，但有很大的交流分量。1.2.1工作原理当变压器的

3、上端输出正电压时，由二极管的单向导通性我们可以知道VD1、VD4导通，而VD2、VD3截止，所以电流的走向是VD1-后级电路-VD4，而当上端为负电压时，VD2、VD3导通，VD1、VD4截止，电流由VD3-后级电路-VD2。这样使得后级电路始终有电流产生，且电流的方向没有变化，既输出电压的方向没有变化，完成了将交流电变为直流的工作。1.2.1二极管的选择根据分析原理我们可以知道输出的平均电压约为0.9U2（U2为有效值）二极管所要承受的最大反向电压为。根据其特性我们可以看出桥式整流电路的有点是输出电压高，纹波电压小，整流管所承受的最大反向电压较低，电源变压器的利

4、用率高。由于这种电路需要较多的二极管，所以目前使用的是不同性能指标的“整流桥堆”器件。1.3滤波器滤波电路是利用储能元件（电感电容）将整流电路的脉动输出的脉动直流电压中的交流成分滤除，输出比较平滑的直流电压。负载较小的一般采用电容滤波器，负载较大的多采用电感滤波器，对滤波器效果要求较高的多采用电容、电感和电阻组成复杂滤波电路。1.3.1电容滤波器（1）工作原理由图4所示的即为单相桥式整流滤波器电路，电路是在图3所使得整流电路的输出端并联电容。因为此电容的容量较大，通常采用有极性的电容，所以使用时一定要注意电容的正负极性不要接错。图5所示电路图中，红线是单相桥式整流

5、滤波器加了电容之后的输出电压。在电路中，整流输出电阻除了向负载供电外，还要为电容充电。在a点之后，电压U2大于电容两端的电压Uc，VD1、VD4导通，而VD2、VD3截止，电容充电，输出电压与电容两端电压相等，所以电容到达b点。之后U2小于电容两端电压，二极管都截止，电容给后级电路放点，如图b-c所示。在达到c点时，U2大于Uc，VD1、VD4导通，而VD2、VD3截止，电容充电。如此周而复始，电容有规律周期性的充、放电，使整流输出电压得到平滑。另一方面我们也可以利用电容对交、直流分量的差别来理解。正式由于电容对交流信号有旁路作用，可以进行分流，而使负载电阻上交流

6、电流减小，输出电压的波纹减小。(2)滤波电容的选择从理论山分析，滤波电容越大，放电效果越慢，输出电压越平滑，平均值越高。但是，在实际中，电容量大，不但体积大，而且会使二极管流过的冲击电流更大。因此，对于桥式整流电路通常选择的滤波器应满足RC>(3~5)T/2，所以一般选择几十到几千违法的电解电容。1.3.2电感滤波器因为电感的电抗为wL，对于直流分量的电抗近似为0，交流分量的电抗可以很大，所以此电容会阻止交流电的变化。由理论分析可以知道，负载的阻值越小，输出的交流分量就越小，滤波的效果就越好。所以电感滤波器多用于负载电流交大的电路。1.3稳压电路稳压电路使利用自动

7、调整的原理，使输出电压在电网电压波动和负载电流变化时保持稳定，即输出的直流电压基本不变。稳压电路的主要性能指标包括输出电压、输出电流、稳压系数、输出电阻和纹波电压。1.3.1稳压原理在此我们通过最简单的稳压电路来分析稳压电路的原理：在图7所示电路中，（1）设负载RL不变，当电网中的电压升高使输入电压增大时，输出电压UO也随之增大，则稳压管两端的电压也增大，根据稳压管的伏安特性曲线可知，稳压管两端的电压有微小增加时，会使稳压管两端电流急剧增大。这会使R1两端的电流急剧增大，使得R1两端的电压U1也急剧增加，最后保持了稳压管两端电压UO基本不变。同理也可以分析得出，电

8、网中电压降