【精品】电源设计基础

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1、一、线性串联稳压电源电源设计基础1.框图典型线性串联稳压电路如图1所示，由电源变压器（工频变压器）、桥式整流、电容滤波、线性稳压等部分组成。D1F佝Is出电伽调⑵输出电4跳D~""K1N4OO7UIJVB17(SPIII7)ADJR124CLb~上C3丄2_1±C5"T"4.7u图1典型线性串联稳压电路（三端稳压模块）框图2.工作原理及各部分波形最大输出电流为1A,输出电压为5.0V的线性串联稳压电源实际如图所示，由工频电源变压器、桥式整流电流、电容滤波、线性稳压（本例由LM317三端稳压模块承担

2、稳压功能）等部分组成。VAC220VuacTFu2Un1N4004令4上一亠V1N40041N4004Cl33OOuDK1N4OO7U1UVB17加XJTADJ—R1240血2C5J±0.1uLj76O4.7ujC4C3

3、+根据LM317稳压模块特性，输出电压Uo=（+^）Vkef+IadjR.（其中内部参考电压匕防二1.25V；调整端输出电流厶少约R、为50uA）各点电压、关键支路电流波形如图所示。000ms20.00ms40.00ms60.00ms80.00ms100.0msuac市电电压

4、(220V)Z2—/400.0V■400.0Vvac#branch变压器初级线圈电流rAf600.0mA-200.0mAuin滤波器输出电压/~-3-—y-'——.15.00V0.000Vd1[id]整流二极管电流——1A111L5.500A-0.500Ad2[id]r—AAAA12.50A-2.500A6.000V0.000VUO输出电压-im1.000A0.000A叫1]负载电流——初始状态I稳定状态工频变压器将220V正弦交流电压变为所需的低压正弦交流电压（7?,经桥式整流电流整流、电

5、容滤波后获得脉动的直流电压，作为稳压器的输入电压叫,，再经稳压器稳压后获得稳定的直流电压由图可见，由于滤波电容C1容量人，整流二极管导通和9远小于兀，变压器初级电流也不再与电压同步。C1越大，通角（）越小，峰值电流就越大；另一方面，开机瞬间整流二极管冲击电流也越大。3.参数选择（1）选择稳压模块类型与封装方式根据输出电流大小、效率、功耗、应用场合等指标选择稳压模块型号及封装方式。稳压模块最小压差越小，输出电压最小值就可以小，模块木身功耗就越低，效率也就高、体积也就越小（散热片体积可以小一些，或利用

6、PCB敷锡区散热，其至不加散热片）；当负载容易出现过流、短路现彖时，如实验用稳压电源时，耍求稳压模块本身具有较为完善的过流、过热保护功能（否则需要就增设额外的过流保护电路）；对于同一型号的稳压模块，不同封装方式的热阻不同，最人输岀电流也不同。般说来，TO-3封装热阻最小、耗散功率最大，TO-220封装次之，帖片封装方式热阻较大，耗散功率也较小。常用的线性串联稳压模块主要有78XX系列（正输出三端固定稳压模块）、79XX（负输出三端固肚稳压模块）、317（正输出三端可调稳压模块）、SPX1117系列

7、（正输出三端固定稳压模块）以及HT75XX系列简易三端稳压模块等，主耍特性如表所示。主要特性系列输入电压范围输岀电压特征最大输出电流‘Omax最小压差保护特性过流过热调整管安全区输出过压输入欠压78XX36V止個定1.0A3.0VYYYNN79XX36V负個定1.0A3.0VYYYNN117/217/31740V正河调1.5A3.0VYYYNN150/250/35035V止/对调3.0A3.0VYYYNN138/238/33835V正/可调5.0A3.0VYYYNN111720V正個定/可调0.8

8、A1.1VYYNNNLM294026V正個定何调1.5A0.4VNYNNNHT75XX24V正個定0.1A0.1VNNNNN（2）根据输出电流大小选择滤波电容C1的参数。例如，当输出电压为12V,最大输出电流为1A时。假设选择78XX系列三端固定输出稳压模块7812,则稳压器最小输入电压匕咖詡"（最小压差）=12+3（78XX系列最小压差为3.0V）=15.0V15V则1A输出电流对应的等效负载电阻心=—,即15Q当滤波电容G偏小时，滤波器输出电压脉动系数人；而G偏人时，整流二极管导通旳6偏小，整

9、流管峰值电流增大。一方而对整流二极管参数要求高，另一方面，整流电流波形与止弦电圧波形偏离大，谐波失真严重，功率因数低。一般情况下，取（3〜5）工（T为市电周期，对于50Hz来说市电来说，为20ms）,则滤波电容Cl取值范围Cl=（3〜5）丄•=2000〜3300uF,取标准值2200uF或3300uF可满足要求。2心在这种情况下，电容滤波器输出电压平均值Uifl（AV）^].2U2（有效值）。（3）变压器次级输出电压“2的确定从输出电压及稳压器特性已知稳压器最小输入电压t/,J/W