【正文】 ............................................................10 167。 直流穩(wěn)壓電源原理 ................................................................................ 8 167。 總體電路圖 .......................................................................................... 8 167。 ................................................................................. 9 .............................................................................................10 ................................................................................................. 9 ................................................................................................10 ................................................................................................10 .............................................................12 167。 電路板的設(shè)計 ................................................................................................13 第 四章 電路仿真 ............................................................................................................15 167。 測試要求 .................................................................................................15 167。 測試結(jié)果和計算結(jié)果分析 ........................................................................15 167。 電路的誤差分析與改進 ...........................................................................16 附表：見最后 3 第一章 直流穩(wěn)壓器原理 直流開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入一般都是未穩(wěn)壓直流電源。由于操作失誤或者意外情況會將其極性接錯 ,將損壞開關(guān)穩(wěn)壓電源。極性保護的目的 ,就是使開關(guān)穩(wěn)壓器僅當(dāng)以正確的極性接上未穩(wěn)壓直流電源時才能工作。利用單向?qū)ǖ钠骷梢詫崿F(xiàn)電源的極性保護。最簡單的極性保護電路如圖 1 所示。由于二極管 D要流過開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入總電流 ,因這種電路 應(yīng)用在小功率的開關(guān)穩(wěn)壓器上比較合適。在較大功率的場合 ,則把極性保護電路作為程序保護中的一個環(huán)節(jié) ,可以省去極性保護所需的大功率二極管 ,功耗也將減小。為了操作方便 ,便于識別極性正確與否。 一、極性保護 直流開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入一般都是未穩(wěn)壓直流電源。由于操作失誤或者意外情況會將其極性接錯 ,將損壞開關(guān)穩(wěn)壓電源。極性保護的目的 ,就是使開關(guān)穩(wěn)壓器僅當(dāng)以正確的極性接上未穩(wěn)壓直流電源時才能工作。利用單向?qū)ǖ钠骷梢詫崿F(xiàn)電源的極性保護。簡單的極性保護電路如圖 1 所示。由于二極管 D要流過開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入總電流 ,因此這種電路應(yīng)用在 小功率的開關(guān)穩(wěn)壓器上比較合適。在較大功率的場合 ,則把極性保護電路作為程序保護中的一個環(huán)節(jié) ,可以省去極性保護所需的大功率二極管 ,功耗也將減小。為了操作方便 ,便于識別極性正確與否 ,在圖 1中的二極管后 ,接指示燈。 二、程序保護開關(guān)穩(wěn)壓電源的電路比較復(fù)雜 ,基本上可以分為小功率的控制部分和大功的開關(guān)部分。開關(guān)晶體管則屬大功率，為保護開關(guān)晶體管在開啟或關(guān)斷電源時的安全 ,必須先讓調(diào)制器、放大器等小功率的控制電路工作。為此 ,要保證正確的開機程序。開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入端一般接有小電感、大電容的輸入濾波器在開機瞬間 ,濾波電容器會流 過。很大的浪涌電流 ,這個浪涌電流可以為正常輸入電流的數(shù)倍。這樣大的浪涌電流會使普通電源開關(guān)的觸點或繼電器的觸點熔化 ,并使輸入保險絲熔斷。另外 ,浪涌電流也會損害電容器 ,使之壽命縮短 ,近年來，隨著微機、中小型計算機的普及和航空航天數(shù)據(jù)通信，交通郵電等事業(yè)的訊速發(fā)展，以及為了各種自動化儀器、儀表和設(shè)備配套的需要，當(dāng)代對電源的需要不僅日益增大，而且對電源的性能、效率、重量、尺寸和可靠性以及諸如程序控制、電源通 /斷、遠距離操作和信息保護等功能提出了更高的要求。對于這些要求，傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源無法實現(xiàn)，和線性穩(wěn)壓電源相 比，開關(guān)穩(wěn)壓電源具有以下的一些優(yōu)越性 : 1）效率高 開關(guān)穩(wěn)壓電源的調(diào)整開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)，截止期間，開關(guān)元件漏電流極小，因此功率消耗小而效率高，通?？蛇_到 80%90%以上。功耗小使得機內(nèi)溫升亦低，周圍元件不會因長期工作在高溫環(huán)境下而損壞，有利于提高整機的可靠性和穩(wěn)定性。而 4 傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源的晶體管一直工作在放大區(qū)，全部負載電流都通過調(diào)整管，因而損耗大，效率低，一般只在 50%左右，功率等級也比較低。 2）穩(wěn)壓范圍寬 從本質(zhì)上說，線性穩(wěn)壓電源的電壓調(diào)整作用是靠調(diào)整管的“變阻”作用實現(xiàn)的，因而調(diào)壓范圍小。開關(guān) 穩(wěn)壓電源的電壓調(diào)整作用是通過對直流電壓進行脈寬調(diào)制而實現(xiàn)的，因而線性控制區(qū)域大，調(diào)壓范圍寬，在交流電壓變化較大時，開關(guān)穩(wěn)壓電源仍能達到很好的穩(wěn)壓效果。 3）體積小重量輕 開關(guān)電源可將電網(wǎng)輸入的交流電壓直接整流再進行 PWM控制，這樣可省去笨重的電源變壓器 (為了和高頻變壓器相區(qū)別，電源變壓器又稱為工頻變壓器 )，使電源的體積大大縮小，重量減輕。在隔離式開關(guān)電源中，高頻隔離變壓器由于頻率高而可以使體積小、重量輕。 4）安全可靠 開關(guān)穩(wěn)壓電源一般都有輔助電路，以提供自動保護功能。正因為直流穩(wěn)壓電源有著這多方面的優(yōu)點 ,所以對它的研究有著重要的意義 ,這不僅是對自己所學(xué)知識的總結(jié)，而且對自己以后從事電力方面的工作有著很大的幫助作用。 穩(wěn)壓電源的核心元件是 LM337，它是一片大電流可調(diào)穩(wěn)壓集成電路。該集成電路在采用一般接法時，其輸出電壓范圍是 1． 2～ 37V。為了進一步拓寬其輸出電壓的范圍，本電路對其傳統(tǒng)應(yīng)用電路進行了一些改進?，F(xiàn)簡單介紹如下： LM337 要求輸入、輸出端最大電壓差不能超過 40V，這就限制了它的最高輸出電壓。當(dāng)電源輸出電壓較低、電流比較大時，功耗全部消耗在 LM337 上，造成集成電路發(fā)熱嚴重。為了解決這個問題，在本 電源的設(shè)計中，將 LM337 輸入端電壓改為分段可調(diào)型。由開關(guān) K12 控制 JI～ J9 這九個繼電器，將不同的交流電壓切換到整流橋的輸入端，整流后得到高低不同的直流電壓輸入到 LM337 中，這樣就降低了穩(wěn)壓塊的輸入電壓，同時開關(guān) K1— 1同步切換 LM337 調(diào)整端的分壓電阻，使調(diào)整端的基準電壓不斷改變，輸出端電壓就以每檔 5V 的規(guī)律變化。這樣一來 LM337 的輸入、輸出電壓差就被限制在一個較小的范圍內(nèi)。不但降低了穩(wěn)壓集成電路的損耗，而且提高了最大輸出電壓。 LM337 在內(nèi)部設(shè)有 1． 2V 的基準電壓，而輸出電壓要比調(diào)整端電壓 高，這樣就使LM337 的輸出電壓最低只能是 1． 2V。為使其輸出電壓能從零開始，本電源