直流可調(diào)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-10-28 16:36 本頁面
【正文】 0 t ~220V u2 R u3 u3 UIm U3m 0 t 4 圖 2 橋式整流電路及信號的輸入、輸出波形 橋式整流電路的輸出直流電壓比半波整流的高一倍。 UI與交流電壓 u2的有效值 U2的關(guān)系為 2)~( UUI ? 在整流電路中，每只二極管所承受的最大反向電壓為 22UURM ? 雖然整流電路的輸出電壓包含一定的直流成分，但脈動較大，須經(jīng)過濾波才能得到較平滑的直流電壓，一般較常采用的是電 容濾波電路。濾波電路一般由電容組成，其作用是把脈動直流電壓 u3 中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓 UI。 常用濾波器有 C 型、 ? 型、 ? 型。圖 3 為橋式整流 C 型濾波電路及其輸出電壓的波形。 流過每只二極管的平均電流為 RUII RD ?? ui UIm UI ~ 220V u2 C R ui 0 t 圖 3 橋式整流 C 型濾波電路及其輸出電壓的波形 我們在選 用整流二極管時，其最大整流電流和最高反向電壓應(yīng)分別大于以上兩式計(jì)算出的 ID和 URM 值。 其中： R 為整流濾波電路的負(fù)載電阻，它為電容 C 提供放電通路，放電時間常數(shù) RC 應(yīng)滿足 2 )5~3( TRC ? T = 20ms 是 50Hz 交流電壓的周期。 5 上述整流濾波電路實(shí)際上就是一個整流電源。其優(yōu)點(diǎn)是電路簡單，主要缺點(diǎn)是輸出的直流電壓不夠穩(wěn)定，內(nèi)阻和紋波較大，只能用在要求不高的場合。 穩(wěn)壓電路 由于輸入電壓 u1 發(fā)生波動、負(fù)載和溫度發(fā)生變化時，濾波電路輸出的直 流電壓 UI會隨著變化。因此，為了維持輸出電壓 UI穩(wěn)定不變，還需在整流電源的輸出端加一級穩(wěn)壓電路，組成直流穩(wěn)壓電源。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)外界因素（電網(wǎng)電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度）發(fā)生變化時，能使輸出直流電壓不受影響，而維持穩(wěn)定的輸出。穩(wěn)壓電路一般采用集成穩(wěn)壓器和一些外圍元件所組成。采用集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓電源具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。 集成穩(wěn)壓器的類型很多，在小功率穩(wěn)壓電源中，普遍使用的是三端穩(wěn)壓器。按輸出電壓類型可分為固定式和可調(diào)式，此外又可分為正電壓輸出或負(fù)電壓輸出兩種類型，其芯片內(nèi)有過流、過熱、安全工作區(qū)保 護(hù)電路。 固定電壓輸出穩(wěn)壓器 常見的有 CW78 ? （ LM78 ? ）系列三端固定式正電壓輸出集成穩(wěn)壓器；CW79 ? （ LM79 ? ）系列三端固定式負(fù)電壓輸出集成穩(wěn)壓器。三端是指穩(wěn)壓電路只有輸入、輸出和接地三個接地端子。型號中最后兩位數(shù)字表示輸出電壓的穩(wěn)定值，有 5V、 6V、 9V、 15V、 18V 和 24V。穩(wěn)壓器使用時，要求輸入電壓 UI與輸 出電壓 Uo 的電壓差 UI Uo ≥ 2V。穩(wěn)壓器的靜態(tài)電流 Io = 8mA。當(dāng) Uo = 5 ~ 18V 時， UI 的最大值 UImax= 35V；當(dāng) Uo=18 ~ 24V 時， UI的最大值 UImax = 40V。它們的引腳功能及組成的典型穩(wěn)壓電路見附錄圖 A 所示。 可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器 可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器是指輸出電壓可以連續(xù)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓器，常見產(chǎn)品有LM317,LM337，國產(chǎn)型號 CW317,CW337 系列等。 CW117/CW317 是我國北京半導(dǎo)體五廠生產(chǎn)的。 LM117/LM317 系列 是美國國家半導(dǎo)體公司生 產(chǎn)的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。我國和世界各大集成電路生產(chǎn)商均有同類產(chǎn)品可供選用，是使用極為廣泛的一類串聯(lián)集成穩(wěn)壓器。它的使用非常簡單，僅需兩個外接電阻來設(shè)置輸出電壓。此外它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。 LM117/LM317 系列 內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。LM117/LM317 系列 能夠有許多特殊的用法。比如把調(diào)整端懸浮到一個較高的電 6 壓上，可以用來調(diào)節(jié)高達(dá)數(shù)百伏的電壓，只要輸入輸出壓差不超過 LM117/LM317 系列 的極限就行。當(dāng)然還要避免輸出端短路，還可以把調(diào)整端接到一 個可編程電壓上，實(shí)現(xiàn)可編程的電源輸 出。 可調(diào)式三端穩(wěn)壓器型號后二位數(shù)字為 17，則為正電壓輸出，若是 37，則為負(fù)電壓輸出。其特點(diǎn)是輸出電壓可連續(xù)可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍較寬，其電壓調(diào)整率，負(fù)載調(diào)整率等指標(biāo)均優(yōu)于固定式三端穩(wěn)壓器。在可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器中，穩(wěn)壓器的三個端是指輸入端、輸出端和調(diào)節(jié)端。穩(wěn)壓器輸出電壓的可調(diào)范圍為 Uo= ~ 37V，最大輸出電流 Iomax =。輸入與輸出電壓差的允許范圍為： UI Uo = 3 ~ 40V。三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器的引腳及其應(yīng)用電路見附錄圖 B。 3 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法 穩(wěn) 壓電源的設(shè)計(jì)，是根據(jù)穩(wěn)壓電源的輸出電壓 Uo、輸出電流 Io、輸出紋波電壓Δ Uopp 等性能指標(biāo)要求，正確地確定出變壓器、集成穩(wěn)壓器、整流二極管和濾波電路中所用元器件的性能參數(shù)，從而合理的選擇這些器件。 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)可以分為以下三個步驟： 第一步根據(jù)穩(wěn)壓電源的輸出電壓 Uo、最大輸出電流 Iomax，確定穩(wěn)壓器的型號及電路形式。 第二步根據(jù)穩(wěn)壓器的輸入電壓 IU ，確定電源變壓器副邊電壓 u2的有效值 U2；根據(jù)穩(wěn)壓電源的最大輸出電
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