第二章直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計、安裝、調(diào)試(已修改)
2025-08-10 11:54 本頁面
【正文】 第一章 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計、安裝、調(diào)試 直流穩(wěn)壓電源是各種電子產(chǎn)品中不可缺少的一部分，它的質(zhì)量直接關(guān)系到儀器的質(zhì)量，因此掌握穩(wěn)壓電源的設(shè)計與制作，對以后的實際工作是很有意義的。下面介紹小功率穩(wěn)壓電源的設(shè)計方法與制作過程。 直流穩(wěn)壓電源，顧名思義，即電源的輸出為穩(wěn)定的直流電壓。因此直流穩(wěn)壓電源是一種將交流電轉(zhuǎn)換為平滑穩(wěn)定的直流電的能量變換器。過去常采用分立元件來構(gòu)成穩(wěn)壓單元，當(dāng)性能指標(biāo)要求較高時，電路結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜，給使用和維修帶來許多不便?，F(xiàn)在，隨著集成電路的發(fā)展，集成穩(wěn)壓器的種類越來越 多，應(yīng)用也越來越廣泛，在許多場合我們都偏愛于用集成穩(wěn)壓器為核心加上一些外圍元件來構(gòu)成穩(wěn)壓單元。用集成穩(wěn)壓器作穩(wěn)壓單元的電源叫做集成穩(wěn)壓電源，它具有一般集成電路體積小、重量輕、安裝和調(diào)試方便、可靠性高等優(yōu)點，因此具有良好的發(fā)展前景。 由于集成穩(wěn)壓器的出現(xiàn)，穩(wěn)壓電源的設(shè)計大為簡化。通過對本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)與實踐，要求大家學(xué)會選擇變壓器、整流二極管（或整流橋）、濾波電容及集成穩(wěn)壓器等器件來設(shè)計直流穩(wěn)壓電源，掌握穩(wěn)壓電源的主要性能參數(shù)及測試方法，熟悉從理論設(shè)計到制作出成品的全過程。 第一節(jié) 直流穩(wěn)壓電源 一 直 流穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)與原理 不論用分立元件構(gòu)成穩(wěn)壓器，還是用集成穩(wěn)壓器，一個完整的直流穩(wěn)壓電源分為變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓四個部分。其框圖及對應(yīng)的特征波形如圖 1－ 1－ 1所示 變壓是利用電源變壓器將電網(wǎng) 220V 的交流電壓 U1變換成整流濾波電路所需要的交流電壓 U2。當(dāng)用 1?1 的變比來變壓時，通常稱為信號隔離。 圖 1－１－１ 直流穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)圖和穩(wěn)壓過程 2 整流是利用二極管的單向?qū)щ娮饔?，?gòu)成單相半波、全波、橋式或倍壓整流電路，或利用其它半導(dǎo)體器件，如 SCR 可控硅等，將雙向的交流電壓 U2 變成單向脈動直流電壓。 濾波是利用電容、電感等儲能元件的平波作用構(gòu)成濾波電路濾除紋波，輸出較平滑的直流電壓 U4。 穩(wěn)壓電路的作用是提高輸出直流電壓 UO的帶負(fù)載能力和穩(wěn)定性，分立元件穩(wěn)壓電路和集成電路常采用串聯(lián)負(fù)反饋式。圖 1－ 1－ 2 給出了一種較簡單的電路。 RL 是負(fù)載電阻， R R2 是取樣電阻， BG BG2 組成差分式比較放大器， D 提供比較放大器的基準(zhǔn)電壓， BG3 是穩(wěn)壓器的調(diào)整管，當(dāng)輸出電壓 UO 發(fā)生變化時，變化的量由差動放大器與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，并將變化量送至調(diào)整管，此時，調(diào)整管的 Uce3 作相應(yīng)的變化，從而使輸出電壓 UO 達(dá)到穩(wěn) 壓效果。設(shè) RL變動使 U0升高，其穩(wěn)壓過程如下： 這個穩(wěn)壓原理我們可以通過下面的簡單例子加以說明。 電路如圖 1－ 1－ 3 所示 此時 U RR R U RR Uo LL X i XLi? ? ? ? 11 圖 1－１－２ 串聯(lián)負(fù)反饋式穩(wěn)壓電路基本框圖及應(yīng)用電路 圖 1－１－３ 穩(wěn)壓原理示意圖 3 RL為負(fù)載電阻，當(dāng) Ui變化時，調(diào) RX改變其分壓即可保持 UO不變。上例中 BG3的 Uce3變化起到了這個作用，只是它利用的是三極管自身的調(diào)整功能。 二 直流穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)及測試方法 集成直流穩(wěn)壓電源，技術(shù)指標(biāo)如下： 直流輸出電壓 UO可調(diào)范圍（ Uomin～ Uomax） 最大輸出電流 Iomax 輸出端紋波電壓 ?Uo 穩(wěn)壓系數(shù) SV 輸出動態(tài)電阻 Ro 前兩個指標(biāo)是穩(wěn)壓電源的特性指標(biāo) ，它決定了電源的適用范圍，同時也決定了穩(wěn)壓器的特性指標(biāo)及如何選擇變壓器、整流二極管和濾波電容等。而后三個指標(biāo)為穩(wěn)壓電源的質(zhì)量指標(biāo)（含溫度系數(shù)）。 1 最大輸出電流 最大輸出電流是指穩(wěn)壓電源正常工作的情況下能輸出的最大電流，用 Iomax表示。一般情況下的工作電流 Io＜ Iomax，穩(wěn)壓電路內(nèi)部應(yīng)有保護(hù)電路，以防止 Io＞ Iomax或者輸出端與地短路時損壞穩(wěn)壓器。 2 直流輸出電壓 UO 直流輸出電壓是指穩(wěn)壓電源的輸出電壓，也即是穩(wěn)壓器的輸出電壓，用 UO表示。 采用圖 1－ 1－ 4 所示電路可同時測 量 UO與 Iomax。測試過程是：先調(diào)節(jié)輸出端的負(fù)載電阻，使 R UIL oo?、交流輸入電壓為 220v，此時數(shù)字電壓表的測量值即為 UO，再使 RL逐漸減小，直到 UO的值下降 5％，此時負(fù)載 RL中的電流即為 Iomax(記下 Iomax后迅速增大 RL，以減小穩(wěn)壓器的功耗 )。 3 紋波電壓 ?UO 紋波電壓是指疊加在輸出電壓 UO上的交流分量?？梢圆捎檬静ㄆ髦苯佑^測其峰－峰值。也可用交流毫伏表測量其有效值 ?UO。因為 ?UO 不是正弦波，所以用有效值衡量其紋波電壓，存在一定誤差。 ?UO的大小主 要取決于濾波電容、負(fù)載電阻及穩(wěn)壓系數(shù)等。 4 4 穩(wěn)壓系數(shù) SV SV是衡量穩(wěn)壓器穩(wěn)壓效果最主要的指標(biāo)，它是指當(dāng)負(fù)載電流 Io和環(huán)境溫度都保持不變時輸入電壓 Ui的相對變化所引起的輸出電壓的相對變化，即 S UU UUv oo ii Io? ?? ? Ｔ＝常數(shù) 常數(shù) SV越小越好。 SV的測量電路仍如上圖，其過程為：先調(diào)節(jié)自耦變壓器，例如使 Ui＝ 242V，測量此時對應(yīng)的輸出電壓 UO1，再調(diào)節(jié)自耦變壓器，使 Ui=198V，測量此時對應(yīng)的輸出電 壓 UO2，然后再測出 Ui＝ 220v 時對應(yīng)的輸出電壓 UO，則穩(wěn)壓系數(shù) SV為 S UU UU U UUv oo ii o oo? ? ? ? ?? ? 1 2 220242 198 5 輸出動態(tài)電阻 RO RO是指在環(huán)境溫度 T，輸入電壓 Ui等條件保持不變的條件下，由于負(fù)載電流 IO變化引起的 UO變化，即 R UI U UI Io oo TUi o oo o? ? ?????? ?? 0 0 1 21 2 RO越小， UO的穩(wěn)定性越好，它主要是由穩(wěn)壓器的內(nèi)阻所決定的。 仍用
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1