【正文】 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第 4 章 調(diào)試及其仿真結(jié)果 仿真軟件介紹 本設(shè)計(jì)用的仿真軟件是 proteus。 在散熱設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般要根據(jù)具體情況，選擇適當(dāng)?shù)耐緩綄崃總鬟f出去，達(dá)到元器件降溫的目的，從而提高電源的可靠性并延長(zhǎng)其使用壽命。 圖 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 最后由單路推廣到雙路（得到一個(gè)由地線為中軸線的對(duì)稱電路） 圖 根據(jù)計(jì)算公式可以得出電路中各個(gè)元器件的數(shù)值，如表 所示。 DU 即為補(bǔ)償電壓。輸出電流可達(dá) 。 （ 4）內(nèi)部保護(hù)措施完善。 LM317 系列是應(yīng)用非常廣泛的三端可調(diào)穩(wěn)壓集成電路。 317 穩(wěn)壓塊的輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流 時(shí)， 317 穩(wěn)壓塊就可以輸出穩(wěn)定的直流電壓 。其次是 317 穩(wěn)壓塊都有一個(gè)最小穩(wěn)定工作電流，有的資料稱為最小輸出電流，也有的資料稱為最小泄放電流。 穩(wěn)壓電源的輸出電壓可用下式計(jì)算， 0 (1 2 / 1)V R R?? 。 LM317 是可調(diào)節(jié)三端正電壓穩(wěn)壓器，在輸出電壓范圍 伏到 37 伏時(shí)能夠提供超過(guò) 安的電流，此穩(wěn)壓器非常易于使用。因此，整流濾波電路輸出電壓會(huì)隨著電網(wǎng)電壓的波動(dòng)而波動(dòng)，隨著負(fù)載電阻的變化而變化。濾波電容 C 一般選擇體積小，容量大的電解電容器。電容 C 放電的快慢取決于時(shí)間常數(shù)（ LRC?? ）的大小，時(shí)間常數(shù)越大，電容 C 放電越慢，輸出電壓 0u 就越平坦，平均值也越高。如果忽略二極管正向壓降，電容電壓 cu 緊隨輸入電壓 2u 按正弦規(guī)律上升至 2u 的最大值。 單相橋式整流電路如圖 所示： 圖 2u 正半周時(shí)， a 點(diǎn)點(diǎn)位高于 b 點(diǎn)點(diǎn)位，二極管 1D 、 3D 承受正向電壓而導(dǎo)通， 2D 、 4D 承受反向電壓而截至。 實(shí) 際 上 ， 理 想 變 壓 器 滿 足 1 2 1 2 2 1/ / / 1 /I I U U N N n? ? ?， 因 此 有1 2 1 1 2 2P P U I U I? ? ?。對(duì)于穩(wěn)定性要求不高的電子電路，整流、濾波后的直流電壓可以作為供電電源?？梢钥闯?，他們均含有較大的交流分量，會(huì)影響負(fù)載電路的正常工作。 （ 4）濾波后的直流電壓，再通過(guò)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給負(fù)載 RL。 極限指標(biāo) （ 1）最大輸入電壓 最大輸入電壓是保證直流穩(wěn)壓電源安全工作的最大輸入電壓。 （ 2）電流調(diào)整率 電流調(diào)整率是反映直流穩(wěn)壓電源負(fù)載能力的一項(xiàng)主要自指標(biāo)，又稱為電流穩(wěn)定系數(shù)。 （ 2）最大輸入一輸出電壓差 該指標(biāo)表征在保證直流穩(wěn)壓電源正常上作條件下，所允許的最大輸入一輸出之間的電壓差值，其值主要取決于直流穩(wěn)壓電源內(nèi)部調(diào)整晶體管的閘壓指標(biāo)。 （ 4）穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流維持穩(wěn)定，基本不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。因此，這種電路在半導(dǎo)體整流電路中得到了頗為廣泛的應(yīng)用。 （ 2）整流電路：整流電路將交流電壓變換成脈動(dòng)的直流電壓。 以調(diào)整元器件的工作狀態(tài)來(lái)分類，可以分為線性穩(wěn)壓電源和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。這種穩(wěn)壓電源效率較低，只有某些專用場(chǎng)合才適用。反饋調(diào)整型穩(wěn)壓電源是一個(gè)負(fù)反饋閉環(huán)自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，它把穩(wěn)壓電源輸出電壓的變化量，經(jīng)過(guò)取樣、比較放大、再反饋給控制調(diào)整元器件，使輸出電壓得到補(bǔ)償而趨近于原值，從而達(dá)到穩(wěn)壓。交流穩(wěn)壓電源的輸出電壓是交流的，直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓是直流的，兩者通常都用交流電網(wǎng)供電。 （ 3）第三章完成雙輸出可調(diào)穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)和電路設(shè)計(jì)，給出了變壓電路、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓 電路的具體電路。但在設(shè)計(jì)高精度穩(wěn)壓電源時(shí)，必 須要高度重視第四個(gè)因素。如果負(fù)載短路，負(fù)載電流會(huì)很大，電源的輸出電壓會(huì)趨近于 零，時(shí)間一長(zhǎng)還會(huì)燒壞電源；如果負(fù)載開(kāi)路，沒(méi)有電流流過(guò)負(fù)載，輸出電壓將會(huì)升高。為解決用電設(shè)備要求供電穩(wěn)定，而市電電網(wǎng)電壓又難以保證的供求矛盾，人們便研制了各種各樣的穩(wěn)壓電源。 課題的研究背景及意義 穩(wěn)壓電源是各種電子電路的動(dòng)力源，被人譽(yù)為電路的心臟。于此同時(shí)，將穩(wěn)壓電源的大部分元器件都集成在一塊硅基片上的集成穩(wěn)壓電源也在不斷發(fā)展。這種電源雖然性能優(yōu)良，但它最大的缺點(diǎn)是由于功率調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)，并且 — 晶體管工作在線性區(qū)域，穩(wěn)壓電湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 源的輸出電壓調(diào)節(jié)與穩(wěn)定借助于功率晶體管上電壓降的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而在輸出電壓低、電流大的場(chǎng)合，效率非常低且功率晶體管發(fā)熱也很厲害，散熱便成了很大的問(wèn)題。到 20 世紀(jì)初，就已經(jīng)出現(xiàn)了鐵磁穩(wěn)壓電源及相應(yīng)的技術(shù)文獻(xiàn)。工作在線性狀態(tài)的穩(wěn)壓電源，具有穩(wěn)壓和濾波的雙重作用，因而串聯(lián)線性穩(wěn)壓電源不產(chǎn)生開(kāi) 關(guān)干擾 ，且紋波電壓輸出較小，但是，在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源中的開(kāi)關(guān)管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，其交變電壓和輸出電流會(huì)通過(guò)電路中的元器件產(chǎn)生較強(qiáng)的尖峰干擾和諧振干擾。開(kāi)光穩(wěn)壓電源中采用了開(kāi)關(guān)變壓器，使之由一組輸入，得到極性，大小各不相同的多組輸出。開(kāi)關(guān)穩(wěn) 壓電源的主要問(wèn)題是電路比較復(fù)雜。穩(wěn)壓范圍寬。開(kāi)關(guān)晶體管的功耗很小，電源的效率可以大幅度的提高，達(dá)到 80%以上。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)如何提高電源的轉(zhuǎn)換效率，增強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)性，縮小體積，減輕重量進(jìn)入了深入的研究。在這種背景下，開(kāi)關(guān)電源應(yīng)運(yùn)而生。將 220V、 50HZ 的工頻電壓經(jīng)過(guò)線性變壓器降壓以后，經(jīng)過(guò)整流、濾波和穩(wěn)壓，輸出一個(gè)直流電壓。直流穩(wěn)壓電源在電源技術(shù)中占有十分重要的地位。不過(guò)你可不要小看了這個(gè)電池電源電路，比較新型的電路完全具備電池能量 提醒、掉電保護(hù)等高級(jí)功能。當(dāng)然這些電源電路的樣式、復(fù)雜程度千差萬(wàn)別。24 致謝 23 參考文獻(xiàn) 19 調(diào)試與仿真 17 第 4 章 調(diào)試及其仿真結(jié)果 13 過(guò)熱保護(hù) 11 穩(wěn)壓電路 10 濾波電路 10 整流電路 7 質(zhì)量指標(biāo) 5 直流穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo) 1 開(kāi)關(guān)電源 1 引言 關(guān)鍵詞： 直流電源，雙輸出， proteus 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II ABSTRACT The Electronic equipments have been brought great convenience to People39。提供這種穩(wěn)定的直流電能的電源就是穩(wěn)壓電源。電子設(shè)備對(duì)電源電路的要求是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負(fù)載要求的電能，而且通常情況下都要求提供穩(wěn)定的直流電能。給出了設(shè)計(jì)原理圖，并用 proteus 軟件進(jìn)行仿真和調(diào)試，給出了具體的調(diào)試過(guò)程、調(diào)試結(jié)果，以及調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決方法，最終達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 1 線性電源 2 課題的研究背景及意義 5 穩(wěn)壓電源的分類 7 特性指 標(biāo) 9 電路設(shè)計(jì) 9 電源變壓器 大到超級(jí)計(jì)算機(jī)、小到袖珍計(jì)算機(jī)，所有的電子設(shè)備都必須在電源電路的支持下才能正常工作。袖珍計(jì)算機(jī)則是簡(jiǎn)單多的電池電源電路。提供這種穩(wěn)定的直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源。所謂線性穩(wěn)壓電源，是指在穩(wěn)壓電源電路中的調(diào)整管是工作在線性放大區(qū)。其中，交換效率低下是線性穩(wěn) 壓電源的重要缺點(diǎn)，造成了資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。為了適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)的電路的工作狀態(tài)變化，更需要具備適應(yīng)這種變化的直流穩(wěn)壓電源。晶體管在激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)下，交替的工作在導(dǎo)通 截止的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換速度很快，頻率一般為 50kHz 左右。調(diào)整管上的耗散功率大幅度降低以后，省去了較大的散熱片。電路形式靈活多樣。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的效率是與開(kāi)關(guān)管的變換速度成正比的。這是需要解決的第二個(gè)問(wèn)題。 穩(wěn)壓電源的發(fā)展 說(shuō)到穩(wěn)壓?jiǎn)栴}，可以追溯到 19 世紀(jì)，愛(ài)迪生發(fā)明電燈時(shí)，就曾考慮過(guò)穩(wěn)壓電源。 20 世紀(jì) 50 年代，隨著半導(dǎo)體工業(yè)的飛速發(fā)展，晶體管的誕生使串聯(lián)調(diào)整型晶體管穩(wěn)壓電源構(gòu)成了直流穩(wěn)壓電源的中心，這種局面一直維持到 20 世紀(jì) 60年代中期。 20 世紀(jì) 60 年代后期，科技工作者對(duì)穩(wěn)壓電源技術(shù)進(jìn)行了一次新的總結(jié)，使開(kāi)關(guān)電源和可控硅電源得到了快速發(fā)展。按結(jié)構(gòu)形式可以分為串聯(lián)型和并聯(lián)型集成穩(wěn)壓 電源；按輸出電壓類型可以分為固定式和可調(diào)式集成穩(wěn)壓電源；按管腳的引線數(shù)目可以分為三端式和多端式集成穩(wěn)壓電源；按制造工藝可以分為半導(dǎo)體式、薄膜混合式和厚膜混合式集成穩(wěn)壓電源；按輸入和輸出之間的壓差又可以分為一般壓差和低爪壓兩大類，等等。至于精密電子儀器，對(duì)供電電壓保持穩(wěn)定不變的要求就更加嚴(yán)格。電網(wǎng)供電有高峰期和低谷期，不可能始終穩(wěn)定如初；