最新可調(diào)直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)電信劉君瑋doc(編輯修改稿)
2025-07-27 03:28 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 映負(fù)載變動(dòng)時(shí)，輸出電壓維持恒定的能力，rn越小，則Ifz 變化時(shí)輸出電壓的變化也越小。性能優(yōu)良的穩(wěn)壓電源，輸出電阻可小到1。 （3）輸出電壓紋波小所謂紋波電壓，是指輸出電壓中50Hz或100Hz交流分量，通常用有效值或峰峰值表示。經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓作用，可以使整流濾波后的紋波電壓大大降低，而降低的倍數(shù)反比于穩(wěn)壓系數(shù)S。 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)要求 （1）； （2）所選器件和電路必須達(dá)到在較寬范圍內(nèi)輸出電壓可調(diào)； （3）輸出電壓應(yīng)能夠適應(yīng)所帶負(fù)載的啟動(dòng)性能； （4）電路還必須簡(jiǎn)單可靠，有過(guò)流保護(hù)電路，能夠輸出足夠大的電流。三、設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)概述符合上述要求的電源電路的設(shè)計(jì)方法有很多種，比較簡(jiǎn)單的有3種： （1）晶體管串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電路電路框圖如圖1所示，該電路中輸出電壓Uo經(jīng)取樣電路取樣后得到取樣電壓，取樣電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較得到誤差電壓，該誤差電壓對(duì)調(diào)整管的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，從而使輸出電壓發(fā)生變化，該變化與由于供電電壓Ui發(fā)生變化引起的輸出電壓的變化正好相反，從而保證輸出電壓Uo為恒定值(穩(wěn)壓值)。 V起實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，因此要在基準(zhǔn)電壓處設(shè)計(jì)輔助電源， V開始調(diào)節(jié)。 圖1 穩(wěn)壓電路框圖 （2）采用三端集成穩(wěn)壓器電路電路框圖如圖2所示，采用輸出電壓可調(diào)且內(nèi)部有過(guò)載保護(hù)的三端集成穩(wěn)壓器，輸出電壓調(diào)整范圍較寬，因要求電路具有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，需設(shè)計(jì)一軟啟動(dòng)電路以適應(yīng)所帶負(fù)載的啟動(dòng)性能。該電路所用器件較少，成本低且組裝方便、可靠性高。可調(diào)式集成穩(wěn)壓器 軟啟動(dòng)電路 圖2 電路結(jié)構(gòu)框圖 （3）用單片機(jī)制作的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源該電路采用可控硅作為第一級(jí)調(diào)壓元件，用穩(wěn)壓電源芯片LM31LM337作為第二級(jí)調(diào)壓元件，通過(guò)AT89CS51單片機(jī)控制繼電器改變電阻網(wǎng)絡(luò)的阻值，從而改變調(diào)壓元件的外圍參數(shù)，并加上軟啟動(dòng)電路，～24V， V步長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)能力可達(dá)1 A，同時(shí)可以顯示電源電壓值和輸出電流值的大小。其硬件電路主要包括變壓器、整流濾波電路、壓差控制電路、穩(wěn)壓及輸出電壓控制電路、電壓電流采樣電路、掉電前重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、單片機(jī)、鍵盤顯示等幾部分，硬件部分原理圖如圖3 所示。 圖3 用單片機(jī)制作的直流穩(wěn)壓電源方案論證與比較方案一：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可用常用分立元器件，容易實(shí)現(xiàn)，技術(shù)成熟，完全能夠達(dá)到技術(shù)參數(shù)的要求，造價(jià)成本低，精確度不是太高。方案二：穩(wěn)壓部分需采用一塊三端穩(wěn)壓器其他分立元器件，元器件先進(jìn)，技術(shù)成熟，完全能達(dá)到題目要求，性能較方案一需優(yōu)越一些，但成本較高。方案三：電源穩(wěn)定性好、精度高，并且能夠輸出177。24V 范圍內(nèi)的可調(diào)直流電壓，且其性能于傳統(tǒng)的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，但是電路比較復(fù)雜，成本很高，使用于要求較高的場(chǎng)合。在實(shí)際中，如果對(duì)電路的要求不太高，多采用第二種設(shè)計(jì)方案。綜合考慮，采用方案二來(lái)實(shí)現(xiàn)。 單元電路設(shè)計(jì)與分析本電路采用三端集成穩(wěn)壓器電路方案，電路分為降壓電路、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四大部分組成。電路原理圖如圖4所示，其中IC為三端集成穩(wěn)壓器LM317，電阻R1和電容C3組成軟啟動(dòng)電路。圖4 輸出電壓可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源電路原理圖 降壓電路本電路使用的降壓電路是單相交流變壓器，選用電壓和功率依照后級(jí)電路的設(shè)計(jì)需求而定。變壓器電路原理圖及其波形變換如圖5 所示，變壓器的功能是交流電壓變換部分，作用將電網(wǎng)電壓變?yōu)樗璧慕涣麟妷?，即將直流電源和交流電網(wǎng)隔離。 圖5 變壓器及其波形變換變壓器工作原理電路示意框圖如圖6 所示。 圖6 變壓器工作原理電路示意框圖 仿真一：電源變壓器的基本特性 （1）要求：電源變壓器(10：1，220V 50Hz)，負(fù)載電阻：100. （2）仿真電路：圖7 電源變壓器仿真電路圖 整流電路整流電路的主要作用是把經(jīng)過(guò)變壓器降壓后的交流電通過(guò)整流變成單個(gè)方向的直流電，但是這種直流電的幅值變化很大。它主要是通過(guò)二極管的截止和導(dǎo)通來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其電路原理圖及其波形變換如圖8所示。常見的整流電路主要有全波整流電路、橋式整流電路、倍壓整流電路，而本設(shè)計(jì)選取單相橋式整流電路實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的整流功能。 圖8 整流電路原理圖及其波形變換圖 （1）電路圖：如圖9所示，二極管DDDD4四只二極管接成電橋的形式，名稱由此而來(lái)。 （2）工作原理：在V2的正半周,DD3導(dǎo)通，DD4截止，通過(guò)DD3給R提供電流，方向由上向下（圖中虛線)； 圖9 橋式整流電路電路圖在V2 的負(fù)
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