畢業(yè)設(shè)計——直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(編輯修改稿)
2025-01-06 18:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ≥ 6~10。） E、外特性 整流濾波電路中，輸出直流電壓 VL 隨負載電流 IO 的變化關(guān)系曲線如圖 7所示 圖 7 純電阻和電容濾波電路的輸出特性 RL=∞ , V0=√ 2V2 C=0, V0= t=RLC(3～ 5)T／ 2 )41(2L2OL CRTVVV ???2V2 電容濾波 電阻負載 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 12 V0≈ 名 稱 VL空載 VL帶載 二極管反向最大電壓 每管平均 電流 半波整流 √ 2V2 √ 2V2 IL 全波整流 電容濾波 √ 2V2 2√ 2V2 橋式整流 電容濾波 √ 2V2 √ 2V2 橋式整流 電感濾波 √ 2V2 √ 2V2 2）、電感濾波電路 利用儲能元件電感器Ｌ的電流不能突變的性質(zhì)，把電感Ｌ與整流電路的負載Ｒ L 相串聯(lián)，也可以起到濾波的作用。 由純電感電路中歐姆定律的表達式 I=U／（ XL）和線圈的感抗公式 XL=2πfL 可 知，感抗跟通過的電流的頻率有關(guān)電感 L越大，頻率 f 越高，感抗就越大，電流就越小，所以電感線圈在電路中有“通直流，阻交流”的說法，所以電感有濾波作用 電感濾波電路如圖 8所示。電感濾波的波形圖如圖 9所示。 圖 8 電感濾波電路 電感濾波的波形圖如下 + V2 － + V1 － D4 D1 D3 D2 C + V0 － I0 RL L 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 13 圖 9 電感濾波的波形圖 當(dāng) v2 正半周時， D D3 導(dǎo)電，電感中的電流將滯后 v2。當(dāng)負半周時， 電感中的電流將經(jīng)由 D D4 提供。因橋式電路的對稱性，和電感中電流 的 連續(xù)性，四個二極管 D D3 ； D D4的導(dǎo)通角都是 180176。 穩(wěn)壓電路 1）、穩(wěn)壓電路概述 A、引起輸出電壓不穩(wěn)定的原因 引起輸出電壓變化的原因是負載電流的變化和輸入電壓的變化，參見圖 10。即 負載電流的變化會在整流電源的內(nèi)阻上產(chǎn)生電壓降，從而使輸入電壓發(fā)生變化。 圖 10 輸出電壓變化原因示意圖 ),(= OIO IVfVRs 穩(wěn)壓電路 wt wt wt V2 0 V1 0 V0 0 + VI 整流濾波電路 + V0 RL R 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 14 2）、穩(wěn)壓電路的技術(shù)指標(biāo) 用穩(wěn)壓電路的技術(shù)指標(biāo)去衡量穩(wěn)壓電路性能的高低。 ?VI和 ? IO 引起的 ? VO可用下式表示 有時穩(wěn)壓系數(shù) 也用下式定義 B、電壓調(diào)整率 SV（一般特指Δ Vi/Vi=177。 10%時的 Sr） C、輸出電阻 Ro D、電流調(diào)整率 SI 當(dāng)輸出電流從零變化到最大額定值時，輸出電壓的相對變化值。 E、紋波抑制比 Srip 輸入電壓交流紋波峰峰值與輸出電壓交流紋波峰峰值之比的分貝數(shù)。 F、輸出電壓的溫度系數(shù) ST 如果考慮溫度對輸出電壓的影響 , 則輸出電壓是輸入電壓、負載電流和溫度的函數(shù) OoIrOOOIIOO IRVSIIVVVVV ?????????????A、 穩(wěn)壓系數(shù) Sr 0=IOIOr O= IVVVVS ??????0=II OOr O//= IVV VVS ???%1 0 01= 0=IOOV O ??? ? IVVVS0=OOo I= VIVR ???%1 0 0= 0=OOI I ?? ?VVVSpoppiprip 20lg= VVS%1 0 01= 0=0,=OOT IO ??? ?? VITVVS),(= OIO TIVfV直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 15 3）、硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路 假設(shè)穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值為 12V！當(dāng)電源電壓高于 12V 時 二極管反向擊穿（相當(dāng)于短路）電壓下降。擊穿后電壓下降，低于 12V 恢復(fù)正常！所以穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓范圍不是太大，功率也不高，一般最大只有 1W 硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路的電路圖如圖 11 所示。 圖 11 硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路 它是利用穩(wěn)壓二極管的反向擊穿特性穩(wěn)壓的，由于反向特性陡直，較大的電流變化，只會引起較小的電壓變化。 A、 當(dāng)輸入電壓變化時如何穩(wěn)壓 根據(jù)電路圖 12 可知 V0=VZ=V1VR=VIIR IR=IL+IZ 輸入電壓 VI的增加，必然引起 VO 的增加，即 VZ 增加，從而使 IZ 增加， IR增加， 使 VR增加，從而使輸出電壓 VO 減小。這一穩(wěn)壓過程可概括如下： VI↑→ VO↑→ VZ↑→ IZ↑→ IR↑→ VR↑→ VO↓ 這里 VO減小應(yīng)理解為，由于輸入電壓 VI的增加，在穩(wěn)壓二極管的調(diào)節(jié)下，使 VO 的增加沒有那么大而已。電壓 V0還是要增加一點的，這是一個有差調(diào)節(jié)系統(tǒng) 。 如下圖所示 RL IZ + V0 + VI DZ + VR IR IL R 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 16 圖 12 輸入電壓變化的穩(wěn)壓過程分析 B、當(dāng)負載電流變化時如何穩(wěn)壓 負載電流 IL 的增加，必然引起 IR 的增加，即 VR 增加，從而使 VZ=VO減小， IZ 減小。 IZ 的減小必然使 IR減小， VR減小，從而使輸出電壓 VO 增加。這一穩(wěn)壓過程可概括如下： IL↑→ IR↑→ VR↑→ VZ↓（ VO↓）→ IZ↓→ IR↓→ VR↓→ VO↑ 圖 13 負載電流 變化的穩(wěn)壓過程分析 4）、線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電源 A、線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理 穩(wěn)壓二極管的缺點是工作電流較小，穩(wěn)定電壓值不能連續(xù)調(diào)節(jié)。線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的工作電流較大，輸出電壓一般可連續(xù)調(diào)節(jié)，穩(wěn)壓性能優(yōu)越。目前 + V1 IZ IL DZ RL + Vo R + VR IR IL + V1 + VR IL + V0 RL DZ R IZ 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 17 這種穩(wěn)壓電源已經(jīng)制成單片集成電路，廣泛應(yīng)用在各種電子儀器和電子電路之中。線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的缺點是損耗較大 ，效率低。 B、 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的構(gòu)成 線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源的工作原理可用圖 14來說明。
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