【文章內(nèi)容簡介】 。 15 7 我的收獲和心得 16 8 元器件清單 17 參考文獻(xiàn) 18 177。 9V 簡易直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 1 引 言 當(dāng)今社會人們極大的享受著電子設(shè)備帶來的便利， 但是 任何電子 設(shè)備 的正常工作都離不開 一個共同的電路 —— 電源電路 。 電源有兩種 ： 一種是直流電源 （ DC即 Direct Current）， 另一種是交流電源 （ AC 即 Alternating Current） 。 日常所用的 電子設(shè)備 基本都是由 集成 電路和輔助電子元件 (如電阻、電容、二極管 等 )組成的電 子 線路 ，這些線路的正常工作 都要求 由 電壓穩(wěn)定的直流電源供電。如果直接 采 用干電池作為電源 ， 由于干電池 容量有限 ， 則需要頻繁地更換電池 造成人力和資金 上 的浪費(fèi) 。 我們?nèi)粘Ｋ玫碾娫淳鶠?AC220V。 如何將 AC220V 電源變換為可用的直流電源呢 ？ 將交流電 變換 成 直流電 ， 并 提供穩(wěn)定的直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源在電源技術(shù)中占有十分重要的地位。 小功率穩(wěn)壓電源的組成 主要 是由電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成。 電源變壓器是將交流電網(wǎng) 220V的電壓變?yōu)樗?要的電壓值，然后通過整流電路將交流電壓變成脈動的直流電壓。由于此脈動的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾除，從而得到平滑的直流電壓。但這樣的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動（一般有177。 10%左右的波動）、負(fù)載和溫度的變化而變化。因而在整流、濾波電路之后，還需接穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動、負(fù)載和溫度變化時，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。 177。 9V 簡易直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 2 1 直流穩(wěn)壓電源的種類 直流穩(wěn)壓電源的類型繁多，但幾乎都是將交流電網(wǎng) 220V 電源作為輸入電源，再經(jīng)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成所需參數(shù)的直流電。 經(jīng)過變 壓 、整流和濾波后的電壓往往會隨著交流電源電壓的波動和負(fù)載的變化而變化。直流電壓的不穩(wěn)定有時會引起控制裝置工作的不穩(wěn)定，產(chǎn)生測量和計算上的誤差，特別是精密電子儀器、自動控制、計算裝置及晶閘管的觸發(fā)電路等都要求有穩(wěn)定的直流電源供電。 目前生產(chǎn)的直流穩(wěn)壓電源種類很多， 主要分類方法是按調(diào)整元件的工作狀態(tài)分類，其次還 可以從 其它 不同角度 來 分類： (1) 按調(diào)整元件的工作狀態(tài)分，有線性 穩(wěn)壓電源 和開關(guān) 穩(wěn)壓電源 。 線性 穩(wěn)壓電源： 調(diào)整元件工作在線性放大狀態(tài)的稱為線性 穩(wěn)壓電源。此類穩(wěn)壓電源由于結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、成本低、功率小，所 以在 比較簡單的電子設(shè)備中廣泛使用，比如收音機(jī)、小型音響等 。 開關(guān) 穩(wěn)壓電源： 調(diào)整元件工作在開關(guān)狀態(tài)的稱為開關(guān) 穩(wěn)壓電源 。 此類穩(wěn)壓電源效率高、功耗低、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以常在 復(fù)雜電子設(shè)備中廣泛使用，比如大屏幕彩電、微型計算機(jī)等 。 (2) 按穩(wěn)定方式分，有參數(shù)型 穩(wěn)壓電源 和反饋調(diào)整型 穩(wěn)壓電源 。 參數(shù)型 穩(wěn)壓電源： 電路簡單，主要是利用電子元件的非線性實現(xiàn)穩(wěn)壓，例如 1只電阻和 1只穩(wěn)壓管即可構(gòu)成參數(shù)型 穩(wěn)壓電源 。 反饋調(diào)整型 穩(wěn)壓電源： 具有負(fù)反饋，是閉環(huán)調(diào)整系統(tǒng)，利用輸出電壓的變化，經(jīng)取樣、比較、放大得到控制電壓，去控制調(diào)整元件， 從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。 (3) 按調(diào)整元件和負(fù)載連接方式分，有并聯(lián)式 穩(wěn)壓電源 和串聯(lián)式 穩(wěn)壓電源 。 并聯(lián)式 穩(wěn)壓電源： 調(diào)整元件與負(fù)載 并 聯(lián)的稱為并聯(lián)式 穩(wěn)壓電源。 串聯(lián)式 穩(wěn)壓電源： 調(diào)整元件與負(fù)載串聯(lián)的稱為串聯(lián)式 穩(wěn)壓電源 。 (4) 按作用元件分，有電子管 穩(wěn)壓電源 、穩(wěn)壓管 穩(wěn)壓電源 、晶體管 穩(wěn)壓電源 、可控硅 穩(wěn)壓電源 等。 (5)按電源的主要部分是集成電路還是分立元件分，有集成線性 穩(wěn)壓電源 、集成開關(guān) 穩(wěn)壓電源 和分立元件組成的 穩(wěn)壓電源 。 根據(jù)需要，還可以有其他分類方法，例如 集 電極輸出型 穩(wěn)壓電源 、發(fā)射極輸出型 穩(wěn)壓電源 ；高壓 穩(wěn)壓電 源 、低壓 穩(wěn)壓電源 ；通用 穩(wěn)壓電源 、專用 穩(wěn)壓電源 等。 177。 9V 簡易直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 3 2 設(shè)計任務(wù)及要求 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計一個 177。 9V 簡易直流穩(wěn)壓電源，滿足： 1. 當(dāng)輸入電壓在 220V 交流時，輸出直流電壓為177。 9V。 2. 容量為 9W，輸出電流為 1A。 3. 輸入端須設(shè)上電指示燈，輸出端須具備短路和過流保護(hù)功能。 要求 學(xué)會： 通過此集成直流穩(wěn)壓電源的 設(shè)計 ，要求學(xué)會： 1. 選擇變壓器、整流二極管、濾波電容及三端集成穩(wěn)壓器來設(shè)計直流穩(wěn)壓電源。 2. 掌握直流穩(wěn)壓電源的調(diào)試及主要技術(shù)指標(biāo)的測試方法。 設(shè)計要求： 1. 畫出所設(shè)計的直流 穩(wěn)壓電源的系統(tǒng)框圖，并分析各組成部分的功能及工作原理。 2. 設(shè)計出每個功能框圖的具體電路圖，并根據(jù)所提供的技術(shù)參數(shù)的要求，計算電路中所用元件的參數(shù)值，最后按工程實際確定元件參數(shù)的標(biāo)稱值。具體參數(shù)要求：變壓器的額定電壓、額定電流、額定容量、電壓比；整流元件的型號；電阻的阻值和功率；電容的容值和耐壓以及類型；穩(wěn)壓塊型號等。 3. 總結(jié)：需要說明的問題以及設(shè)計心得體會。 177。 9V 簡易直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 4 3 基本原理 電路的基本組成 一般直流穩(wěn)壓電源都使用 AC220V市電作為電源，經(jīng)過變壓、整流、濾波后輸送 給穩(wěn)壓電路進(jìn)行穩(wěn)壓，最終成為穩(wěn)定的直流電源。這個過程中的變壓、整流、濾波等電路可以看作直流穩(wěn)壓電源的基礎(chǔ)電路，沒有這些電路對市電的前期處理，穩(wěn)壓電路將無法正常工作。 因設(shè)計任務(wù)中要求 輸入端須設(shè)上電指示燈，所以本次設(shè)計的小功率穩(wěn)壓電源由上電指示電路、變壓電路、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路五個部分組成，如圖 1所示。 + 上 電 + 變 壓 + 整 流 + 濾 波 + 穩(wěn) 壓 + u1 指 示 u2 u3 u4 uI U0 _ 電 路 _ 電 路 _ 電 路 _ 電 路 _ 電 路 _ （ a）穩(wěn)壓電源的組成框圖 u1 u2 u3 u4 uI U0 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t （ b）穩(wěn)壓電源各單元電壓波形圖 圖 1 穩(wěn)壓電源的組成框圖及電壓波形 圖 組成部件的功能 1. 上電指示電路：輸入電源有電指示，接入電網(wǎng) 220V 交流電后指示燈亮。 2. 變壓電路：是降壓變壓器，它將電網(wǎng) 220V 交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。 3. 整流電路：利用單向?qū)щ娫?，?50Hz 的正弦交流電變換成脈動的直流電。 4. 濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。 5. 穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化 而 變化。 177。 9V 簡易直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 5 4 各組成電路工作原理及方案的選擇 上電指示電路 上電指示電路為輸入電源有電指示，當(dāng)穩(wěn)壓電源連接到市電 AC220V 后，有 1紅色電源指示燈亮。此穩(wěn)壓電源為簡易直流穩(wěn)壓電源，所以要求體積比較小。如選用指示燈來指示會使得體積增大，所以一般均采用紅色發(fā)光二極管來指示，這樣體積小成本低。 變壓電路 通常直流穩(wěn)壓電源使用電源變壓器來改變輸入到后級電路的電壓。電源變壓器由初級繞組、次級繞組和鐵芯組成。初級繞組用來輸入電源交流電壓，次級繞組輸出所需要的交流電壓。通俗的說，電源變壓器是一種電→磁→電轉(zhuǎn)換器件 。即初級的交流電轉(zhuǎn)化成鐵芯的閉合交變磁場，磁場的磁力線切割次級線圈產(chǎn)生交變電動勢。次級接上負(fù)載時，電路閉合，次級電路有交變電流通過。 變壓器的電路圖符號見圖 2 Tr 圖 2 變壓器的電路圖符號