【文章內容簡介】 可廣泛應用于國防、科研、大專院校、實驗室、工礦企業(yè)、電解、電鍍、直流電機、充電設備等。 3 第 2章 穩(wěn)壓電源的工作原理及性能指標 直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟?。整流器把交流電變?yōu)橹绷麟姟＝洖V波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。本設計主要采用串聯型直流穩(wěn)壓電路，通過 220V 50HZ 交流電壓經電 源變壓器降壓后，通過橋式整流VD1~VD4整流成直流電再經過濾波電容平滑直流電，減少直流電紋波系數。最后，通過穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，將輸出電壓穩(wěn)定在 6V~15V之間。 整體電路框圖 整體電路框圖如圖 : 圖 整體電路框圖 設計的要求 6V15V,最大負載電流為 100mA左右 ； ； ； 。 4 第 3 章 電路各部分元件的分析 電源變壓器 在此為降壓變壓器，它是將電網 220V 交流電壓變換成符合條件的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。 變壓器的結構 鐵心是變壓器中主要的磁路部分。它是由表面涂有絕緣漆的熱軋硅鋼片疊裝而成。 鐵心分為鐵心柱和橫片兩部分，鐵心 柱套有繞組；橫片是閉合磁路之用。 鐵心結構的基本形式有心式和殼式兩種。 繞組是變壓器的電路部分，它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成。 變壓器工作時與電源連接的繞組叫初級繞組，與負載連接的繞組叫次級繞組。 變壓器的原理 如圖 ，當一個正弦交流電壓 1U 加在初級線圈兩端時，導線中就有交變電流 1I 并產生交變磁通 1? ，它沿著鐵芯穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應出互感電勢 2U ,同時 1? 也會在初級線圈上感應出一個自感電勢 1E ， 1E 的方向與所加電壓 1U 方向相反而幅度相近，從而限制了 1I 的大小 。 圖 變壓器原理圖 (a) 變壓器的變壓比 如上圖在原繞組兩端通入交變電流 2I 時，在鐵芯內建立磁場，產生了磁通。磁通隨著電流按正弦規(guī)律變化，變化的磁通穿過原，副邊繞組產生感應電動勢經分析得 變壓比 n： 5 nIINNUU ?122121 :: 形象圖為： 圖 變壓器原理圖 (b) 若 n1，則 12nn? ， 12UU? ，此類變壓器為降壓變壓器。反之 n1就是升壓變壓器。 整流電路 整流部分目的是利用 單向導電元件把 50Hz的交流變換成脈動的直流電， 主要依靠二極管的單向導電性來實現。整流部分的電路形式有半波整流、全波整流、橋式整流。 半波整流電路 （ 1）電路如圖 ，利用二極管的單向導電性，在負載 Rl上得到單向脈動電壓 Vo。 （ 2）電路特點：電路結構簡單，輸出電壓波動較大、頻率低。輸出的直流電壓值為： 0 2 2 20122 si n U td t U U? ????? ??? () （ 3）工作原理： 2U 為正半周： D管導通，有輸出電壓； 2U 為負半周： D管截止，無輸出電壓。 圖 半波整流電路 仿真一：半波整流電路 6 要求：二極管（理想） 1只 仿真電路： （ 4）參數計算 ： 0 2 2 20212 si n U td t U U? ????? ???（ ） 電流： LLDO RURUI /?? () ： LDOF RUII / 2?? () ： 22RMUU? () ： （ 1） D管得最大整流電流 FI 必須大于實際流過二極管的平均電流 DOI ： 02/ 0 .4 5 /F D O L LI I U R U R? ? ?() （ 2） D管得最大反向工作電壓 RU 必須大于二極管實際所承受的最大反向峰值電壓 RMU ： 22R RMU U U??() 7 全波整流電路 （ 1）電路圖：如圖 ，二極管 D D2分別在 2U 的正、負半周導通。 （ 2）電路特點：是輸出電壓波動小，變壓需中心抽頭，繞制復雜，成本高，笨重。 （ 3）工作原理：在 2U 正半周： D1導通、 D2管截止，負載中有電流流過； 在 2U 負半周： D1截止、 D2管導通，負載中有電流流過。 圖 全波整流電路 仿真二：單向全波整流電路 要求：二極管（理想） 2只 仿真電路： （ 4）參數計算 ： 22200 i n21 UUttdUU ??? ? ???? ? () 8 ： LLDO RURUI /?? (. ) ： 2/ 2 0 .4 5 /F D O LI I U R?? () ： 222RMUU? () ： D管的最大整流電流 FI 必須大于實際流過二極管的平均電流 DOI : 02/ 0 .4 5 /F D O L LI I U R U R? ? ?() D管的最大反向工作電壓 RU 必須大于二極管實際所承受的最大反向峰值電壓 RMU ： 222R RMU U U?? () 橋式整流電路 （ 1）電路圖：如圖 ，二極管 D D D D4四只二極管結成電橋的形式，名稱由此而來。 （ 2）工作原理：在 2U 的正半周， D D3導通， D D4截止，通過 DD3給 LR 提供電流，方向由上向下； 在 2U 的負半周， D D4導通， D D3截止，通過 D D4給 LR 提供電流，方向仍然是由上向下，由此得到整流波形。 圖 橋式整流電路 仿真三：橋式整流電路 ：整流橋（理想） 1只 ： 9 （ 3）參數計算 輸出的直流電壓值為： 22200 i n21 UUttdUU ??? ? ???? ? （ ） 流過負載平均電流： LLDO RURUI /?? （ ） 流過整流二極管的平均電流： 2/ 2 0 . 4 5 /F D O LI I U R?? （ ） 整流二極管的最大反向電壓： 22RMUU? （ ） 二極管的選擇： D管的最大整流電流 FI 必須大于實際流過二極管的平均電流 DOI : 02/ 0 .4 5 /F D O L LI I U R U R? ? ?（ ） D管的最大反向工作電壓 RU 必須大于二極管實際所承受的最大反向峰值電壓 RMU ： 22R RMU U U??（