【正文】 (5） 與此同時， Protues 還能夠 支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境， 比 如 Keil C51 uVision3 等軟件。 （ 2） Protues 可提供的仿真儀表資源 有 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、 I2C調(diào)試器 、 SPI 調(diào)試器、模式發(fā)生器、信號發(fā)生器、交直流電流表、交直流電壓表。它是 由ISIS 和 ARES 兩部分構(gòu)成，其中 ISIS 是一款便捷的電子系統(tǒng)原理設(shè)計和仿真平臺軟件， ARES 是一款高級的 PCB 布線編輯軟件。 （ 7）電阻和電位器的選擇： R1 和 R2 組成輸出電壓調(diào)節(jié)電路 部分 ， 由于 輸出電壓 UO=(1+R2/R1) ， 則 R1 的值可 取 120~240? ，流過 R1 的電流 大小 為5~10mA。 則 ΔUi＝ ?Uop–p Ui/ Uo Sv＝ 。 由 表 31變壓器的效率 ?? ，所以變壓器原邊輸入功率 WPP 1 ?? ?，為 留有 一定的 余地， 在此可 選用功率為 12V/20W 的變壓器。 （ 6）輸出濾波電容： C= F。 由此， 可求出 濾波電容 C 為 ： C=Ict/Δ Ui=Iomaxt/Δ Ui=1500μF。而 IN4001 的反向擊穿電壓URM≥50V，額定工作電流 ID=1A，故整流二極管 可以 選用 IN4001。 要 留有一定的 余地， 可 選用功率為 20W 的變壓器 ， 所以 在此電路中 選用 15V/20W 的 變壓器。 圖 42 +5V直流電壓 輸出電路 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 26 （ 1） 變壓器 的選擇 在圖 42中， 集成穩(wěn)壓器選用 LM7805，其輸出電壓為 +5V，最大輸出電流 Iomax為 。在圖 41 電路圖中， C2=C6=1000uF. (4)穩(wěn)壓器前后小濾波電容：取值 C3=C7=330nF,C1=C8= F。 （ 3） 濾波電容 的選擇 根據(jù)公式： 常數(shù)常數(shù)????? oITIIv UUUUS00 在上 式中， Uo＝ 12V,Ui=15V, ?Uop–p≤5mV, Sv≥510168。 所以選用 15V/20W 的 變壓器 。 因為 Uomax+（ UiUo） min≤Ui≤Uomin+（ UiUo） max 得 +3V≤Ui≤3V+ ≤Ui≤ U2≥Uimin/=所以， 取 U2=15V 可滿足要求。 12V 直流電壓 對稱輸出電路 如圖 41 所示，為 177。 VRRU RPO )1( 1 ???W 3 1 712C1＋－UOC20 . 1 ? F1 ? F＋－UI( a )R11 2 0 ?R P3 . 5 k ?3( b )W 3 3 712C1＋－UOC20 . 1 ? F1 ? F＋－UIR1R p3 . 5 k ?31 20 ? 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 23 集成穩(wěn)壓器的參數(shù)關(guān)系 （ 1）在直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計當中， 集成穩(wěn)壓器的輸出電壓 Uo 應(yīng)與穩(wěn)壓電源要求的輸出電壓的大小及范圍 相符 。 可調(diào)式 穩(wěn)壓 器 內(nèi)部含有過流、過熱保護電路，具有安全可靠，性能優(yōu)良、不易損壞、使用方便等優(yōu)點。 317 系列 集成 穩(wěn)壓器 能夠 輸出連續(xù)可調(diào)的正電壓， 337系列 集成 穩(wěn)壓器 能夠 輸出連可調(diào)的負電壓。 圖 312(b)中 ,輸出電流為單片三端穩(wěn)壓器的兩倍 ,即 ： （ 314） 如果要求電路同時 具有正、負電壓輸出 功能。 圖 311(b)中 , (38) 在上 式中 ,IW 為三端穩(wěn)壓器的靜態(tài)電流 ,一般 大小在 幾毫安 左右 。 通常 Co 大小 為 1?F。用 來 改善波形。 15V、177。 6V、177。 三端固定式集成穩(wěn)壓器的外形和管腳排列如圖 39所示。過載也會造成損壞。 誤差信號 經(jīng) 放大器進行 放大后使 VO1增加，從而使調(diào)整管的管壓降 VCE下降， 這樣就 抵消 了 因 IL 增加使輸入電壓減小的影響 。 若 輸入電壓 VI的增加，會使輸出電壓 VO 有所增加，輸出電壓經(jīng)過取樣電路取出一部分信號 VF 與基準源電壓VREF 比較，獲得誤差信號 ΔV 。 在實際電路中，可變電阻 R是用一個三極管來替代的，控制基極電位，從而就控制了三極管的管壓降 VCE， VCE相當于 VR。穩(wěn)壓電路 所起到的 作用是當電網(wǎng)電壓、負載、 外界 環(huán)境溫度等發(fā)生變化時，使輸出直流電壓不受影響，而維持 電壓的 穩(wěn)定輸出。 電容濾波電路的輸出特性曲線如圖 36 所示。 （ 3） 如果 負載電阻 RL的 大小 ， 可根據(jù)公式 選擇濾波電容 C 的容量，即 C≥（ 3～ 5） T /2RL。 通常 ，放電時間常數(shù) RLC 越大、輸出電壓越平滑。當放電時間 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 常數(shù) RLC 增加時， t1 點要右移， t2 點要左移，二極管關(guān) 斷時間加長，導(dǎo)通角減小，見曲線 3；反之， RLC減少時，導(dǎo)通角增加。 采用電容 濾波電路可以大大降低這種交流紋波成份，讓整流后的電壓 波形變得比較平滑。 由于 D1 、 D3 和 D D4輪流導(dǎo)通， 因此流過每個二極管的平均電流只有負載電流的一半， 即 ： （ 33） (3)二極管承受的最高反向峰值電壓 URM。從圖 31 中還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級電壓的最大值 。電路中構(gòu)成 U Dl、 RL 、 D3通電回路，在 RL 上形成上正下負的半波整 流 電壓 ； 當 U2 為負半周時，對 D D4 加正向電壓， D D4導(dǎo)通；對 D D3 加反向電壓， D D3 截止。 因為二極管 具有單向?qū)щ娦?， 在分析整流電路工作原理時，整流電路中的二極管是作為開關(guān)運用。一般取 U2≥ Uimin/， I2I0max。 電源變壓器的效率是 副邊功率與原邊功率的比值，即 ? =P2/P1 (31) 其中： 2P 是變壓器副邊的功率， 1P 是變壓器原邊的功率。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 11 第三章 單元電路的原理和設(shè)計 電源變壓器 變壓器是一種利用線圈 互感特性構(gòu)成的元器件，幾乎所有的電子產(chǎn)品中都 會用到 變壓器進行變壓 。整流濾波電路的輸出電 壓和理想直流電源還有 一定 的 差距 ，主要 因為兩方面的原因 ：第一，當負載電流 發(fā)生 變化時，由于整流濾波電路存在內(nèi)阻，輸出 的 直流電壓將 會 隨之發(fā)生變化；第二，當電網(wǎng)電壓 有 波動時，整流電路的輸出電壓與變壓器副邊電壓有 直接的 關(guān) 系 ，因此輸出直流電壓 也會 發(fā)生變化。 電容濾波電路簡單，紋波較小，負載直流電壓比較高， 它 適用于負載電壓較高，負載變動不大的場合， 使用電容濾波電路 也減輕了電路設(shè)計工作。R1和 C2 越大 其 濾波效果越好，但 R1過大又會造成壓降過大，減小了輸出電壓 。電感濾波電路輸出電壓沒有電容濾波高。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 8 圖 24 橋式整流電路圖 綜合 考慮以上 3種方案的優(yōu)缺點 ， 決定 采用方案三：橋式整流電路 。 但是 全波整流電路需要特制的變壓器 才能正常工作 ， 變壓器二次繞組需 要一個 中心抽頭 ， 制作起來 會 比較麻煩 。 （ 4）濾波后的直流電壓，再通過穩(wěn)壓電路 進行 穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界 因素 影響的穩(wěn)定直流電壓輸出， 這時候才可以 供給負載 RL。 設(shè)計的思路 直流穩(wěn)壓電源是一種將 220V、 50Hz 的 交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn) 定 直流電壓的裝置，它需要 經(jīng)過 變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成。 III 檔 ： Uo=(+3～ +9)V 連續(xù)可調(diào) ,Iomax=200mA。 設(shè)計的任務(wù) 設(shè)計一個直流穩(wěn)壓電源， 使之能夠 滿足性能指標要求， 能夠 對設(shè)計電路進行工作原理分析， 計算出相關(guān)元器件參數(shù)，選擇符合要求的各種電路元器件 ； 利用仿真軟 件 對所設(shè)計電路進行仿真與調(diào)試； 對直流穩(wěn)壓電源的仿真調(diào)試結(jié)果進行分析和總結(jié)。 （ 3）對所設(shè)計電路進行仿真與調(diào)試。 電源輸出電壓所含有的基波分量的峰值與輸出直流電壓之比，它反應(yīng)了輸出電壓的穩(wěn)定程度。 （ 3）最大輸出電流 Imax 。直流電源的性能指標主要有如下幾個： （ 1）輸入電壓 Ui。因而在整流、濾波電路之后， 電源 還需接穩(wěn)壓電路。 圖 11 直流穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)圖 電源變壓器 的作用是 是將交流電網(wǎng) 220V 的電壓變?yōu)樗枰碾妷褐担ㄟ^整流電路 可以 將交流電壓變成脈動的直流電壓。 10%幅度的波動 變化 ， 必須將整流濾波后的直流電壓 經(jīng)過 穩(wěn)壓電路穩(wěn)定后再提供給負載， 才能夠 使負載上直流電源電壓受電網(wǎng)波動 因素的影響程度達到最小 ，保證電子設(shè)備的正常工作。交流電源一般為 220V、 50Hz 電源，但許多家用電器設(shè)備 ，電子產(chǎn)品 都要采用直流電源作為供電能源， 比 如收音機、電視機、帶微處理器控制的家電設(shè)備等。數(shù)控電源在電子裝置中 得到 普遍使用， 但是 普通電源在工作時產(chǎn)生 一些 誤差，會影響 到 整個系統(tǒng)的精確度 ， 電源在使用時 甚至 會造成很多不良后果， 給生產(chǎn)帶來不便，因此 世界各國對電源產(chǎn)品提出了不同 的 要求并制定了一 些 的產(chǎn)品精度標準。 在今天， 隨著直流電源技術(shù)的 快速 發(fā)展 , 整流系統(tǒng) 的發(fā)展 由以前的分立元件和集成電路控制 轉(zhuǎn)換 為 使用 微機控制 , 使直流電源 達到了 智能化 的性能 ,其中包括 具有遙測、遙信、遙控的三遙功能 的直流電源 , 基本實現(xiàn) 了在直流電源無人看守的情況下也能工作。 自 上世紀九十年代 以來 ， 電子 系統(tǒng) 要求實現(xiàn) 更高 的 效率和更低 的 功耗，電信與數(shù)據(jù)通訊設(shè)備的技術(shù)更新 速度飛快，它也 推動電源行業(yè)中 交 流 /直流電源轉(zhuǎn)換器向更高靈活性和 更具 智能化 的 方向發(fā)展。 關(guān)鍵詞 ： 電源 穩(wěn)壓 整流 濾波 Abstract Along with technical development, the electricity and electronic instruments have already been widespread applied in daily, scientific research, study and so on each aspect