畢業(yè)設(shè)計(jì)——直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)(參考版)
2024-12-05 18:44本頁面
【正文】 華中理工大學(xué)電子學(xué)教研室編，高等教育出版社， 1998 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 28 七、謝辭 在這次的設(shè)計(jì)中，我得到了指導(dǎo)老師王剛老師的悉心指導(dǎo)，在王老師的指導(dǎo)下，我快速并高質(zhì)量的完成了這次設(shè)計(jì)， 從課題選擇到具體的寫作過程，論文初稿與定稿無不凝聚著 王剛 老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間， 王剛 老師為我提供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議， 王 老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度使我深受感動(dòng) 在此 ，我深深的感謝王老師對(duì)我的指導(dǎo)，在他的 悉心指導(dǎo)下，我才能夠運(yùn)用掌握的知識(shí)在設(shè)計(jì)中駕輕就熟，并得以順利完成論文。因此我對(duì)此次的設(shè)計(jì)非常謹(jǐn)慎，而在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，我終于完成了這次的設(shè)計(jì)，因此我非常感謝王老師對(duì)我的指導(dǎo)。 而我同過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)不但對(duì)自己學(xué)過的知識(shí)有了系統(tǒng)而全面的復(fù)習(xí)了解外，也對(duì)現(xiàn) 在直流穩(wěn)壓電源的用用前景做了非常多的了解，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收獲了很多自己不知道的知識(shí)。直流穩(wěn)壓電源在電源技術(shù)中占有十分重要的地位 。由于電子技術(shù)的特性，電子設(shè)備對(duì)電源電路的要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負(fù)載要求的電能，而且通常情況下都要求提供穩(wěn)定的直流電能。 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 26 五、設(shè)計(jì)總結(jié) 三年的大學(xué)生活馬上就要結(jié)束了，在這臨畢業(yè)的時(shí)候，我們也迎來了這三年大學(xué)生活的最后一次考試，這就是畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，我們將用畢業(yè)設(shè)計(jì)來檢驗(yàn)自己三年的學(xué)習(xí)、 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，我們?cè)诖蠖哪M電路中曾學(xué)過直流穩(wěn)壓電源，在如今的社會(huì)上， 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)備都有一個(gè)共同的電路 電源電路。電路中引入了深度電壓負(fù)反饋，從而使輸出電壓穩(wěn)定。 ●穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)簡單，但輸出電壓不可調(diào)，僅適用于負(fù)載電流較小且其變化范圍也較小的情況。分析整流電路時(shí)，應(yīng)分別判斷在變壓器副邊電壓正、負(fù)半周兩種情況下二極管的工作狀態(tài)，從而得到負(fù)載兩端電壓、二極管端電壓及其電流波形并由此得到輸出電壓和 電流的平均值，以及二極管的最大整流平均電流和所能承受的最高反向電壓。整流電路將交流電壓變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓，濾波電路可減小脈動(dòng)使直流電壓平滑，穩(wěn)壓電路 的作用是在 電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載電流變化時(shí)保持輸出電壓基本不變。 B、結(jié)論： 1) 調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，功耗大大降低，電源效率大為提高； 2) 調(diào)整管在開關(guān)狀態(tài)下工作，為得到直流輸出，必須在輸出端加濾波器； 3) 可通過脈沖寬度的控制方便地改變輸出電壓值； 4) 在許多場(chǎng)合可以省去電源變壓器； 5) 由于開關(guān)頻率較高，濾波電容和濾波電感的體積可大大減小?？梢酝ㄟ^改變比較器輸出方波的 寬度（占空比）來控制輸出電壓值。于是有 在輸入電壓一定時(shí)， 輸出電壓與占空比成正比。輸出則為帶紋波的直流電壓。 各點(diǎn)波形見圖 25。起到了穩(wěn)壓作用。 為了穩(wěn)定輸出電壓，應(yīng)按電壓負(fù)反饋方式引入反饋，以確定基準(zhǔn)源和比較放大器的連線。起到了穩(wěn)壓作用 根據(jù)電路圖的接線，當(dāng)三角波的幅度小于比較放大器的輸出時(shí)，比較器輸出高電平，對(duì)應(yīng)調(diào)整管的導(dǎo)通時(shí)間為 ton；反之輸出為低電平，對(duì)應(yīng)調(diào)整管的截止時(shí)間 toff。 為了穩(wěn)定輸出電壓，應(yīng)按電壓負(fù)反饋方式引入反饋，以確定基準(zhǔn)源和比較放大器的連線。當(dāng)調(diào)整管截止時(shí)，必須給電感中的電流提供一個(gè)泄放通路。 三角波發(fā)生器通過比較器產(chǎn)生一個(gè)方波 vB，去控制調(diào)整管的通斷。 A、開關(guān)型 穩(wěn)壓電路的工作原理 開關(guān)型穩(wěn)壓電源的原理可用圖 24 的電路加以說明?，F(xiàn)在開關(guān)型穩(wěn)壓電源已經(jīng)比較成熟，廣泛應(yīng)用于各種電子電路之中。 V0 317 C1 I a RP R1 240Ω C2 1uF V1 )1(+=1PPaP1R E FR E FO RRRIRRVVV ????C1 V1 1 3 V0 7800 2 C2 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 22 圖 22 做恒流源的的三端集成穩(wěn)壓器 1 圖 23(a)小電流恒流源 圖 23 (b)大電流恒流源 6）、開關(guān)型穩(wěn)壓電源 為解決線性穩(wěn)壓電源功耗較大的缺點(diǎn)，研制了開關(guān)型穩(wěn)壓電源。 圖 21 三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器 可調(diào)輸出三端集成穩(wěn)壓器的內(nèi)部，在輸出端和公共端之間是 V 的參考源，因此輸出電壓可通過電位器調(diào)節(jié)。 GND 或 ADJ V1 CW V0 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 21 C、 應(yīng)用電路 三端固定輸出集成穩(wěn)壓器的典型應(yīng)用電路如圖 20所示。軍品級(jí)為金屬外殼或陶瓷封裝，工作溫度范圍 55℃～ 150℃ ；工業(yè)品級(jí)為金屬外殼或陶瓷封裝，工作溫度范圍 25℃～ 150℃ 。它的電路符號(hào)見圖 18，外形如圖 19所示。 圖 17 限流特性 V0 0 Ios Iom Io Vo Iom 0 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 20 5）、三端集成穩(wěn)壓器 A、概述 將串聯(lián)穩(wěn)壓電源和保護(hù)電路集成在一起就是集成穩(wěn)壓器。 圖 16 截流特性 （ 2)限流型 是當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，通過電路中取樣電阻的反饋?zhàn)饔?，輸出電流得以限制? （ 1) 截流型 當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，通過保護(hù)電路使調(diào)整管截止，從而限制了短路電流，使之接近為零。+(1= VRR RRVV ???直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 19 保護(hù)的方法 反饋保護(hù)型 溫度保護(hù)型 截流型 限流型 利用集成電路制造工藝，在調(diào)整管旁制作 PN 結(jié)溫度傳 感器。過載也會(huì)造成損壞。同時(shí)輸入電壓將全部降落在調(diào)整管上，使調(diào)整管的功耗大大增加，調(diào)整管將因過損耗發(fā)熱而損壞，使系統(tǒng)不能使用。 IL↑→ VI↓→ VO↓→ Vf↓→ VO1↑→ VCE↓→ VO↑ （ 3）輸出電壓調(diào)節(jié)范圍的計(jì)算 根據(jù)圖 15 可知 Vf≈ VREF 調(diào)節(jié) R2顯然可以改變輸出電壓。誤差信號(hào)經(jīng)放大后，用 VO1 去控制調(diào) 整管的管壓降 VCE 增加，從而抵消輸入電壓增加的影響。 C、 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的工作原理 根據(jù)圖 15 分兩種情況來加以討論。典型的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路如圖 15所示。 在實(shí)際電路中，可變電阻 R是用一個(gè)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(dāng)于 VR。 圖 14 線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源的工作原理 顯然， VO =VIVR，當(dāng) VI 增加時(shí)， R 受控制
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