正負(fù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源設(shè)計-在線瀏覽
2024-08-10 06:45本頁面
【正文】 選擇：方案一是晶體管穩(wěn)壓電路。集成穩(wěn)壓器體積小、可靠性高、使用簡單安全。方案二是采用滑動變阻器和集成運放聯(lián)合調(diào)控。 方案選擇確定綜合上面各模塊方案的比較，本次設(shè)計采用橋式全波整流、電容濾波、采用集成運放穩(wěn)壓、滑動變阻器與芯片聯(lián)合調(diào)節(jié)輸出的方案。 設(shè)計流程圖220V交流電整流正負(fù)電壓變壓器正電壓濾波負(fù)電壓濾波LM317正相可調(diào)穩(wěn)壓電路調(diào)壓LM337負(fù)相可調(diào)穩(wěn)壓電路調(diào)壓正相濾波正相濾波輸出電壓輸出電壓 方框圖第2章 設(shè)計原理與分析 變壓器的原理與分類 變壓器工作原理變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器就是一種利用電磁互感應(yīng)，變換電壓，電流和阻抗的器件。與負(fù)載相聯(lián)的繞組稱為二次繞組（副繞組、次級繞組），匝數(shù)為 N。K于1是降壓變壓器，K1是升壓變壓器。 變壓器分類按相數(shù)分為單相變壓器、三相變壓器。變壓器按容量分類，如表21。通常它包含一個PN結(jié)，有陽極和陰極兩個端子。外加使P區(qū)相對N區(qū)為正的電壓時，位壘降低，位壘兩側(cè)附近產(chǎn)生儲存載流子，能通過大電流，具有低的電壓降（）,稱為正向?qū)顟B(tài)。整流二極管具有明顯的單向?qū)щ娦?。硅整流二極管的擊穿電壓高，反向漏電流小，高溫性能良好。整流二極管主要用于各種低頻半波整流電路，如需達(dá)到全波整流需連成整流橋使用。選用整流二極管時，主要應(yīng)考慮其最大整流電流、最大反向工作電流、截止頻率及反向恢復(fù)時間等參數(shù)。例如，1N系列、2CZ系列、RLR系列等。這種電路，只要增加兩只二極管口連接成橋式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點，而且在一定程度上克服了全波整流電路的缺點。具體過程為：E2 為正半周時，對D1 、D3 和方向電壓，Dl，D3 導(dǎo)通；對D2 、D4 加反向電壓，D2 、D4 截止。E2 為負(fù)半周時，對D2 、D4 加正向電壓，D2 、D4 導(dǎo)通；對D1 、D3 加反向電壓，D1 、D3 截止。（a）E2正半周整流橋工作 （b） E2負(fù)半周整流橋工作圖23橋式整流電路的工作原理經(jīng)過橋式整流，所得正負(fù)半周期的波形如圖24所示。經(jīng)過整流之后輸出電壓為12V左右，用普通的低功耗LED作指示燈，通常LED燈工作電流為15~30mA左右，額定電壓為3V，所以輸出電壓不能直接加載到指示燈上，要加個1K左右的限流電阻，這樣輸出電流為12mA左右，指示燈能夠正常工作，且亮度適中。就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進行放電。這能夠很好地防止輸入值過大而導(dǎo)致的地電位抬高和噪聲。去耦：又稱解耦。如果負(fù)載電容比較大， 驅(qū)動電路要把電容充電、放電， 才能完成信號的跳變，在上升沿比較陡峭的時候， 電流比較大， 這樣驅(qū)動的電流就會吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的電感，會產(chǎn)生反彈），這種電流相對于正常情況來說實際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作，這就是所謂的“耦合”。將旁路電容和去藕電容結(jié)合起來將更容易理解。高頻旁路電容一般比較小，、 等；而去耦合電容的容量一般較大，可能是10μF 或者更大，依據(jù)電路中分布參數(shù)、以及驅(qū)動電流的變化大小來確定。這應(yīng)該是他們的本質(zhì)區(qū)別。但實際上超過1μF 的電容大多為電解電容，有很大的電感成份，所以頻率高后反而阻抗會增大。電容的作用就是通高阻低，通高頻阻低頻。具體用在濾波中，大電容（1000μF）濾低頻，小電容（20pF）濾高頻。由于電容的兩端電壓不會突變，由此可知，信號頻率越高則衰減越大，可很形象的說電容像個水塘，不會因幾滴水的加入或蒸發(fā)而引起水量的變化。濾波就是充電，放電的過程。電壓額定值為40～450VDC、電容值在220～150 000μF 之間的鋁電解電容器（如EPCOS 公司的 B43504 或B43505）是較為常用的。常用的電容有電解電容和瓷片電容。常用的濾波電路有無源濾波和有源濾波兩大類。有源濾波的主要形式是有源RC濾波，也被稱作電子濾波器。脈動系數(shù)(S)=輸出電壓交流分量的基波最大值／輸出電壓的直流分量。半波整流輸出電壓的脈動系數(shù)為S=，全波整流和橋式整流的輸出電壓的脈動系數(shù)S≈。(T為整流輸出的直流脈動電壓的周期。RCπ型濾波電路，實質(zhì)上是在電容濾波的基礎(chǔ)上再加一級RC濾波電路組成的。若用S39。)S39。濾波電路濾波波形圖如圖28所示。LM317/LM337是美國國家半導(dǎo)體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。管腳分布如圖29 所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖21所示。使用簡單，僅需兩個外接電阻來設(shè)置輸出電壓。此外芯片的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。通常 LM317/LM337 不需要外接電容，除非輸入濾波電容到 LM117/LM317 輸入端的連線超過 6 英寸（約 15 厘米）。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。畝的筆記，如要轉(zhuǎn)載請注明。表23 LM337參數(shù)參數(shù)值輸出電壓(V)~37輸入偏置電流(mA)典型值圖213 LM317典型接法 LM337典型接法如圖2114所示。 圖31 變壓器內(nèi)部與外部圖 整流電路設(shè)計與二極管選擇開關(guān)穩(wěn)壓電源的整流電路及脈沖整流電路中使用的整流二極管，應(yīng)選用工作頻率較高、反向恢
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