基于单片机的开关稳压电源的设计的资料.doc

一、整流原理及相关资料： 整流就是利用整流电路把交流电变成直流电的方式。整流整流电路是利用二极管的单向导电性将正负变化的交流电压变为单向脉动电压的电路。在交流电源的作用下，整流二极管周期性地导通和截止，使负载得到脉动直流电。在电源的正半周，二极管导通，使负载上的电流与电压波形形状完全相同；在电源电压的负半周，二极管处于反向截止状态，承受电源负半周电压，负载电压几乎为零。常用的整流电路有：（1）半波整流；（2）全波整流；（3）桥式整流。桥式整流 又分为单相桥式整流和三相桥式整流滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。是根据观察某一随机过程的结果，对另一与之有关的随机过程进行估计的概率理论与方法。滤波是信号处理中的一个重要概念，分为滤波分经典滤波和现代滤波两种。经典滤波的概念，是根据傅立叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，叫做经典滤波器或滤波电路。实际上，任何一个电子系统都具有自己的频带宽度（对信号最高频率的限制），频率特性反映出了电子系统的这个基本特点。而滤波器，则是根据电路参数对电路频带宽度的影响而设计出来的工程应用电路。用模拟电子电路对模拟信号进行滤波，其基本原理就是利用电路的频率特性实现对信号中频率成分的选择。根据频率滤波时，是把信号看成是由不同频率正弦波叠加而成的模拟信号，通过选择不同的频率成分来实现信号滤波。 1、当允许信号中较高频率的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做高通滤波器2、当允许信号中较低频率的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做低通滤波器3、当只允许信号中某个频率范围内的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做带通滤波器理想滤波器的行为特性通常用幅度-频率特性图描述，也叫做滤波器电路的幅频特性。在输入电压、负载、环境温度、电路参数等发生变化时仍能保持输出电压恒定的电路。这种电路能提供稳定的直流电源，广为各种电子设备所采用。 直流稳压电路的结构调整元件、基准电压电路、取样电路、比较放大电路 在输入直流电压和负载之间串联入一个三极管，用三极管的管压降代替稳压二极 管电路中的稳压电阻R。当UI或RL变化引起输出电压UO变化时，UO的变化将反映到三极管的发射结电压UBE上，引起UCE的变化，从而调整UO，以保持输出电压的基本稳定。根据三极管所起的作用，称为调整管。由于调整管与负载是串联关系，所以图15-2-1称为串联型稳压电路。它主要由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件组成。比较放大可以是单管放大电路、差动放大电路、集成运算放大器。调整元件可以是单个功率管，复合管或用几个功率管并联。取样电路取出输出电压UO的一部分和基准电压VREF比较。 稳压电源的分类方法繁多，按输出电源的类型分有直流稳压电源和交流稳压电源；按稳压电路与负载的连接方式分有串联稳压电源和并联稳压电源；按调整管的工作状态分有线性稳压电源和开关稳压电源；按电路类型分有简单稳压电源和反馈型稳压电源，等等。如此繁多的分类方式往往让初学者摸不着头脑，不知道从哪里入手。其实应该说这些看似繁多的分类方法之间有着一定的层次关系，只要理清了这个层次自然可以分清楚电源的种类了。 图1为典型的直流稳压器的框图。交流输入电压e1由变压器Tp变成电压e2,经整流、滤波后向调整电路（稳压电路）输送一个不稳定的脉动的直流电压ui。因ui或稳压电路输出电流 I0的变动而引起输出电压u0变化时,调整电路使u0保持原值或者只有极小的变动。调整电路中的调整管工作在线性放大区的称为线性电源，工作在非线性区的则称为开关电源。线性电源分为简单稳压电路、并联稳压电路、串联稳压电路和集成化稳压电路。 　　稳压电路 图2为简单稳压电路,由限流电阻 Rs和稳压二极管 Dz组成。输出端电压 　　u0=uz=ui-Rs*i=ui-(Iz+I0)Rs 当输入电压ui或输出电流I0在一定范围内升高或降低时,具有稳压特性的Dz上的电压 uz保持不变而使u0也随之稳定，Rs及Dz起调整电路作用。这种稳压电路的工作范围受稳压管最大功耗的限制，Iz不能超过一定数值。其关键是：在ui、RL及u0均为给定的条件下,Rs值的选取应保证在输入脉动电压为最大值uimax时,稳定电流Iz和稳压管允许的功耗不超过规定的最大值；在输入脉动电压为最小值时,又能保证Iz不低于最小的稳定电流。 　　稳压电源的稳压性能可用输出电阻R0和稳压系数S来表征。输出电阻R0是输出电压变化值墹u0与输出电流变化值墹I0比值的负数，即R0=－墹u0/墹I0。稳