交直流稳压稳流电源设计.ppt

交直流稳压、稳流电源设计 主要介绍交直流稳压源、稳流源设计基础，设计方法和设计步骤。并通过大量例题详细介绍了方案论证、软、硬件设计、技术指标测试及测试结果分析。 具有缺相保护功能的蓄水池自动供水电路 5.1 稳压、稳流电源设计基础 电源是电子设备的能源电路，关系到整个电路设计的稳定性和可靠性。 本节主要介绍 直流稳压电源 直流恒流电源 交流稳压电源 5.1. 1 直流稳压电源 一、直流稳压电源的基本原理 直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路及稳压电路所组成 。 一、直流稳压电源的基本原理 电源变压器的作用是将电网220V的交流电压U1转换成整流电路所需要的电压U2。整流电路的作用是将交流电压U2转换成脉动的直流电压U3。滤波电路的作用是将脉动直流电压滤除纹波，变成纹波小的直流电压U4。稳压电路的作用就是将不稳定的直流电压转换成稳定的直流电压Uo。它们的关系为 式中，n为变压器的变压比。 UP为稳压器的降压，一般为2～15V。 二、串联型直流稳压电路 串联型直流稳压电路的原理图如图所示。 电路包括4个组成部分。 1．采样电阻 由电阻Rl, RP和R3组成。当输出电压发生变化时，采样电阻取其变化量的一部分送到放大电路的反相输入端。 2.放大电路 放大电路A的作用是将稳压电路输出电压的变化量进行放大，然后再送到调整管的基极。如果放大电路的放大倍数比较大，则只要输出电压产生一点微小的变化，即能引起调整管的基极电压发生较大的变化，提高了稳压效果。因此，放大倍数越大，则输出电压的稳定性越高。 3.基准电压 基准电压由稳压管VDz提供，接到放大电路的同相输人端。采样电压与基准电压进行比较后，再将二者的差值进行放大。电阻R的作用是保证VDz有一个合适的工作电流。 4.调整管 调整管VT接在输人直流电压U;和输出端的负载电阻RL之间，若输出电压Uo由于电网电压或负载电流等的变化而发生波动时，其变化量经采样、比较、放大后送到调整管的基极，使调整管的集一射电压也发生相应的变化，最终调整输出电压使之基本保持稳定。 串联型直流稳压电路的稳压原理。 稳压过程可简明表示如下： 反之亦然。 在要求高的稳压电路，其参考稳压源要采用精密稳压源。 影响稳压性能的因素 如果运算放大器A的同相端作为输入端，反相端作为反馈信号输入端，Uo作为输出端，该系统实际上就是一个直流电压负反馈电路。因此对输出电压Uo有稳定的作用，其稳定度提高了 倍。使纹波及外部的干扰信号减小了 倍。这就是串联型直流稳压电路稳压的实质所在。 由此可见，要提高该系统的稳压性能，一是提高运放的开环电压放大倍数A； 二是提高反馈系数 的数值。 上述分析未考虑参考源的影响。实际上参考电压Uz是由稳压二极管VDz提供的。稳压二极管VDz会产生噪声，它的温度系数一般不为零，它输出的电压含有纹波成分，这些均会影响稳压时的性能指标。假设VDz因某种原因有一个电压波动，其值为△Uz，则引起输出电压的波动为 三、三端集成稳压器 三端集成稳压器，芯片只引出三个端子，分别接输入端、输出端和公共端，基本上不需外接元件，而且内部有限流保护、过热保护和过压保护电路，使用十分安全、方便。 1．三端集成稳压器的组成 三端集成稳压器的组成如图所示。电路内部实际上包括了串联型直流稳压电路的各个组成部分，另外，加上了保护电路和启动电路。在WT8.00系列三端集成稳压器中，已将三种保护电路集成在芯片内部，它们是限流保护电路、过热保护电路和过压保护电路。启动电路的作用是在刚接通直流输人电压时，使调整管、放大器和基准电源等建立起各自的工作电流，而当稳压电路正常工作时启动电路被断开，以免影响稳压电路的性能。 2.三端集成稳压器的分类及特点 三端集成稳压器分固定式、可调式两大类，其分类详见表5.1.1三端集成稳压器的产品分类 ①冠以CW的为国标产品。 ②LM(美国NSC公司），μA(美国仙童公司），TA（日本东芝),CPC(日本NEC), HA（日立),MC(美国摩托罗拉公司），L（意法SGS-THOMSON公司）。 ③国产型号只有5V,6V,9V,12V,15V,18V和247V等7种规格。 美国仙童公司于20世纪70年代首先推出μA7800系列和μA7900系列三端固定式集成稳压器。这种稳压器只有输入端、输出端和公共端三个引出端。三端集成稳压器的问世，是电源集成电路的一大革命。它极大地简化了电源的设计与使用，并具有较完善的过流、过压和过热保护功能，能以最简方式接入电路。目前,7800、7900系列已成为世界通