整机供电电源设计总结.doc

整机电源设计 设计主要流程 图1 基本模型 图2 电源变压器的选择： 选择合适的变压器对电源的稳定性有一定的影响，而且对稳压模块也有一定的保护，如果变压器输出的电压远远大于稳压模块的稳压值，会降低稳压模块的使用寿命，严重的时候会损坏稳压模块；如果变压器的电压小于稳压模块的电压，可能使稳压模块失去稳压作用。如果制作正负电源时，还要选择合适的双副边绕组变压器（如图3）。 图3 整流电路 整流电路可分为单相半波整流电路和单相桥式整流电路。 单相半波整流电路是最简单的一种整流电路（如图4），在变压器的正半周期，二极管处于导通状态，而在负半周期，二极管处于截止状态。负载电阻上的电压和电流都具单一方向的脉动方向。 单相半波整流电路的主要参数： 图4 研究整流电路时，应考察整流电路的输出电压平均值和输出电流平均值两项指标，有时也考虑脉动系数，以便反映输出波形脉动的情况。 输出电压平均值为 Uo(AV)=0.45U2 输出电流平均值为 整流输出电压的脉动系数S定义为整流输出电压的基波峰值与输出电压平均值 Uo(AV)之比，即 故半波整流电路输出电压脉动系数 说明半波整流电路输出电压脉动很大，其基波峰值约为平均值的1.57倍。 注意：选择二极管时要给二极管的正向平均电流和最大反向电压留有余量。（一般为1.1倍的变压器副边电压峰值） 单相半波整流电路的优缺点： 单相半波整流电路简单易行，所用二极管数量少。但是它们利用了交流电压的半个周期，所以输出电压低，交流分量大（即脉动大），效率低。因此，这种电路仅适用于整流电流较小，对脉动要求不高的场合。 单相桥式整流电路 单相桥式整流电路有四只二极管组成，其构成原则就是保证在变压器副边电压的整个周期内，负载上的电压和电流方向始终保持不变。如图5 图5 输出电压平均值为单相半波的二倍，同理，输出电流也为单相半波的二倍（负载电阻相同）。根据谐波分析，桥式整流电路的基波的角频率是的2倍，即100HZ。 故单相桥式整流电路的脉动系数为 注意：单相桥式整流电路和单相半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求是一样的，并且还具有输出电压高，变压器利用率高，脉动小等优点。 三.滤波电路 整流电路的输出电压虽然是单一方向的，但是含有较大的交流分量，不能适应大多数电子电路及设备的需要。因此，在一般的整流后，还需利用滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。与用于信号处理的滤波电路相比，直流电源中滤波电路的显著特点是：均采用无源滤波电路；理想情况下，滤去多有交流成分，而保留直流成分；能够输出较大的电流。 电容滤波电路 在整流电路的输出端（即负载电阻两端）并联一个电容急构成电容滤波电路。在整流桥的输出端所并联的电容的容量较大，因而一般采用电解电容，在接线时要特别注意电解电容的正负极。 电容滤波电路利用了电容的充放电作用，使输出电压趋于平滑。 电容滤波电路的优缺点： 利用电容滤波电路后输出电压不仅变得平滑，而且平均值也得到了提高。电容充电时，回路电阻为整流电路的内阻，急变压器内阻和二极管的导通电阻之和，其数值很小，因而时间常数很小。电容放电时，回路电阻为负载电阻，放电时间常数通常大于充电时间。因此，滤波效果取决于放电时间。电容愈大，负载电阻愈大，滤波后输出电压愈平滑，并且平均值愈大。 为了获得较好的滤波效果，在实际电路中，应选择滤波电容满足以下关系式： 注意：由于采用电解电容，考虑到电网电压的波动范围为正负10%，电容的耐压值应大于1.1倍的变压器副边电压峰值。在半波整流电路中，为获得较好的滤波效果，电容容量应选得更大些。 附加：如果电网电压经过变压器变压后，不能达到想要得到的输出电压，可以采用倍压电路。具体内容见模电教程526页。 电感滤波电路 当电路中的电流很大时，即负载电阻很小时，若这时候还采用