文档介绍：目录
一、设计任务和要求 3
二、基本工作原理 3
三、设计方案 4
1、整流电路 5
1)、单相桥式整流电路 5
2)、单相半波整流电路 7
3)、单相全波整流电路 9
2、滤波电路 10
1)、电容滤波电路 10
2)、电感滤波电路 13
3、稳压电路 14
1)、稳压电路概述 14
2)、稳压电路的技术指标 15
3)、硅稳压二极管稳压电路 16
4)、线性串联型稳压电源 17
5)、三端集成稳压器 21
6)、开关型稳压电源 23
四、小结 26
五、设计总结 27
六、参考文献 28
七、谢辞 29
直流稳压电源的设计
一、设计任务和要求
本节的设计任务就是采用分立元器件设计一台串联型稳压电源。其功能和技术指标如下:
1、输出电压在0—24V之间可任意可调,输出电流最大3A
2、输出电压设定值稳定度为1%
3、出电压中文波小于10mV
二、基本工作原理
直流稳压电源的组成
直流稳压电源包括变压器,整流,滤波,稳压电路,负载组成。其框图如下
+
+
+
-
-
电源
变压
器
整流
电路
滤波
电路
稳压
电路
+
+
_
+

-
-
+
U1 U2 U3 UI Uo
(a)稳压电源的组成框图

U2
Ui
u
U0
0
wt
t
0
0
t
0
t
三、设计方案
稳压电源的设计,是根据稳压电源的输出电压Uo、输出电流Io、输出纹波电压ΔUop-p等性能指标要求,正确地确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的性能参数,从而合理的选择这些器件。
稳压电源的设计可以分为以下三个步骤:
1、根据稳压电源的输出电压Uo、最大输出电流Iomax,确定稳压器的型号及电路形式。
2、根据稳压器的输入电压,确定电源变压器副边电压u2的有效值U2;根据稳压电源的最大输出电流I0max,确定流过电源变压器副边的电流I2和电源变压器副边的功率P2;根据P2,从表1查出变压器的效率η,从而确定电源变压器原边的功率P1。然后根据所确定的参数,选择电源变压器。
确定整流二极管的正向平均电流ID、整流二极管的最大反向电压和滤波电容的电容值和耐压值。根据所确定的参数,选择整流二极管和滤波电容。
设计举例:设计一个直流稳压电源,性能指标要求为:
U0=+3V~+9V, I0max=800mA
纹波电压的有效值△U0≤ 5mV
稳压系数SV≤3×10-3
整流电路
交流电压转变成单向脉动直流电
1)、单相桥式整流电路
A、工作原理
+
V1
-
+
V2
-
+
V0
-
D4 D1
D3 D2
单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路,其电路如图1所示。
I0
RL

V2
0
ID1
0
ID2
0
I0
0
V0
0
VD1
0
wt
wt
wt
wt
wt
wt
(a)整流电路

(b)波形图

在分析整流电路工作原理时,整流电路中的二极管是作为开关运用,具有单向导电性。(a)的电路图可知:
当正半周时二极管D1、D3导通,在负载电阻上得到正弦波的正半周。
当负半周时二极管D2、D4导通,在负载电阻上得到正弦波的负半周。
在负载电阻上正负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图2(b)。
B、参数计算
根据图2(b)可知,输出电压是单相脉动电压。通常用它的平均值与直流电压等效。
输出平均电压为
流过负载的平均电流为
流过二极管的平均电流为
二极管承受的最大反向电压
VRmax=2V2
流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量,可将脉动电压做傅里叶分析。此时谐波分量中的二次谐波幅度最大,最低次谐波的幅值与平均值的比值称为脉动系数S。
C、单相桥式整流电路的负载特性曲线
。曲线的斜率代表了整流电路的内阻。
I0

0
V0
图3 负载特性曲线
2)、单相半波整流电路
-
单相整流电路除桥式整流电路外,还有单相半波和全波两种形式。单相半波整流电路如图2(a)所示,波形图如图2(b)所示。
+
V2
_
+
V0
_
+
V1
_
+ VD -
RL
I0
(a)电路图
其波形图如下:
V2
0
I0=ID
0
V0
0
VD
0
wt
wt
wt
wt

(b)波形图