直流线性稳压电源
变压器的主要参数有:
①变压比:变压器的变压比是初级电压与次级电压的比值。
②额定功率:是变压器在指定频率和电压下能连续工作而不超过规定温升的输出功率。
③效率:是输出功率与输入功率之比,它反映了变压器的自身损耗。
④空载电流:变压器在工作电压下次级空载时(次级电流为零),初级线圈流过的电流称为空载电流。空载电流大的变压器损耗大、效率低。
(3)输出电阻(也称等效内阻或内阻)
在额定电网电压下,由于负载电流变化 引起输出电压变化 Uo,则输出电阻为
R=
(4)纹波电压
1)最大纹波电压
在额定输出电压和负载电流下,输出电压的纹波(包括噪声)的绝对值大小,通常以峰—峰值或有效值表示。
2)纹波系数γ
在额定负载电流下,输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比
VDZ=3VC=500UF
RR4=0.001K
U1/U2=N1/N2=20
.3.5稳压电路的过载保护
采用的是截留型保护电路
在容量较大的稳压电路中,一旦发生过载,输出电压和输出电流同时下降到较低的数值。
该电路的原理图:
该电路的仿真图:
输出电压
求出R3
Uomin
求出R2
R1=R
求出R1
所以稳压电路的直流输入电压为:
U1=Uomax+(3~8)V1.2
变压器二次电压的有效值为
U2=1.1
稳压管的限流电阻应为
R
稳压电路的各项参数
Icm
U CEO 1.1 2U2
Pcm (.1×1.2U2 Uomin) Icmin
经过计算得出:
R1=0.32K R2=7.68K R3=2K R=2.5K
2.2.3滤波电路
滤波电路可以滤除整流电路输出电压中的大部分的交流成分,既而得到比较平滑的直流电压。本电路为满足其要求而选用电容滤波电路。各个滤波电容C均需满足 T/2,其中T为输入交流信号的周期,RL为整流滤波电路的等效负载电阻。
2.3.4稳压电路
采用的是串联型直流稳压电路
1.采样电阻
由电阻R1,R2,R3组成,当输出电压发生变化时,采样电阻对变化量进行采样,并传送到放大电路的反相输入端。
3)纹波电压抑制比
纹波电压抑制比是指在规定的纹波频率(例如50Hz)下,输入电压中的纹波电压Ui与输出电压中的纹波电压Uo之比,即纹波电压抑比
二、电路的设计
.2.1电源变压器
电源变压器是一个降压变压器,它将电网220V/Hz的交流电压变换成符合需要的低交流电压,并送给整流电路。变压器的变压比是初级电压与次级电压的比值,由变压器的副边输出来电压确定。
线性稳压电源是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源,是一种电源变换电路,是电子系统的重要组成部分,其功能是为电子电路提供它所需要的电能[12]
当接入220V/50Hz的市电后,先经过变压器,将220V的交流高电压转换为低电压输出到整流桥,经过整流桥的整流作用输出脉动较大的直流电,接入到滤波电路中,再利用储能元件电容两端的电压不能突变的特性,滤掉整流电路输出电压中的交流成份,保留其直流成份,最后得到平滑的输出电压。
1.3线性直流稳压电源设计指标
1-(1)电网调整率
它表示输入电网电压由额定值变化±10%时,稳压电源输出电压的相对变化量,有时也以绝对值表示。一般稳压电源的电网调整率等于或小于1%、0.1%,甚至0.01%。
1-(2)稳压系数
稳压系数有绝对稳压系数和相对稳压系数两种。绝对稳压系数表示负载不变时,稳压电源输出直流变化量Uo与输入电网电压变化量Ui之比
K=
它表示输入电网电压变化量Ui引起多大输出电压的变化。所以绝对稳压系数K值越小越好。K越小,说明同一Ui引起的Uo越小,也就是输出电压越稳定。
但是,在稳压电源中更重视相对稳压系数。相对稳压系数S表示在负载不变时,稳压器输出直流电压Uo的相对变化量Uo与输入电网电压Ui的相对变化量Ui之比,即
S=
稳压系数通常是指相对稳压系数S,而不是绝对稳压系数
单相桥式整流电路:由四个二极管组成,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的方向始终不发生变化。它实现了全波整流电路,将副边输出电压的负半周期也充分利用了起来,所以在变压器副边电压有效值相同的情况下,输出电压平均值是半波整流电路的两倍。
因此,综合考虑,本电路设计采用单相桥式整流电路
⑤绝缘电阻和抗电强度:绝缘电阻是指变压器线圈之间、线圈与铁心之间及引线之间的电阻。抗电强度是在规定的时间内变压器可承受的电压,它是变压器特别是电源变压器安全工作的重要参数。
电源变压器Tr的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui,变压器的副边与原边的比率为 , 为变压器的效率
直
流
线
性
稳
压
电
源
一、线性直流稳压电源的工作原理
1.1普通电源的工作原理
现在随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域也变得越来越广泛,电子设备的种类也在逐渐的不断更新、不断增多,电子设备与人们日常的工作、生活的关系也是日益密切。任何的电子设备都离不开安全有效的电源,电源是一切电力电子设备的动力源,因此它被形象地称之为“电路的心脏”[7]。现在的生活中,各种高科技产品对电源的技术性能指标的要求更是越来越高。
2.放大电路
3.放大电路A的作用是将采样电阻送来的变化量进行放大,然后传送到调整管的基极。
4.调整管
调整管VT接在输入直流电压U1与输出端的负载电阻RL之间,当输出电压Uo发生波动时,调整管的集电极电压产生相应的变化,使输出电压基本保持稳定。
下面分析串联型直流稳压电路的稳压原理,假设由于U1增大或IL减小而导致输出电压Uo增大,则通过采样以后反馈到放大电路反相输入端的电压UF也按比例增大,但同相输入端的基准电压UZ保持不变,故放大电路的差模输入电压UId=UZ-UF将减小,于是放大电路的输出电压减小,使调整管的UCE增大,最后使输出电压Uo保持基本不变
2.2.2整流电路
整流电路将交流电压变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分,输出纹波较小的直流电压。常用的整流滤波电路有单相半波整流滤波、桥式整流滤波等。
半波整流:利用了二极管的单向导电性,只输出交流成分中的正电压部分,电路非常的简单易行,所用的二极管的数量也很少。但是,由于它利用了交流电压的半个周期,所以输出电压较低,交流分量大,效率低。故这种电路仅仅适用于整流电流较小,对脉动要求也不是很高的场所。
电源通常可以分为交流电源和直流电源,它是任何电子设备都不可缺少的组成部分。直流电源又可分为两类[8],即:一类是能直接供给直流电流或电压的,如电池、蓄电池、太阳能电池、硅光电池、生物电池等,;另一类是能将交流电变换成所需要的稳定的直流电流或电压的,这类变换电路统称为直流稳压电源。
1.2线性直流稳压电源的工作原理