【22页】毕业论文_直流稳压电源 ㊣ 精品文档 值得下载

使直流稳压电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化轻便化。

本文主要以半桥变换电路为开关电源的主电路，设计台品质优良的直流开关稳压电源。

直流开关稳压器中所使用的大功率开关器件价格较贵，其控制电路亦比较复杂，另外，开关稳压器的负载般都是用大量的集成化程度很高的器件安装的电子系统。

晶体管和集成器件耐受电热冲击的能力较差。

因而开关稳压器的保护应该兼顾稳压器本身和负载的安全。

保护电路的种类很多，这里介绍极性保护程序保护过电流保护过电压保护欠电压保护以及过热保护等电路。

通常选用几种保护方式加以组合，构成完善的保护系统。

直流高压稳压电源的长期稳定性主要受温度的影响，文中分析了直流高压稳压电源的构成原理，建立了温度稳定性的数学模型，给出了精确和可行的定量计算方法，并应用到具体的实例中加以验证，说明了该模型的应用价值，对直流高压稳压电源的设计具有理论指导作用。

关键词稳压器半桥变换电路数学模型应用价值第章直流稳压器原理第二章直流稳压电源简介直流稳压电源的构成直流稳压电源的分类直流稳压电源的技术指标第三章直流稳压电源的设计设计目的及要求设计步骤及思路直流稳压电源设计思路直流稳压电源原理总体电路图单元电路设计与原理说明电源变压器整流电路滤波电路稳压电路元器件选择和电路参数计算说明电路板的设计第四章电路仿真测试要求测试结果和计算结果分析电路的误差分析与改进第五章设计体会注意事项设计体会参考文献第章直流稳压器原理直流开关稳压器的输入般都是未稳压直流电源。

由于操作失误或者意外情况会将其极性接错，将损坏开关稳压电源。

极性保护的目的，就是使开关稳压器仅当以正确的极性接上未稳压直流电源时才能工作。

利用单向导通的器件可以实现电源的极性保护。

最简单的极性保护电路如图所示。

由于二极管要流过开关稳压器的输入总电流，因这种电路应用在小功率的开关稳压器上比较合适。

在较大功率的场合，则把极性保护电路作为程序保护中的个环节，可以省去极性保护所需的大功率二极管，功耗也将减小。

为了操作方便，便于识别极性正确与否。

极性保护直流开关稳压器的输入般都是未稳压直流电源。

由于操作失误或者意外情况会将其极性接错，将损坏开关稳压电源。

极性保护的目的，就是使开关稳压器仅当以正确的极性接上未稳压直流电源时才能工作。

利用单向导通的器件可以实现电源的极性保护。

简单的极性保护电路如图所示。

由于二极管要流过开关稳压器的输入总电流，因此这种电路应用在小功率的开关稳压器上比较合适。

在较大功率的场合，则把极性保护电路作为程序保护中的个环节，可以省去极性保护所需的大功率二极管，功耗也将减小。

为了操作方便，便于识别极性正确与否，在图中的二极管之后，接指示灯。

二程序保护开关稳压电源的电路比较复杂，基本上可以分为小功率的控制部分和大功的开关部分。

开关晶体管则属大功率，为保护开关晶体管在开启或关断电源时的安全，必须先让调制器放大器等小功率的控制电路工作。

为此，要保证正确的开机程序。

开关稳压器的输入端般接有小电感大电容的输入滤波器在开机瞬间，滤波电容器会流过。

很大的浪涌电流，这个浪涌电流可以为正常输入电流的数倍。

这样大的浪涌电流会使普通电源开关的触点或继电器的触点熔化，并使输入保险丝熔断。

另外，浪涌电流也会损害电容器，使之寿命缩短，近年来，随着微机中小型计算机的普及和航空航天数据通信，交通邮电等事业的讯速发展，以及为了各种自动化仪器仪表和设备配套的需要，当代对电源的需要不仅日益增大，而且对电源的性能效率重量尺寸和可靠性以及诸如程序控制电源通断远距离操作和信息保护等功能提出了更高的要求。

对于这些要求，传统的线性稳压电源无法实现，和线性稳压电源相比，开关稳压电源具有以下的些优越性效率高开关稳压电源的调整开关管工作在开关状态，截止期间，开关元件漏电流极小，因此功率消耗小而效率高，通常可达到以上。

功耗小使得机内温升亦低，周围元件不会因长期工作在高温环境下而损坏，有利于提高整机的可靠性和稳定性。

而传统的线性稳压电源的晶体管直工作在放大区，全部负载电流都通过调整管，因而损耗大，效率低，般只在左右，功率等级也比较低。

稳压范围宽从本质上说，线性稳压电源的电压调整作用是靠调整管的变阻作用实现的，因而调压范围小。

开关稳压电源的电压调整作用是通过对直流电压进行脉宽调制而实现的，因而线性控制区域大，调压范围宽，在交流电压变化较大时，开关稳压电源仍能达到很好的稳压效果。

体积小重量轻开关电源可将电网输入的交流电压直接整流再进行控制，这样可省去笨重的电源变压器为了和高频变压器相区别，电源变压器又称为工频变压器，使电源的体积大大缩小，重量减轻。

在隔离式开关电源中，高频隔离变压器由于频率高而可以使体积小重量轻。

安全可靠开关稳压电源般都有辅助电路，以提供自动保护功能。

正因为直流稳压电源有着这多方面的优点，所以对它的研究有着重要的意义，这不仅是对自己所学知识的总结，而且对自己以后从事电力方面的工作有着很大的帮助作用。

稳压电源原理图如图所示。

其中，核心元件是，它是片大电流可调稳压集成电路，。

该集成电路在采用般接法时，其输出电压范围是。

为了进步拓宽其输出电压的范围，本电路对其传统应用电路进行了些改进。

现简单介绍如下要求输入输出端最大电压差不能超过，这就限制了它的最高输出电压。

当电源输出电压较低电流比较大时，功耗全部消耗在上，造成集成电路发热严重。

为了解决这个问题，在本电源的设计中，将输入端电压改为分段可调型。

由开关控制这九个继电器，将不同的交流电压切换到整流桥的输入端，整流后得到高低不同的直流电压输入到中，这样就降低了稳压块的输入电压，同时开关同步切换调整端的分压电阻，使调整端的基准电压不断改变，输出端电压就以每档的规律变化。

这样来的输入输出电压差就被限制在个较小的范围内。

不但降低了稳压集成电路的损耗，而且提高了最大输出电压。

图稳压电源主电路在内部设有的基准电压，而输出电压要比调整端电压高，这样就使的输出电压最低只能是。

为使其输出电压能从零开始，本电源设计用等元件组成的基准电压，使的调整端电压降至，这样既保证了输出端比调整端高的要求，又能使输出电压从零伏开始。

如果稳压集成电路的输入端接入较高的电压，而输出端恰好是空载，此时开机，很容易由于过电压而在瞬间损坏。

为了解决这个问题，在的输入端加入了由组成的输入电压限制电路，实际上就是个射极跟随器，用这个电路保证的输入输出电压差最高为，从而避免了因过电压损坏集成电路。

在图中，主要是用来保护不被击穿，选的稳压管即可，稳压值为，可选用或，也可以用两只串联起来代替，但要注意接入的极性正好与图。

中相反。

使用参数大于耐压的整流二极管或全桥。

电源变压器的功率要大于。

稳压集成电路的型号，要用金封的。

选用优质小型继电器，触点电流要大于。

输出电压微调电位器选用精密多圈线绕电位器。

电压档位选择开关选用的小型波段开关。

为电流表取样电阻，可根据所选用的表头灵敏度不同，截取定长度的导线绕制，如果要提高输出电压显示精度，可将电压表换成市售成品数字式直流电压表，其余元参数见图中标注。

各加的散热器。

图管脚分布该电源的技术参数直流稳压输出范围最大输出电流电压调整率纹波系数等效内阻稳压系数。

第二章直流稳压电源简介直流稳压电源的构成许多电子产品如电视机电子计算机音响设备等都需要直流电源，电子仪器也需要直流电源，实验室更需要的直流电源。

为了提高电子设备的精度及稳定性，在直流电源中还要加入稳压电路，因此称为直流稳压电源。

典型的直流稳压电源主要由电源变压器整流电路滤波电路和稳压电路等几部分构成。

电源变压器把的交流电网电压变成所需要的交流电压整流电路用来将交流电变换为单向脉动直流电滤波电路用来滤除整流后单向脉动电流中的交流成分即波纹电压，是指成为平滑的直流电稳压电路的作用是当输入交流电网电压波动负载及温度变化时，维持输出直流电压的稳定。

直流稳压电源的分类直流稳压电源的发展已有几十年的历史，已从分立器件发展到集成电路。

集成稳压电路具有体积小重量轻耗电少寿命长等优点，随着功率集成电路的发展，集成稳压电路已有多个品种多种型号问世，按输出电压输出电流形成系列产品，已成为直流稳压电源的主流产品，特别适用于小型电子设备使用。

目前生产直流稳压电源种类很多，可以从不同的角度分类按稳定方式分，有参数型稳压器和反馈调整型稳压器。

参数型稳压器电路简单，主要是利用电子组件的非线性实现稳压，例如，只电阻和只稳压管即可构成参数型稳压器。

反馈调整型稳压器具有负反馈，是闭环调整系统，利用输出电压的变化，经取样比较放大得到控制电压，去控制调整元件，从而达到稳定输出电压的目的。

按调整元件和负载连接方式分，有并联式稳压器和串联式稳压器。

调整元件与负载并联的称为并联式稳压器，调整元件与负载串联的称为串联式稳压器。

按作用器件分，有电子管稳压器稳压管稳压器晶体管稳压器可控硅稳压器等。

按调整器件的工作状态分，有线性稳压器和开关稳压器。

调整器件工作在线性放大状态的为线性稳压器，调整器件工作在开关状态的称为串联式稳压器。

按电路的主要部分是集成电路还是分立元件分，有集成线性稳压器集成开关稳压器和分立元器件组成的稳压器。

根据需要，还可以有其他分类方法，例如高压稳压器低压稳压器通用稳压器专用稳压器等。

直流稳压电源的技术指标稳压电源的主要技术指标包括特性指标和质量指标，前者标识稳压电源的功能又称试用指标，后者反映了稳压电源质量的优劣。

特性指标输入电压及适用范围。

输出电压及输出电压调整范围额定输出电流指电源正常工作时的最大输出电流以及过流保护电流值。

电压调整率负载电流及温度不变而输入电压变化时，输出电压的相对变化量与输入电压变化量之比值，称为电压调整率，即