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线性直流稳压电源设计方案及稳压电源原理图

2021-03-29 11:55 行业新闻 已读

  直流稳压电源可以为电子设备提供用于负载的稳定直流电源。直流稳定电源的供电电源大都是交流电源。当交流电源或电阻的电压发生变化时,该电压的直流输出电压将保持恒定。随着电子设备向高精度,高稳定性和高可靠性方向发展,稳压直流电源对电子设备的电子电源提出了很高的要求。

  线性稳压电源具有以下特性:功率单元的控制系统管线在线性区上运行,并且通过降低调节管之间的电压来稳定输出。由于巨大的静态管道损耗,必须安装大型散热器以产生热量。另外,由于变压器以工频(50Hz)工作,因此电容相当大。

线性直流稳压电源设计方案介绍及稳压电源原理图

  这种储能器的优点是稳定性高,成熟度低,可靠性高,易于进行多通道生产以及具有连续可调输出的成品。缺点是它庞大,笨重且效率低下。这种类型的稳定电源有几种类型。从源头的性质来看,它可以分为稳压电源和稳流电源以及双稳(稳压稳流)电源,是有助于电压和电流稳定的电流。就输出值而言,它可以分为定点输出,波段开关调整和连续可调的电位器,从输出指标可以分为指标类型和数字显示类型等。

  一、设计工作

  1、项目名称:线性可调直流稳压电源

  2、设计要求

  输出电压:Vo = 4.5〜12.0V;

  最大输出电流:Iomax≥1A;

  输出纹波:VP-P≤10mV;

  电压调整率:Ku≤5%(最大输出电流);

  电流调整率::Ki≤3%。 (当输出为12V时)。

  二、硬件设计

  1、稳定直流电源的设计概念

  (1)主次级电压为AC 220V(有效值)50Hz。为了实现低压直流输出,首先,必须切换变压器以降低电源电压,以达到所需的交流电压。

  (2)交流电通过整流器电路转换为直流电,但是幅度变化很大(即脉冲很大)。

  (3)高频直流电压必须通过滤波电路去除,低压直流必须被滤波成交流分量并保持直流分量。

  (4)通过电压控制电路使滤波后的DC电压稳定,并且可以获得不受外界影响的恒定DC电压并将其提供给该电压。

  2、直流稳定电源的原理

  (1)稳定的直流电源

  稳定的直流电源是将220 V电压的交流电转换为指定的DC电压的设备。完成转换,命名,过滤和稳定化需要4个步骤。

线性直流稳压电源设计方案介绍及稳压电源原理图

  OwerKraft变压器:这是一个逐步转换器,它将220V交流电转换为满足需求的交流电,并将其发送到整流电路。变压器的比例由变量的次级电压决定。

  EctRectifier电路:使用非指示器组件将50Hz正弦电流转换为直流电流。

  滤波电路:它可以对整流电路输出电压中的几乎所有交流分量进行滤波,以实现恒定的直流电流。

  电路稳定电路:稳压电路的功能是保持输出电压稳定,并且不会随交流电和负载的变化而变化。

  (2)整流电路

  DCDC电路通常使用带有单个二极管的全电路整流器电路

  工作原理

  设置u2的二次电压=故障!找不到参考。 U2sinωt,U2是有效值。在u2的正半周中,二极管D1和D2导通,而D3和D4截止;在u2的负半周期中,D3和D4打开,D1和D2关闭。电阻负载有RL负载,电流正负流过该电阻,方向相同。
 

  在桥式整流器电路中,每个二极管仅承载电路电流的一半,因此流过每个二极管的平均电流等于输出电流平均值的一半,这意味着电路中每个二极管的最大电压为( U2是两相电压的有效值。

  (3)滤波图电容器滤波电路的电路图

  通过使用滤波电路,可以对整流电路的输出电压中的交流成分进行滤波,以使输出电流变得均匀。常见的过滤器循环包括冷凝器草坪过滤器,电感过滤器和复合过滤器。如图4所示,在整流电路的输出端,即,在负载电阻器RL的两端并联连接有容量更大的电解电容器C,形成电容器滤波电路。与负载一起,它也称为并行滤波器。

线性直流稳压电源设计方案介绍及稳压电源原理图

  从图3可以看出,当u2在半个周期内为正时,电源错误!找不到参考源。通过导电二极管VD1和VD3向负载RL供应电流,同时对电容器C充电(将电能存储在电容器中,例如t1〜t2),并发出电压

  U0 =uc≈u2;错误!找不到参考源。达到峰值后,u2减小。当u0≥u2时,VD1和VD3提前切断,电容器C通过RL放电,输出电压缓慢下降(类似于t2〜t3)。电容器的电容非常慢。当uc下降不那么多时,u2已开始下一个增加周期。当u2> u0时,电源u2通过VD2和VD4向负载RL供电,同时电容器C(例如t3至t4)充电,依此类推。在电路进入稳态操作之后,负载将具有锯齿状的近似波形,如图中的实线所示。与整流输出的脉动直流输出(虚线)相比,滤波后的输出电压要平滑得多。

  放电时间常数RLC越大,输出电压越平滑。如果负载开路(RL =∞)并且电容器没有放电电路,则输出电压将保持故障!找不到参考源。峰值保持不变。估算输出电压:

  显然,电容器滤波电路的输出电压与放电时间常数τ=电容器的RLC有关,并且τ应该比u2的周期T大得多。分析和实验表明,

      可以如下估算滤波电路的输出电压,即

  整流二极管的导通时间缩短,并且存在瞬时过电压电流。必须使用二极管以允许更大的电流通过,并且管子参数必须满足,

  在已知负载电阻RL的情况下,根据公式选择滤波电容器C的电容,即

  如果容量太小,输出电压UO将下降。通常,选择高容量的电解电容器。电容器的电阻电压应大于u2的峰值,并且必须考虑电源电压的振荡以提供足够的余量。电容器滤波电路的负载能力差,仅适用于负载电流小的场合。

  (4)稳压电路

  ①电路组成:同相比运算电路的输入电压为稳定电压,比例系数可调,输出电压可调;在扩大输出电流的同时,集成运算放大器的输出端子增加了一个晶体管,并保持了发射极的输出形状。它形成带有加强链的串联稳压电路。使用由两个TIP41组成的复合管制作调整管,电阻器R1和稳压器管D3形成参考电压电路,电阻器R2,R3和R4是输出电压的测试电阻器,集成运算放大器LM358被用作输出电压的测试电阻。比较放大器电路。稳压管,参考电压电路,测试电阻器和比较器放大器电路构成了串联稳压电路的基本部分。电容器C1,C2和C3起到滤波作用。

  ②稳压原理:由于某些原因(例如电源电压的波动或负载电阻的变化等),输出电压U0增大(减小),并且采样电路将此趋势发送到反相输入端至A ,并且与输出电压U0同相。输入端子电位UZ相对放大,A的输出电压,即调节管的基极电位降低(增加);因为该电路采用发射极输出形式,所以必须降低(增加)输出电压U0,以便获得稳定的U0。

  该电路通过在深电压上引入负反馈来稳定输出电压。

  3、原理图

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