电子系统设计与实现(二)

一电源电路（线性）设计直流稳压电路原理方框图+-ooooo一、电路组成++++41231u2u220V+-RLouV21VV3V4+–由一个变压器，四只二极管，一个负载组成，其中四只二极管组成电桥电路。二、工作原理：u2正半周时:D1、D3正向电压导通，D2、D4加反向电压截止。其输出波形如下图所示。++++41231u2u220V+-RLOuV21VV3V4+–u2ttuO´tiO´++++41231u2u220V+-RLOuV21VV3V4-+u2负半周时：D2、D4加正向电压导通，D1、D3加反向电压截止。其输出波形如下图所示。u2ttuo´´tio´´整个周期的输出波形如下图所示：tuo´´u2ttiO´tuO´tiO´´、tuOtiO三、主要参数：1输出电压平均值：0.9u22输出电流平均值:Io=Uo/RL=0.9u2/RL3流过二极管的平均电流：Iv=IL/24二极管承受的最大反向电压：URM=22u++++41232+43VuuVVO21LVR-u2ttuOπ20290dπ21U.tuUoo5脉动系数Ｓ用傅氏级数对全波整流的输出uo分解后可得:S定义：整流输出电压的基波峰值Uo1m与平均值Uo之比。)6cosπ3544cos1542cosπ34π2(22tttUuo67032πU22π324221.UUUSomo6稳压系数S稳压系数即输出直流电压的相对变化量与输入直流电压的相对变化量之比。iiOOUUUUS7输出内阻ro输出内阻是指输入直流电压不变时，由于负载电流的变化量ΔIL而引起的输出直流电压的变化量ΔU0的比值：LOoIUr显然，ro越小，则负载变化对输出的直流电压影响越小。单相半波整流单相全波整流桥式整流负载电压二极管最大整流电流IM二极管最高反向工作电压URMVL=0.9V2VL=0.45V2VL=0.9V2IM＞ILIM＞0.5ILIM＞0.5ILURM＞1.41U2URM＞2.82U2URM＞1.41U2例：试设计一台输出电压为24V，输出电流为lA的直流电源，电路采用全波整流，试确定变压器副边绕组的电压有效值，并选定相应的整流二极管。解：采用桥式整流电路时，变压器副边绕组电压有效值为：7.269.0240.9o2UUV整流二极管承受的最高反向电压为：6.377.2641.122RMUUV流过整流二极管的平均电流为：5.021oDIIA因此可选用四只2CZ11A整流二极管，其最大整流电流为1A，最高反向工作电压为100V。二滤波电路交流电压整流脉动直流电压滤波直流电压滤波电路的结构特点:电容与负载RL并联，或电感与负载RL串联。原理：利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)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，达到平滑输出电压波形的目的。)1()(0Rctetu三串联稳压电路1）、电路结构的一般形式TUORL+–+–UZUIiRiZiL实际上是射极输出器，Uo=UZ-UBE。但带负载的能力比稳压管强。BZRiii,0BELiii)1(负载电流的变化量可以比稳压管工作电流的变化量扩大（1+）倍。电路原理降压电路桥式整流电路滤波电路滤波电路显示电路取样电路调整、比较放大电路TUORL+–+–UZUIiRiZiL串联式直流稳压电路的基本形式两个主要缺点：(1)稳压效果不好。(2)输出电压不可调。改进的方法：在稳压电路中引入带电压负反馈的放大环节。稳压电路Δuo比较放大ΔＵo调整输出电压工作原理UO=UCE+ULUL=UO-UCE当电网电压升高时，负载电压升高当电网电压降落时，负载电压降低UCE上升UL下降UCE下降UL上升工作原理当电网电压升高时：U0↑→UL↑→V9(Ube)↑→V9(Ｉb)↑→V9(Ｉc)↑→V9(Uce)↓→V7(Ube)↓→V8(Ube)↓→V8(Ｉb)↓→V8(Ｉc)↓→V8(Uce)↑→UL↓四集成稳压电源随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器。本节主要介绍常用的W7800系列三端集成稳压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护环节。123123W7800系列稳压器外形W7900系列稳压器外形1端:输入端2端:公共端3端:输出端1端:公共端2端:输入端3端:输出端应用电路输出为固定电压的电路+_W7800系列稳压器基本接线图CoW7800CIUI+_Uo1320.1~1F1µF正负电压同时输出电路W78XXCIUI+_UO132+_CIW79XX13COCO2UO提高输出电压的电路COW78XXCIUI+_+_UO132UXXUZRDZUXX:为W78XX固定输出电压UO=UXX+UZ组装电路元器件标识品名规格V1~V4二极管1N4007×4V5V6二极管1N4148×2V7V8三极管9013×2V9三极管9011R1电阻2KΩR2电阻680KΩRP可调电位器1KΩC1电解电容器470uF/50VC2电解电容器47uF/50VC3电解电容器100uF/50VRL负载电阻30ΩT电源变压器220V/9V