直流穩壓電源的設計

論文字數:5432,頁數:16

直流穩壓電源的設計
內容摘要

 直流穩壓電源廣泛應用于各種電子產品,不同的電路對電源的要求是不同的。在很多電子設備和電路中需要一種當電網電壓波動或負載發生變化時，輸出電壓仍能基本保持不變的電源。電子設備中的電源一般由交流電網提供，再經變壓、整流、濾波、和穩壓四個主要部分構成。本設計的主要內容是圍繞著如何使串聯可調直流穩壓電源輸出直流電壓穩定、脈動成分減小而展開的。首先介紹了全波整流電路的工作原理，接著介紹了電容濾波電路的性能特點，然后引入了具有放大環節和輔助電源的串聯可調式穩壓電源，并在電路中采用了提高穩定度，提高溫度穩定性及限流型過流保護電路的具體措施，以確保電路安全穩定的工作。
 
關鍵詞：電源、穩壓、整流、濾波、保護

引言
1.1前言：
 我們知道，任何一種電路都需要電源，它是電子電路工作的“能源”和“動力”。不同的電路對電源的要求是不同的。在很多電子設備和電路中需要一種當電網電壓波動或負載發生變化時，輸出電壓仍能基本保持不變的電源。我們把這種電源稱為直流穩壓電源。電子設備都需要一個或幾個電源才能運行，這些電源在有些情況下是化學電池，而在大多數情況下，則是由交流電網供電；這就需要先把交流電變成單向交流電，然后進一步變成比較平滑的直流電。但即使這樣做，所得到的直流電還很不理想，因為電網電壓時常變化，電子設備所取的電流也經常變化，一般的整流濾波電路難以保證輸出電壓不變。于是還需要有穩定電壓的措施，有時則需要有穩定電流的措施。
 隨著電子設備精度不斷提高，對電流電壓的指標也提出更高的要求。既輸出電壓既要穩定，又可調節，而且所含脈動，漂移和噪聲電壓要非常底，遇有過載情況還能自動保護，使設備不致損壞。電源中的不穩定因素主要有以下幾方面：首先是電網電壓的波動；其次，整流濾波電路有內阻的存在，當負載電流變化時，它的輸出電壓要隨之變化；濾波效果也和負載電流有關。此外溫度變化也可使輸出電壓漂移。
 穩壓電源的精度主要取決于穩壓管的精度。為此將它接到放大管的基極，并由穩壓電源輸出端向它供電，以保證流過穩壓管基極盡可能恒定。經過以上措施后的串聯式穩壓電源通道能達到 0.5 ％--1 ％的精度：即當電網電壓變化± 10 和負載電流從空載之間變化時，輸出電壓變化小于 0.5 ％--1 ％。
 在使用穩壓電源時，往往會出現電流過載和輸出短路的情況，為此必須對輸出電流加以限制，以免損壞調整管或其他元件，實現過流保護的指導思想是在輸出回路中串接一個低阻值的檢測電阻，其兩端之電壓正比于輸出電流，當此電壓超過某一臨界值以后和調整管基極相連，三極管開始導通控制調整管的基極電位，使調整管截止或趨于截止。于是造成了輸出電壓的下降和對輸出電流的限制。
1.2設計要求：
設計一個輸出直流電壓 4.5--5.5 V 連續可調，輸出電流0--1 A 的，具有溫度穩定性和過流保護電路的串聯可調式直流穩壓電源的。