1、项目一项目一 直流稳压电源的设计与制作直流稳压电源的设计与制作对于我们实际生活当中使用的大多数电子产品而言，其电路供电多为直流电源，如图1-1所示是直流电源在众多电子产品中应用的一个典型例子。任务任务1 直流稳压电源的设计直流稳压电源的设计【任务导读【任务导读】本任务系统的讲解了直流稳压电源的组成、主要性能指标以及工作原理。文中通过分立式串联稳压电源和集成可调式串联稳压电源的电路分析，着重介绍线性串联稳压电源电路的组成，各元器件参数的计算与电路的设计方法。同时，还简单介绍了开关电源的工作原理。1.1 直流稳压电源的工作原理直流稳压电源的工作原理1.1.1线性直流稳压电源线性直流稳压电源1线性直
2、流稳压电源的组成线性直流稳压电源的组成线性直流稳压电源的组成是由变压、整流、滤波和稳压四大部分组成，如图1-2所示：（1）变压，一般是将工频交流电压变成所需的直流电压。（2）整流，将交流电压变成脉动直流电。（3）滤波，将脉动直流电压中的交流成分滤除，得到直流电压。（4）稳压，将滤波电路输出的直流电压稳定，使之在输入电压、负载、环境温度和电路参数等发生变化时仍能保持稳定的输出电压。常见的线性直流稳压电路有稳压管稳压和串联调整式稳压等，如图1-3所示是典型的串联稳压电源的组成结构。2.直流稳压电源的主要技术指标直流稳压电源的主要技术指标（1）额定负载电流是指稳压电源所允许输出的最大电流，当超过额定
3、负载电流时，会导致器件损坏。（2）纹波电压是指叠加在输出电压上的交流分量，常采用峰峰值表示，一般为几mV到几十mV，也可以用有效值表示。（3）电源内阻是指在输入电压不变的情况下，输出电压的变化量与负载电流的变化量之比。（4）稳定度是指当各种不稳定因素发生变化时，对输出直流电压的影响，一般用输出电压变化的百分率来表示，它又分为电压稳定度和负载稳定度。3整流电路整流电路（1）半波整流半波整流电路和波形如图1-4所示。（2）桥式整流桥式整流电路及波形如图1-5所示，它因用4只二极管接成一个电桥的形式而得名。为作图方便，常将桥式整流电路画成图（b）的简化形式。（3）全波整流如图1-6所示，是全波整流电
4、路。目前，这种整流形式很少采用，已被桥式整流电路所代替。4滤波电路滤波电路如图1-7所示是电容器滤波的电路和波形。般常用如下经验公式估算电容滤波时的输出电压平均值，即：半波：U0U2 全波或桥式：U01.2U2滤波电容C越大，对交流的旁路作用就越强，滤波效果就越好。通常选：C（35）/RLf，式中f是整流电路输出信号的脉动频率，T是它的周期。对半波整流而言，f=50HZ；对全波或桥式整流，f=100HZ。滤波电容C一般选择容量大的铝电解电容。（2）电感滤波如图1-8所示，是电感滤波电路。电感滤波适用于负载电流较大的场合。它的缺点是制做复杂、体积大、笨重且存在电磁干扰。（3）复合滤波如图1-9所
5、示，几种典型的复合滤波电路。5直流稳压电路直流稳压电路（1）稳压管稳压电路如图1-10所示是一个基本的稳压管稳压电路，其稳压核心元件是一个稳压二极管DZ。（2）串联型稳压电路串联型稳压电路是最常用的一种线性稳压电源电路结构形式，如图1-11所示是一个输出电压可在一定范围连续可调的负反馈串联型稳压电路。该电路的组成方框图如图1-12所示（3）集成稳压电路常用的固定三端稳压器有“78”系列和“79”系列两种。其中，“78”系列输出的是正电源，而“79”系列输出的是负电源，“78”和“79”后面所跟数字表示输出的电压值，其外形及引脚功能如图1-13所示。固定电压输出基本电路，如图1-14所示是典型的
6、两种采用固定电压输出三端稳压器的基本电源电路。固定正、负电压双组输出电源电路，如图1-15所示是带正、负电压输出的电源电路，这种电路需要变压器有两个对称的次级绕组，中心抽头接地，注意两个电解电容的正负极不要接反。可调式三端集成稳压器可调式三端集成稳压器可以通过改变可调端实现输出电压在一定范围内变化，如图1-16所示是两种稳压器的外形及引脚功能图，常用的可调式三端稳压型号详见表1-1。以LM317为例，可调三端稳压器的典型应用电路如图1-17所示。图中，C1和C2为滤波电容，R1和R2组成可调输出电压网络，输出电压经过R1和R2分压加到ADJ端。1.1.2开关直流稳压电源开关直流稳压电源开关电源
7、的运用极为广泛，我们常用的家用电器电路中几乎都可以看到它的身影，如图1-18所示是某手机充电器上的开关电源。开关电源大致是由输入电路、变换器、控制电路、输出电路四个主体组成。如果细致划分，它包括：输入滤波、输入整流滤波、开关电路、取样电路、比较放大、振荡器、输出整流滤波等，如图1-19所示是较典型开关电源的组成方框图。1.2 线性串联稳压电源的设计线性串联稳压电源的设计1.2.1分立式可调线性串联稳压电源分立式可调线性串联稳压电源图1-20所示的电路是一个普遍采用的分立式可调线性串联稳压电源，分别由变压电路、整流滤波电路和稳压电路三部分组成，可实现电源输出电压在一定范围内调整，稳压电路部分采用
8、的是串联负反馈稳压电路。1.变压器部分变压器部分2.整流部分整流部分3.滤波部分滤波部分4.调整部分调整部分5.基准电源部分基准电源部分6.取样部分取样部分7.放大部分放大部分8.其他元件其他元件1.2.2集成可调线性串联稳压电源集成可调线性串联稳压电源如图1-21所示，是一种由集成稳压器LM317构成的连续可调的稳压电源，输出电压在1.2537V之间连续可调，输出最大电流可达1.5A。【巩固训练【巩固训练】1.训练目的：掌握线性稳压电源的工作原理与简单电路的设计方法。2.训练内容：（1）用集成模块设计一个电压在912V可调且具有过流过压保护电路的线性稳压电源。（2）根据电路设计要求进行元器件参数的选择。3.训练检查谢谢！
