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直流穩壓電源一般有哪幾部分組成?主要技術指標有哪些?

時間:2020-08-19   訪問量:48

直流穩壓電源的組成

  直流穩壓電源主要由四部分組成:電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路。

  1.電源變壓器

  電源變壓器是一種軟磁電磁元件,功能是功率傳送、電壓變換和絕緣隔離,在電源技術中和電力電子技術中得到廣泛的應用。

  2.整流電路

  “整流电路”(rectifying circuit)是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。

  整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉換成單向脈動性直流電,這就是交流電的整流過程,整流電路主要由整流二極管組成。經過整流電路之後的電壓已經不是交流電壓,而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓。習慣上稱單向脈動性直流電壓。

  3.濾波電路

  濾波電路常用于濾去整流輸出電壓中的紋波,一般由電抗元件組成,如在負載電阻兩端並聯電容器C,或與負載串聯電感器L,以及由電容,電感組成而成的各種複式濾波電路。

  4.穩壓電路

  稳压电路是指在输入电压、负载、环境温度、电路参数等发生变化时仍能保持输出电压恒定的电路。这种电路能提供稳定的直流電源,广为各种电子设备所采用。

  直流穩壓電源主要技術指標

  直流穩壓電源的技術指標可以分爲兩大類:一類是特性指標,反映直流穩壓電源的固有特性,如輸入電壓、輸出電壓、輸出電流、輸出電壓調節範圍 ;另一類是質量指標,反映直流穩壓電源的優劣,包括穩定度、等效內阻(輸出電阻)、紋波電壓及溫度系數等。

  1、特性指標

 。1)輸出電壓範圍

  符合直流穩壓電源工作條件情況下,能夠正常工作的輸出電壓範圍。該指標的上限是由最大輸入電壓和最小輸入-輸出電壓差所規定,而其下限由直流穩壓電源內部的基准電壓值決定。

 。2)最大輸入-輸出電壓差

  該指標表征在保證直流穩壓電源正常工作條件下,所允許的最大輸入-輸出之間的電壓差值,其值主要取決于直流穩壓電源內部調整晶體管的耐壓指標。

 。3)最小輸入-輸出電壓差

  該指標表征在保證直流穩壓電源正常工作條件下,所需的最小輸入-輸出之間的電壓差值。

 。4)輸出負載電流範圍

  輸出負載電流範圍又稱爲輸出電流範圍,在這一電流範圍內,直流穩壓電源應能保證符合指標規範所給出的指標。

  2、質量指標

 。1)電壓調整率SV

  電壓調整率是表征直流穩壓電源穩壓性能的優劣的重要指標,又稱爲穩壓系數或穩定系數,它表征當輸入電壓VI變化時直流穩壓電源輸出電壓VO穩定的程度,通常以單位輸出電壓下的輸入和輸出電壓的相對變化的百分比表示。

 。2)電流調整率SI

  電流調整率是反映直流穩壓電源負載能力的一項主要自指標,又稱爲電流穩定系數。它表征當輸入電壓不變時,直流穩壓電源對由于負載電流(輸出電流)變化而引起的輸出電壓的波動的抑制能力,在規定的負載電流變化的條件下,通常以單位輸出電壓下的輸出電壓變化值的百分比來表示直流穩壓電源的電流調整率。

 。3)紋波抑制比SR

  紋波抑制比反映了直流穩壓電源對輸入端引入的市電電壓的抑制能力,當直流穩壓電源輸入和輸出條件保持不變時,紋波抑制比常以輸入紋波電壓峰-峰值與輸出紋波電壓峰-峰值之比表示,一般用分貝數表示,但是有時也可以用百分數表示,或直接用兩者的比值表示。

 。4)溫度穩定性K

  集成直流穩壓電源的溫度穩定性是以在所規定的直流穩壓電源工作溫度Ti最大變化範圍內(Tmin≤Ti≤Tmax)直流穩壓電源輸出電壓的相對變化的百分比值。

  五款直流穩壓電源電路圖

  電路圖一:

  整個電路通過單片機(AT89C51)控制,P0口和DAC0832的數據口直接相連,DA的CS和WR1連接後接P26,WR2和XFER接地,讓DA工作在單緩沖方式下。DA的11腳接參考電壓,通過調節可調電阻使LM336的輸出電壓爲5.12V,所以在DAC的8腳輸出電壓的分辨率爲5.12V/256=0.02V,也就是說DA輸入數據端每增加1,電壓增加0.02V。

直流穩壓電源一般有哪幾部分組成?主要技術指標有哪些?

  電路圖二:

  電容降壓的5V直流穩壓電源,下面這個電源,最大可以提供約55mA電流:

直流穩壓電源一般有哪幾部分組成?主要技術指標有哪些?

  電容降壓的5V直流穩壓電源下面這個電源,最大可以提供約120mA電流:

直流穩壓電源一般有哪幾部分組成?主要技術指標有哪些?

  0-300v可調輸出電路,這個電路爲了與市電隔離加了一個1:1的變壓器,可以不用這個變壓器而直接輸入市電,當然安全上會降低,但不影響使用。

直流穩壓電源一般有哪幾部分組成?主要技術指標有哪些?

  電路圖三:

直流穩壓電源一般有哪幾部分組成?主要技術指標有哪些?

  电路工作原理:C1和C2与电源滤波器TLP组成TI型低通电源滤波电路,以消除工频干扰。前级预稳压采用三端稳压體7818,在7818的输人和输出端分别接两个大电解电容C7. C9,以得到纹波很小的直流电压,同时也接两个小容量的钽电解电容C8、C10, 以改善负载瞬态响应并抑制器件本身因外电路引发的高频自激。后级稳压包括由LM399组成的精密电压源、通用运算放大器LM741组成的误差电压放大器、以及晶体管V1、V2组成的放大缓冲调压电路。LM399的温度稳定器由+ 18V电源供电,稳压时提供的基准电压为6.95V ,动态内阻0.52,噪声电压小于0.7uV ,温度系数为0.000000 3/*C.长期工作稳定性在20PPM/千小时。从电路图。上可以看出,LM741被接成一个带负反馈的高增益直流差分放大器电路。R4和R5组成电压采样回路,采样信号VG送到LM741的反向输人端,与同相输人端的基准电压信号VREF相比较,产生的误差控制信号由其第6脚输出,经晶体管V2缓冲放大驱动调整管V1,动态改变V1的管压降,从而获得稳定的电压输出。RP为WXD]型精密线绕电位器,旋动RP中心抽头的位置,可连续调节稳压电源的输出电压。在图中的参数下,输出电压范围为1.0-15V ,输出电流小于等于500mA。当外电路电压在156~ 260V的变化条件下,用51/2位数字万用表测量仅1LSB的变化,纹波电压小于0.2mV,

  電路圖四:

  電路如圖1所示(點此下載原理圖)。由于LM317最大輸出電流爲1.5A,且當輸入與輸出端壓差過大時功耗,故采用Q1大功率三極管來擴展輸出電流。RP爲線繞電位器,可精確調整輸出電壓的大小,Q2是爲避免RP觸點接觸不良時,導致輸出電壓高于設定電壓而設置,一般情況下Q2截止,一旦RP觸點開路,則Q2通過RP提供的偏置電壓而導通,使調整端電壓下降,從而使輸出電壓變低。R1、R2、R3、Q3及K2組成電流範圍檢測電路,當負載電流在電阻R1或R2或R3上産生的壓降達到0.3V時,Q3導通,使Q4觸發導通,JK吸合,輸出被切斷,LED2熄滅,LED1變亮,指示此時爲過流限制狀態。按動K1即可恢複正常輸出狀態,可控矽G極的C6起抗幹撓作用,可減少可控矽的誤觸發。

直流穩壓電源一般有哪幾部分組成?主要技術指標有哪些?

  LED2除作工作狀態指示外,還是該電源空載時的負載,使輸出電壓在有負載與空載時相差不大。電路中的電壓表可用萬用表代替。

  該電源的元件型號及數值已在圖中標出,組裝後無須調試即可使用。需注意的是Q1應選大功率三極管並加裝散熱片。整流橋D1應大于3A。LED1和LED2用不同顔色的發光二極管。R1、R2、R3的阻值可根據自己需要確定,轉換開關K2應接觸良好,否則會影響使用。

  電路圖五:

  穩壓電路由電源開關SI、電源變壓器T、整流橋堆UR、電容器C-C3、三端穩壓集成電路IC1、IC3和電阻器RO-RI0等組成。

  输出电压控制电路由控制按钮S2.复位按钮S3、电阻器RI-R31,晶体管V-VIO、发光二极管VL-VU0和十进制计数/分配器集成电路1C2等组成。限于篇幅,电路中RI2-RI9. R22-R29. VL2-VL9和V2-V9未画出。接通Sl,交流220V电压经T降压、UR整流、C和C2滤波后,一路作为稳压输人电压加至IC的3脚,经IC稳压后输出;另一路经IC3稳压为+9V,作为IC2的工作电源。

直流穩壓電源一般有哪幾部分組成?主要技術指標有哪些?

  IC2在通電複位後,其YO端(3腳)輸出高電平,使v導通,R經V的導通內阻接地,而接人穩壓電路(R2-RI0經V的導通內阻對地短路)使1C穩壓後的輸出電壓爲+1.5V;同時VU點亮,指示輸出電壓值爲+1.5V。

  按动一下S2,IC2的CP端(14脚)输大一个高电平脉沖,1C2开始计数,其Y端输出高电平,使V2导通,RI和R2接人稳压电路(R3-RIO经V2的导通内阻接地短路),IC的输出电压升至+3V, VL2点亮;与此同时,1C2的YO端变为低电平,V截止,VL熄灭。

  连续按动S2, 1C2的YO- Y9输出端将依次轮流输出高电平,IC伯输出电压以1.5V步迸升高,同时相应的发光二极管点亮,指示出输出电压值。当1C2的Yg端输出高电平时,VIO导通,R1-RIO全部接入稳压电路,IC的输出电压为+1.5V;同时VLO点亮,指示输出电压为+I5V。

  按动复位按钮S3后,IC2强制复位,其M端输出高电平,1C的输出电压为+1.5V。改变RO- RIO的阻值,可改变稳压输出电压的高低。元器件选择RO- RIO均选用1/2W精密金属膜电阻器RII-R31选用1/4W金属膜电阻器或碳膜电C和C2均选用铝电解电容器,C的耐压值为35V, C2的耐压值为25V。

  VL-VUO選用p3mm或p5mm的發光二極管。UR選用2A、50V的整流橋堆。VI-VIo均選用S8050或C8050、3DG8050型矽NPN晶體管。

  IC选用LM317型三端可调稳压集成电路;IC 2选用CD4017或MC14017型十进制计数/分配器集成电路;IC 3选用LM7809或CW7809型三端稳压集成电路。

  T選用lOW、二次電壓爲18V的電源變壓器。

  S1選用250V.觸頭電流容量爲SA的電源開關;S2和S3均選用微型動合按鈕。


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