電源畢業(yè)設(shè)計(jì)--串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　電源是各種電氣設(shè)備能量的來源，電源的質(zhì)量是決定電氣設(shè)備的運(yùn)行正常與否的關(guān)鍵，穩(wěn)壓電源往往是各種電器設(shè)備的重要組成部件，它提供電壓電流，就像一個人的心臟一樣向全身提供所需的血液，為了能夠很好的掌握這門技術(shù)，并能熟練的檢修維修電源電路的故障，特地在圖書館和網(wǎng)上搜集了一些有管這方面的資料，也為自己能進(jìn)一步對它有所了解，所以下面就是我在

2、我的指導(dǎo)老師的幫助下寫完了這篇有關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電源的畢業(yè)論文，在此特地的感謝他們。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　緒論4</b></p><p><b>　　0.1選題背景4</b></p><p>　　0.2方案的比較和論證5<

3、/p><p>　　第一章 穩(wěn)壓電源基本知識6</p><p>　　1.1 常用電源類型與特點(diǎn)6</p><p>　　1.1.1 線性電源6</p><p>　　1.1.2 開關(guān)電源7</p><p>　　1.2 常用穩(wěn)壓電源的基本組成9</p><p>　　1.2.2 開

4、關(guān)穩(wěn)壓電源10</p><p>　　2.1 常用的穩(wěn)壓穩(wěn)壓電源的基本原理12</p><p>　　2.1串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電源13</p><p>　　2.1.1. 組成特點(diǎn)13</p><p>　　2.1.2.基本電路14</p><p>　　2.2并聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電源15</p><p&g

5、t;　　2.2.1.組成特點(diǎn)15</p><p>　　2.2.2基本電路16</p><p>　　2.3脈沖變壓器耦合開關(guān)穩(wěn)壓電源17</p><p>　　2.3.1組成特點(diǎn)17</p><p>　　2.3.2基本電路18</p><p>　　2.3常用穩(wěn)壓電源的特性和適用場合19</p>&

6、lt;p>　　2.3.1 常用穩(wěn)壓電源的特性19</p><p>　　第3章 衡量穩(wěn)壓電源質(zhì)量的主要技術(shù)指標(biāo)21</p><p>　　3.1穩(wěn)壓電源的一些相關(guān)參數(shù)21</p><p>　　3.2常用穩(wěn)壓電源的適用場合22</p><p>　　第4章串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源相關(guān)系統(tǒng)23</p><p>　　4.

7、1主要硬件選用23</p><p>　　4.3調(diào)整電路28</p><p>　　4.6采用電路28</p><p>　　4..7基準(zhǔn)電壓28</p><p>　　4.8放大電路29</p><p>　　第5章帶單片機(jī)的串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源29</p><p>　　5.1 AT89C51

8、單片機(jī)29</p><p>　　5.1.1．發(fā)展趨勢29</p><p>　　5.2 LED數(shù)碼管接口原理30</p><p>　　5.2.1．LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及工作原理30</p><p>　　5.2.2．?dāng)?shù)碼管結(jié)構(gòu)的判斷30</p><p>　　5.2.3．靜態(tài)顯示的原理與接口31</p>

9、<p>　　5.2.4．動態(tài)顯示的原理與接口31</p><p>　　5.3.．鍵盤顯示電路介紹31</p><p>　　5.4電源電路32</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　【摘要】電源是現(xiàn)在電子工業(yè)中最為不可缺的另一支領(lǐng)域，在計(jì)算機(jī)中就有專設(shè)的電源設(shè)計(jì)部門，再如在工業(yè)操

10、作設(shè)備中，它的電源也是要求較高的，數(shù)控機(jī)床、電視機(jī)、航天器。這些都是對電源有所要求的，有些還是很高的，航天器就有專設(shè)設(shè)備，在電源這一塊也一樣的投入了，大的精力，但在生活中常用的電器設(shè)備的電源還是串聯(lián)穩(wěn)壓電源居多，在較長見的是一些基本的串聯(lián)穩(wěn)壓電源，沒用到單片機(jī)，而我設(shè)計(jì)的這個電路參入了，單片機(jī)作為后極的取樣之用，因?yàn)榧佑兴髮θ拥臏?zhǔn)確度再度提高，按樣在后面的比較電路中會輸出的更準(zhǔn)確的。</p><p>　　【

11、關(guān)鍵字】 工業(yè)操作設(shè)備 單片機(jī) 取樣 比較放大</p><p>　　【Abstract】The power supply is now in the electronics industry the most indispensable for another one field, in the computer have 4-storey power design department, like a

12、gain in the industrial operation equipment, its power is also the demand is higher, no machine tools, TV, spacecraft. These are some of the power requirements, and some are high, spacecraft have set up specially equipmen

13、t, in power the piece also same devotion, the big energy, but in life common electrical equipment of power supp</p><p>　　【Keyboard】：Industrial operating equipment microcontroller sampling comparative amplifi

14、cation</p><p><b>　　串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　0.1選題背景</b></p><p>　　眾所周知，電氣設(shè)備沒有電源是不能工作的，大部分的設(shè)備用的是5V或12V穩(wěn)壓電源，雖然獲得直流電源

15、的方式多種多樣，但便攜式設(shè)備大多采用電池，其余的采用220V/380V商業(yè)電源。所以需要經(jīng)過變壓器變換成所需的電壓值，再由整流變壓成直流電供給電路設(shè)備，僅僅被整流過的直流電源，受到輸入交流電壓的變化、變壓器和整流二極管本事電壓降等的影響，電壓的穩(wěn)定性和精確都不好，嚴(yán)重時足以使電路或設(shè)備無法達(dá)到預(yù)期的性能要求。</p><p>　　同樣大家也應(yīng)該知道電壓變動的原因，無非就這幾種：</p><p&

16、gt;<b>　　交流電源電壓的變化</b></p><p>　　電源品質(zhì)的本身不穩(wěn)定，波動范圍大，即在大功率電器使用時，會影響到其他的電器設(shè)備供電偏低的現(xiàn)象，即本來的220V電壓可能下降到210V左右。</p><p>　　電源變壓器的電壓降：</p><p>　　指變壓器的大小不同電壓降也不同，變壓器內(nèi)部因有線圈繞制而成，所以線圈本身有電阻

17、也產(chǎn)生電壓降。</p><p>　　整流二極管的電壓降：</p><p>　　整流大多采用橋式二極管，它由四只二極管組成，在二極管上也會有壓降的。</p><p><b>　　紋波電壓：</b></p><p>　　交流電源屬于正弦波，即使通過電解電容后能夠得到一定程度的平滑，但仍然存在紋波電壓，紋波電壓可以看成是2倍的

18、電源頻率連續(xù)變化的電壓脈動，它的出現(xiàn)會在某個階段時刻會損壞元器件。</p><p>　　0.2方案的比較和論證</p><p>　　在傳統(tǒng)的串聯(lián)穩(wěn)壓電源中只用了基本電子元器件，在那里僅僅只用到純粹的模擬信號，在這其中難免有些誤差，但在如今新的電路中有可以加上單片機(jī)作其取樣電路部分，因?yàn)樵诖?lián)穩(wěn)壓電源中它的關(guān)鍵部分在取樣電路，它的作用是將取樣來的信號與前面的輸入電壓進(jìn)行對比，所以在取樣電路中

19、，如有誤差偏大的話，那對于前極輸入來的電壓比較是不準(zhǔn)確的，對后面的輸入也是存在誤差性的。當(dāng)然還有開關(guān)穩(wěn)壓電源，在這支電路中它較復(fù)雜，成本高，用在要求較高設(shè)備中是最好的，但在一般電路中用串聯(lián)穩(wěn)壓就已經(jīng)足夠了。</p><p>　　第一章 穩(wěn)壓電源基本知識</p><p>　　在所有單元電路和電子設(shè)備的整機(jī)中，都必須有直流電源才能正常工作。它們對直流電源的要求也是多種多樣的，不同設(shè)備對電源

20、的電壓、電流、穩(wěn)定度及紋波等要求個不相同，而提供直流電源的方式也是多種多樣的。</p><p>　　消耗功率小的設(shè)備：例如晶體管收音機(jī)及電子計(jì)算器、電子玩具等，可使用化學(xué)電池。</p><p>　　移動設(shè)備：例如飛機(jī)、汽車與拖拉機(jī)、輪船上的電子設(shè)備，常使用直流發(fā)電機(jī)或蓄電池。</p><p>　　現(xiàn)代化電子設(shè)備:例如各種測試設(shè)備、通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電視機(jī)、影碟機(jī)

21、、家用影響系統(tǒng)、辦公電子設(shè)備等，都是將電網(wǎng)中的交流電經(jīng)過整流、濾波和穩(wěn)壓等一系列變換獲得必需的穩(wěn)定直流電源。因此直流電源的性能將直接影響整機(jī)的可靠性及性能指標(biāo)。</p><p>　　1.1 常用電源類型與特點(diǎn)</p><p>　　在下面所說的常用電源是指由電網(wǎng)電壓變換后得到的直流電源。主要有線性電源和開光電源兩大類。</p><p>　　1.1.1 線性電源&

22、lt;/p><p>　　線性電源的類型較多，分類方法也有很多種。</p><p>　　1. 根據(jù)穩(wěn)壓方式不同分類</p><p>　　根據(jù)穩(wěn)壓方式不同分類，線性電源可分為并聯(lián)穩(wěn)壓方式和串聯(lián)穩(wěn)壓方式。</p><p><b>　　（1）并聯(lián)穩(wěn)壓方式</b></p><p>　　所謂并聯(lián)穩(wěn)壓：穩(wěn)壓調(diào)整元件

23、與負(fù)載相并聯(lián)的一種穩(wěn)壓方法。</p><p><b>　?。?）串聯(lián)穩(wěn)壓方式</b></p><p>　　所謂串聯(lián)穩(wěn)壓：穩(wěn)壓調(diào)整元件與負(fù)載相串聯(lián)的一種穩(wěn)壓方法。</p><p>　　并聯(lián)穩(wěn)壓電源方式多采用穩(wěn)壓二級管組成穩(wěn)壓電路，這類穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便，常在小型電子設(shè)備中廣泛采用。但它有兩個缺點(diǎn)：首先，輸出電壓受穩(wěn)壓管限制，不能隨意調(diào)節(jié)；

24、其次，輸出電流受穩(wěn)壓管允許工作電流的限制，一般只是數(shù)十毫安，不能供給較大的負(fù)載電流。</p><p>　　串聯(lián)型穩(wěn)壓方式的電路中設(shè)置了調(diào)整晶體管，調(diào)整晶體管起到調(diào)整輸出的作用，故其性能優(yōu)于并聯(lián)型穩(wěn)壓方式，應(yīng)用范圍最廣。</p><p>　　2. 根據(jù)電路結(jié)構(gòu)不同分類</p><p>　　串聯(lián)型穩(wěn)壓方式根據(jù)電路結(jié)構(gòu)的不同又可分為：簡單串聯(lián)穩(wěn)壓電源，帶有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)穩(wěn)

25、壓電源、具有輔組電源的串聯(lián)穩(wěn)壓電源、具有差動放大器的串聯(lián)穩(wěn)壓電源、具有過載保護(hù)電路的穩(wěn)壓電源，采用復(fù)合管調(diào)整的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源等。</p><p>　　3. 根據(jù)使用的元器件不同分類</p><p>　　根據(jù)使用元器件不同分類，線形電源又可分為：分立元器件線形穩(wěn)壓電源電路和集成電路線形穩(wěn)壓電源電路</p><p>　　1.1.2 開關(guān)電源</p>&

26、lt;p>　　作為現(xiàn)在工業(yè)上常用的一種電源，少了它如同學(xué)生上課時沒有帶筆上課一樣，所以在此也提提有關(guān)開光電源。</p><p>　　首先開關(guān)電源是在在20世紀(jì)70年代以來的發(fā)展非常迅速的新技術(shù)，現(xiàn)在被用在各個領(lǐng)域中中。</p><p>　　開穩(wěn)壓電源的效率搞，開關(guān)管用在開關(guān)狀態(tài)，功耗小所以效率可達(dá)80%~90%。而通常的線性調(diào)整穩(wěn)壓電源效率僅只有50%左右。開關(guān)穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓范圍寬，

27、它是將交流市電整流后的直流電壓通過開關(guān)管的開關(guān)作用將直流電變換成交流脈沖，再經(jīng)過整流濾波將交流脈沖變成直流電壓，所以，只要開關(guān)管能夠正常工作就能夠輸出穩(wěn)定的直流電壓。</p><p>　　由于開關(guān)電源允許輸入電壓大范圍地變化，故可適用在電網(wǎng)變化范圍大的地區(qū)使用；</p><p>　　開關(guān)穩(wěn)壓電源的種類也是很多的，電路形式也是多樣的根據(jù)分類方式不同有多種。</p><p&

28、gt;　　1. 根據(jù)開關(guān)管在電路中的連接方式分類</p><p>　　根據(jù)連接方式不同分類為：可分為串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源，并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源和脈動變壓器耦合式開關(guān)電源，前面兩個應(yīng)用最廣泛。</p><p>　?。?）并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源</p><p>　　是指：儲能電感與負(fù)載采用并聯(lián)方式連接的一種電源電路。</p><p>　?。?）串聯(lián)型開關(guān)

29、穩(wěn)壓電源</p><p>　　是指：儲能電感與負(fù)載采用串聯(lián)方式連接的一種電源電路</p><p>　　并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電路中開關(guān)管截至?xí)r，集電極和發(fā)射機(jī)兩端承受的電壓為輸入電壓與電感感應(yīng)電壓之和，為串聯(lián)型開關(guān)電源的2倍，對開關(guān)管耐壓要較高；但并聯(lián)型開關(guān)電源可設(shè)置多只不同電感量的儲能電感，以同時提供多路輸出電壓，因此并聯(lián)型開關(guān)電源應(yīng)用也較廣泛。</p><p>　　2.

30、 根據(jù)開關(guān)管激勵方式不同分類</p><p>　　根據(jù)開關(guān)管激勵方式不同可分為：開關(guān)電源可分為自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源和他激式開關(guān)穩(wěn)壓電源</p><p>　?。?） 自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源</p><p>　　自激式開關(guān)穩(wěn)壓式電源是由開關(guān)管和開關(guān)變壓器構(gòu)成的正反饋環(huán)路，來完成自激振蕩的，其工作特點(diǎn)與間歇振蕩器相似。</p><p>　　(2) 他激

31、式開關(guān)穩(wěn)壓電源</p><p>　　他激式開關(guān)穩(wěn)壓電源是另加一個振蕩器，振蕩器產(chǎn)生的開關(guān)脈沖加在開關(guān)管上，用來控制開關(guān)管的導(dǎo)通與截止，使開關(guān)電路工作并輸出直流電壓。</p><p>　　3. 同樣根據(jù)使用元器件可分為</p><p>　　根據(jù)使用器件可分為：分為分立式元器件的開關(guān)穩(wěn)壓電源和由集成電調(diào)頻式路組成的開關(guān)穩(wěn)壓電源</p><p>

32、　　4. 根據(jù)穩(wěn)壓的控制方式不同分類</p><p>　　根據(jù)穩(wěn)壓控制方式不同分類，開關(guān)穩(wěn)壓電源可分為脈動調(diào)寬式和脈沖調(diào)頻式兩種。</p><p>　　(1) 脈沖調(diào)寬式開關(guān)穩(wěn)壓電源是指：由相關(guān)電路對開關(guān)的脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制的一種穩(wěn)壓電路。</p><p>　　(2) 脈沖調(diào)頻式穩(wěn)壓電源電路是指：由相關(guān)電路對開關(guān)的脈沖頻率進(jìn)行調(diào)制的一種穩(wěn)壓電路。</p>

33、<p>　　5. 其他開關(guān)穩(wěn)壓電源電路</p><p>　　(1) 根據(jù)誤差取樣方式分類</p><p>　　從誤差取樣方式分類，還有間接取樣和直接取樣開關(guān)電源兩種</p><p>　　(2) 根據(jù)輸出電壓高低分類</p><p>　　根據(jù)輸出電壓高低不同分類，可以分為升壓式開關(guān)穩(wěn)壓電源和降壓穩(wěn)壓電源。</p>

34、<p>　　(3) 根據(jù)電壓和頻率是否變動分類</p><p>　　根據(jù)電壓和頻率是否變動分類，可以分為恒壓頻式開關(guān)穩(wěn)壓電源和變壓變頻式開關(guān)穩(wěn)壓電源</p><p>　　(4) 根據(jù)效率高低的不同分類</p><p>　　根據(jù)效率高低的不同分類，可分為PWM(脈沖調(diào)制)和高效率的諧振式開關(guān)電源高效率的諧振式開關(guān)電源是由基本的PWM 開關(guān)電源演變而來的，通常

35、主要用于需要電源具有更輕的重量和更小的體積，并且對電磁才噪聲有嚴(yán)格的要求的場合，如航空航天電子設(shè)備便攜式設(shè)備及模塊電源。</p><p>　　PWM開關(guān)電源比線性電源具有更高的效率和靈活性，通常應(yīng)用于要求高效率和多組電源電壓輸出的場合，開關(guān)電源的重要比線性電源輕，因?yàn)閷τ谙嗤妮敵龉β?，開關(guān)電源的散熱器小，但開關(guān)電源的成本要高得多，</p><p>　　另外還有單端式、推挽式、半橋式和全橋

36、式開關(guān)電源等。</p><p>　　6. 常用電源特點(diǎn)對比</p><p>　　從目前使用情況使用較多的常用電源主要是：線性電源、脈寬調(diào)制開關(guān)電源和高效率的諧振式開關(guān)電源</p><p>　　表1—1 四種電源技術(shù)特點(diǎn)</p><p>　　1.2 常用穩(wěn)壓電源的基本組成</p><p>　　線性直流穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)方框

37、圖如下。在圖中給出了各關(guān)鍵點(diǎn)上的波形，攻理解電路時參考。該電路通常由電源變壓器、整流電流、濾波電路、穩(wěn)壓電路以及保護(hù)電路五部分組成。</p><p>　　(a) （b） （c）</p><p>　?。╠） （e）&l

38、t;/p><p><b>　　1. 變壓部分</b></p><p>　　電網(wǎng)提供的交流電壓一般為220V或380V而各種電子設(shè)備所需的直流電壓幅值各不相同，因此，常需要先將電網(wǎng)電壓經(jīng)電源變壓器降壓，然后再去進(jìn)行整流、濾波和穩(wěn)壓，最后得到所需要的直流電壓幅值。</p><p><b>　　2. 整流部分</b></p&g

39、t;<p>　　整流部分的作用是利用具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟?，將正?fù)交替的正弦交流電壓變成單向的脈動電壓。但是，這種單向脈動電壓包含著很大的脈動成分，距理想的直流電壓相差很遠(yuǎn)，如圖（c）波形</p><p><b>　　3. 濾波部分</b></p><p>　　濾波部分一般是由電容器、電感器等儲能元件組成的其作用是盡可能地將單向脈動電壓中的脈動成分濾

40、掉，使輸出電壓成為比較平滑的直流電壓如圖的波形。但是，當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流發(fā)生變化時，濾波器輸出的直流電壓的幅值也將隨之發(fā)生變化，在要求比較、高的電子設(shè)備中，這種電源是不符合要求的，如圖（d）。</p><p><b>　　4. 穩(wěn)壓部分</b></p><p>　　穩(wěn)壓部分一般是有穩(wěn)壓器件（例如穩(wěn)壓二級管、晶體三級管、穩(wěn)壓集成塊等電子器件構(gòu)成的電路）組成的，其作用是

41、采取某些措施，使脈沖系數(shù)減小，使輸出的直流電壓在電網(wǎng)或負(fù)載電流發(fā)生變化時保持穩(wěn)定，以進(jìn)一步提高輸出電壓的穩(wěn)定性，如圖（e）</p><p><b>　　5. 保護(hù)電路</b></p><p>　　當(dāng)由于某種偶然因素或誤操作使負(fù)載短路或輸出電流過大時，保護(hù)電路啟動工作，以保護(hù)電路元件不至被損壞。</p><p>　　1.2.2 開關(guān)穩(wěn)壓電源&l

42、t;/p><p>　　雖然開關(guān)穩(wěn)壓電源的類型較多，電路組成也較復(fù)雜，但他們的基本原理是不變的，一般都由圖可看出其方框圖</p><p><b>　　U0</b></p><p><b>　　ui</b></p><p>　　開關(guān)穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)方框圖</p><p>　?。╝）

43、 （b） （c）</p><p><b>　　1—2圖</b></p><p><b>　　1. 輸入電壓</b></p><p>　　輸入電壓一般為整流、濾波后的不穩(wěn)定電壓，該電壓提供給開關(guān)電路。</p>

44、;<p><b>　　2. 理想開光電路</b></p><p>　　理想開關(guān)對輸入電壓進(jìn)行振蕩，產(chǎn)生出頻率在15~50KHZ范圍的開關(guān)脈沖電壓送到后級整流及LC濾波電路</p><p>　　3. 整流及濾波電路</p><p>　　整流及濾波電路對理想開關(guān)電路送來的開關(guān)脈沖整流和濾波，產(chǎn)生出穩(wěn)定的直流輸出電壓。</p>

45、;<p><b>　　4. 反饋控制電路</b></p><p>　　反饋控制電路對輸出電壓進(jìn)行取樣，得出的誤差電壓對理想開關(guān)進(jìn)行負(fù)反饋。以保證輸出電壓穩(wěn)定。</p><p><b>　　5. 工作過程</b></p><p>　　假設(shè)理想開關(guān)的開關(guān)周期為T接通時間為如果開關(guān)頻率遠(yuǎn)大于電源頻率則在開關(guān)的一個周

46、期內(nèi)可以不考慮輸入電壓中的紋波，把視為常量。因此，開關(guān)輸出電壓就是幅值為、周期為T、脈沖寬度為的周期性矩形脈沖，如圖1—2</p><p>　　用LC濾波器濾去交流成分后，輸出端便得到直流電壓，當(dāng)Uo增加或減少時由反饋電路產(chǎn)生控制信號去控制脈沖的占空系數(shù)d，使之減小或增加，從而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定輸出電壓的母的。</p><p>　　6. 脈沖調(diào)制電路的類型</p><p>

47、　　在開關(guān)穩(wěn)壓電源中，保證輸出直流電壓的穩(wěn)定是一個核心問題，通常都是由“脈沖調(diào)制電路”來實(shí)現(xiàn)的。脈沖調(diào)制電路通常分為脈沖寬度調(diào)制方式和脈沖頻率方式兩種，兩種的工作原理基本相同，均是采用控制開關(guān)脈沖的占空比來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓目的的，也就是通過控制開關(guān)管的導(dǎo)通時間與開關(guān)周期的比值來使輸出的電壓穩(wěn)定。</p><p>　　(1) 脈沖寬度調(diào)制</p><p>　　所謂脈沖寬度調(diào)制是指：開關(guān)工作的頻率受一

48、標(biāo)準(zhǔn)頻率鎖定，使開關(guān)脈沖周期恒定，穩(wěn)壓過程中是通過改變開關(guān)管的導(dǎo)通時間，即開關(guān)脈沖波形的占空比來到達(dá)直流輸出電壓穩(wěn)定。</p><p>　　(2) 脈沖頻率調(diào)制</p><p>　　脈沖頻率調(diào)制是指：他也是通過控制開關(guān)管的導(dǎo)通時間來穩(wěn)定輸出直流電壓的，即開關(guān)脈沖寬度受控與輸出直流電壓的變化的變化量，而其開關(guān)工作頻率也跟著變化。當(dāng)輸出直流電壓升高時，脈沖頻率調(diào)制電路促使開關(guān)管導(dǎo)通時間縮短（開

49、關(guān)電源工作頻率也隨之會升高）。</p><p>　　當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時間縮短以后，就會使儲能元件中的儲存的能量減少，最終就會使輸出電壓降下，達(dá)到了穩(wěn)定輸出電壓的目的。</p><p><b>　　7. 其他方面說明</b></p><p>　　近年來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，用于開關(guān)穩(wěn)壓電源電路電路中的新器件越來越多，在電路結(jié)構(gòu)上也進(jìn)行較大的改進(jìn)和提高

50、，開關(guān)穩(wěn)壓電源也由分立元件逐步發(fā)展到了厚膜集成電路。</p><p>　　所謂厚膜集成電路：它是將分立元件開關(guān)電源電路中的取樣電路、基準(zhǔn)電路、比較放大電路、脈沖調(diào)制電路、開關(guān)管集成在一塊集成電路內(nèi)，由此可使開關(guān)穩(wěn)壓電源的元件數(shù)量大幅度減少，開關(guān)電源的可靠性得到進(jìn)一步提高。</p><p>　　微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，也使開關(guān)電源穩(wěn)壓電源厚膜集成塊的集成度越來越高，新技術(shù)的應(yīng)用也越來越多，例如

51、“過零檢測”和邏輯控制電路等選進(jìn)數(shù)字電路的引入，也使開光穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓特性越來越好，保護(hù)功能也越來越完善，故障率也越來越低。</p><p>　　2.1 常用的穩(wěn)壓穩(wěn)壓電源的基本原理</p><p>　　在電子電路中用得較多的是線性穩(wěn)壓電源與開關(guān)穩(wěn)壓電源，現(xiàn)在就這兩類穩(wěn)壓電源的工作原理分別介紹如下</p><p>　　線性穩(wěn)壓電源的類型較多，應(yīng)用最廣乏的是串聯(lián)型

52、穩(wěn)壓電源電路，該電路的工作原理可用下圖所說明。</p><p>　　AC220V </p><p>　　交流市電由變壓器降到所需要的數(shù)值后，由整流器把方向、大小都變化的交流電變成單一方向的直流電。這個直流是方向不變但大小有變化的脈動電壓。經(jīng)濾波后除去快

53、速變化的紋波成分，得到基本平滑的直流電壓加到調(diào)整管輸入端。由調(diào)整管調(diào)整輸出u電壓提供給負(fù)載使用。</p><p>　　2.1.1.穩(wěn)壓控制</p><p>　　U輸出電壓一路提供給負(fù)載使用的同時，還有一路加到取樣電路上。由取樣、放大電路對輸出的電壓進(jìn)行取樣，得到的誤差電壓來控制調(diào)整管的輸出電壓，以使該電壓保持穩(wěn)定，不受負(fù)載和輸入電壓變化的影響。</p><p>　　

54、當(dāng)輸出電壓u發(fā)生變化時，通過取樣電路取出電壓的一部分或全部，與基準(zhǔn)電壓比較后，比較放大器比較其他電壓變化，并將這一變化量進(jìn)行放大，送至調(diào)整管的基極，調(diào)整管用比較放大器提供的信號來對其輸出電壓進(jìn)行調(diào)整，使其波動值減小到最低限度，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。一般來說，比較放大器的放大倍數(shù)越大，穩(wěn)壓輸出電壓的穩(wěn)定度就越好。 </p><p>　　2.1.2.保護(hù)電路 </

55、p><p>　　如圖所用虛線畫出過載取樣與保護(hù)控制電路兩部分由于串聯(lián)穩(wěn)壓電路中的調(diào)整管是與負(fù)載相串聯(lián)的，負(fù)載所需要的電流都經(jīng)過調(diào)整管，當(dāng)使用不慎和其他原因使輸出短路或過流時，調(diào)整中就有很大的電流通過，且?guī)缀跞空鬏敵鲭妷簳釉谡{(diào)整管的c-e極之間，故容易使其損壞。為此，串聯(lián)穩(wěn)壓電路多設(shè)置了過載保護(hù)電路會自動啟動工作，限制輸出電流大小或切斷電源，保護(hù)調(diào)整管不至損壞，當(dāng)故障排除后，電路又會恢復(fù)正常。</p>

56、<p>　　2.1串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電源</p><p>　　串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電源是指開關(guān)管串聯(lián)在輸入電壓與負(fù)載電路之間的一種工作方式的電源電路</p><p>　　2.1.1. 組成特點(diǎn)</p><p>　　串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源組成方框圖如下，其主要有開關(guān)管，取樣電路、比較放大電路其準(zhǔn)電路、脈沖調(diào)寬電路等組成。</p><p><b

57、>　　開關(guān)脈沖</b></p><p><b>　　（1）穩(wěn)壓過程</b></p><p>　　當(dāng)輸入的交流電壓或負(fù)載電流發(fā)生變化時，就會使輸出電壓Uo發(fā)生變化，這一變化的電壓，由取樣電路將變化量取出后與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，得到的誤差電壓經(jīng)過比較放大器以后，去控制開關(guān)脈沖的寬度，以使輸出的直流電壓穩(wěn)定。</p><p>　　由上

58、面的分析可以知道，脈沖寬度調(diào)整電路的作用，就是開關(guān)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制也就是用誤差電壓作為調(diào)制信號，使開關(guān)脈沖寬度受誤差電壓的控制。</p><p><b>　?。?）特點(diǎn)</b></p><p>　　串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源的效率較高，而且工作效率與輸入電壓Ui的大小無關(guān)，不過，由于串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電源未使用電源變壓器，且其開關(guān)管的輸入端和整流濾波電路輸出的直流電壓直接相連（整

59、流濾波電路通路是直接將市電220V交流電壓整流濾波后輸出），故電路地線往往會帶電，屬熱底板方式。</p><p>　　2.1.2.基本電路</p><p>　　串聯(lián)式開關(guān)電源的基本電路如下圖，在該圖中，VT1為開關(guān)管，VD1為續(xù)流二極管，L為儲能電感，C為濾波電容，R為負(fù)載電阻。</p><p>　　開關(guān)管VT1串聯(lián)在輸入電壓與負(fù)載之間。當(dāng)開關(guān)管VT1的基極有開關(guān)脈

60、沖信號輸入時，開關(guān)管就會周期性地開關(guān)而處于飽和導(dǎo)通和截止兩種狀態(tài)。</p><p>　　二極管VD1的作用與彩色電視機(jī)行輸出電路中的阻尼二極管十分類似，與開關(guān)管處于相反的工作狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)管VT1導(dǎo)通時，VT1二極管則截止，而當(dāng)開關(guān)管VT1導(dǎo)通時，VT1則導(dǎo)通，由此就可在負(fù)載中有連續(xù)的電流通過。正是VD1的這種VD1的這種續(xù)流作用，通常稱其為續(xù)流二極管。</p><p>　　設(shè)置了VD1二極

61、管，不僅提高了電路的工作效率，而且也改善了輸出直流電壓中的紋波。</p><p>　　(1) VT1基極輸入正脈沖</p><p>　　當(dāng)開關(guān)管VT1的基極有正脈沖輸入時，VT1就會正偏飽和導(dǎo)通，其c~e之間電壓降到近似為0V,開關(guān)管導(dǎo)通后輸出的Ui分為兩路：</p><p>　　● 一路加到續(xù)流二極管VD1的負(fù)極上，使其反偏截止：</p><

62、p>　　● 另一路經(jīng)L、C、R形成回路回路電流經(jīng)L對電容C進(jìn)行充電，也對R負(fù)載供電。由于電感是一種儲能元件，故當(dāng)該回路中電流流入時，電感會以磁場能的形式將能量儲存起來。</p><p>　　(2) VT1基極輸入負(fù)脈沖</p><p>　　當(dāng)開關(guān)管VT1的基極有負(fù)反饋脈沖時，VT1就會反偏截止，從而切斷輸入電壓Ui向負(fù)載供電的通路，但由于電感中的電流不能突變，在電感中就會感應(yīng)出右正

63、、左負(fù)的電壓。該電壓就會使續(xù)流二極管正偏導(dǎo)通，儲存在電感L中的能量就會 通過VD1導(dǎo)通的二極管繼續(xù)向電容C充電，同時也為負(fù)載提供工作電源，也就是電感中儲存的磁能轉(zhuǎn)換為電容的電能或向負(fù)載釋放，以維持負(fù)載電流的連續(xù)性。</p><p>　　在圖中，電感器L和電容器C組成的LC濾波電路具有很好的濾波特性，用于濾波輸出直流電壓中的開關(guān)脈沖頻率的紋波及其諧波分量，以使開關(guān)電源輸出的直流電壓更加純凈。</p>

64、<p>　　2.2并聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電源</p><p>　　并聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電源是指開關(guān)管與輸入電壓及輸出負(fù)載并聯(lián)的一種工作方式的電源電路</p><p>　　2.2.1.組成特點(diǎn)</p><p>　　并聯(lián)式開關(guān)電源組成方框圖，如下，主要由開關(guān)管、脈沖整流濾波電路。取樣電路，基準(zhǔn)電路、比較放大電路、脈沖調(diào)寬電路、儲能電感組成。</p><p&g

65、t;<b>　　U0</b></p><p><b>　　AC220V</b></p><p><b>　　開關(guān)脈沖</b></p><p>　　并聯(lián)式開關(guān)穩(wěn)壓電源組成框圖</p><p><b>　　(1) 穩(wěn)壓過程</b></p><

66、;p>　　并聯(lián)式開關(guān)穩(wěn)壓電源的控制原理與串聯(lián)式開關(guān)穩(wěn)壓電源基本相似。開關(guān)管VT1在開關(guān)脈沖的信號控制下，周期性的處于飽和導(dǎo)通與截止兩種狀態(tài)，故在開關(guān)管VT1的基電極上可獲得大幅度的脈沖電壓，該電壓再經(jīng)脈沖整流濾波電路處理以后，就可得到直流輸出電壓Uo</p><p>　　Uo輸出電壓一路提供給負(fù)載電路Rl坐工作電源，另一路加在取樣電路。</p><p>　　當(dāng)輸出電壓Uo變化時，經(jīng)取

67、樣電路取樣將輸出電壓變化量與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，得到的誤差電壓經(jīng)比較放大器進(jìn)行放大得到的誤差控制電壓，加到脈沖寬度調(diào)制電路，由該電路來對開關(guān)管的開關(guān)脈沖寬度進(jìn)行控制，以使輸出的直流電壓Uo穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。</p><p><b>　　(2) 特點(diǎn)</b></p><p>　　并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源的效率高，但由于該電源也未使用電源變壓器，且輸出端僅是通過脈沖整流電路及儲能

68、電感與主整流濾波電源的直流電壓直接相連，故電路地線也往往也會帶電的。</p><p><b>　　2.2.2基本電路</b></p><p>　　并聯(lián)式開關(guān)電源的基本電路圖如下，在電路中，L為儲能元件，其與開關(guān)管VT1串聯(lián)后并聯(lián)在輸入電壓Ui兩端；VD1為脈沖整流二極管，C為濾波電容，Rl為負(fù)載電路。當(dāng)開關(guān)管VT1的基極有開關(guān)控脈沖輸入時，VT1管就會周期性地工作于飽

69、和導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)。</p><p>　　(1)VT1基極輸入正脈沖</p><p>　　當(dāng)開關(guān)管VT1的基極輸入的脈沖為正脈沖時，VT1開關(guān)管就會正偏飽和導(dǎo)通，等效于將輸入電壓Ui加在電感L的兩端，此時電感中的電流線性上升，輸入電壓Ui向電感L提供能量，也就是電感L會儲存能量。在此期間，假定電容C兩端已村儲了電荷，故二極管VD1會反向偏置截止。此時負(fù)載R上所需的電流是此前電容上所充的電壓提

70、供的。</p><p>　　(2)VT1基極輸入負(fù)脈沖</p><p>　　當(dāng)開關(guān)管VT1基極輸入的脈沖為負(fù)脈沖時，VT1開關(guān)管就會反偏而截止，切斷了輸入電壓Ui與電感L的回路，但由于電感中的電流不會突變，在電感上感應(yīng)出上負(fù)下正的感應(yīng)電壓，該電壓就會使脈沖整流二極管VD1正偏導(dǎo)通，這樣，輸入電壓Ui與電感L上的電壓形成的電流，就會通過VD1為負(fù)載R供電并對電容C進(jìn)行充電。</p>

71、;<p>　　電容C上所充的電荷在開關(guān)管VT1導(dǎo)通時，可繼續(xù)對負(fù)載R供電，以維持負(fù)載電流的連續(xù)性。</p><p>　　2.3脈沖變壓器耦合開關(guān)穩(wěn)壓電源</p><p>　　脈沖變壓器耦合開關(guān)穩(wěn)壓電源是指：開關(guān)管與脈沖變壓器初級串聯(lián)后，與輸入電壓Ui并聯(lián)的一種工作方式的電源電路</p><p><b>　　2.3.1組成特點(diǎn)</b>

72、;</p><p>　　脈沖變壓器耦合式開關(guān)穩(wěn)壓電源組成方框圖如下，主要組成有，開關(guān)管、取樣電路、基準(zhǔn)電路、比較放大電路、脈沖寬度調(diào)制電路、脈沖變壓器組成。</p><p><b>　　(1)穩(wěn)壓過程</b></p><p>　　開關(guān)管VT1的工作狀態(tài)，受脈沖寬度調(diào)制器輸送來的開關(guān)脈沖信號的控制呈周期性地導(dǎo)通與截止，由此就可以在開關(guān)管集電極上形

73、成脈沖電壓，經(jīng)脈沖變壓器耦合，在其次極就可得到相應(yīng)的脈沖電壓，該電壓再經(jīng)脈沖整流濾波電路處理后，就可以得到直流輸出電壓Uo。</p><p>　　在上述工作過程中，開關(guān)管導(dǎo)通與截止使整流濾波得到的直流電壓變成了脈動電壓，這一過程為逆變過程。</p><p>　　脈沖整流濾電路的Uo電壓一方面為負(fù)載R供電，另一方面加到取樣電路上，當(dāng)輸出電壓變化時，取樣電路取樣后的電壓加到比較放大電路，與基準(zhǔn)

74、電壓比較后的電壓信號再送至脈沖寬度調(diào)制器，調(diào)制后的脈沖信號控制VT1的導(dǎo)通與截止的占空比</p><p><b>　　(2)特點(diǎn)</b></p><p>　　由于脈沖變壓器耦合式開關(guān)電源是通過改變脈沖變壓器初級與次級的匝數(shù)比來實(shí)現(xiàn)降壓或升壓的，故可以采用多組次極繞組以獲得多個不同值的直流電壓，使用靈活方便。</p><p>　　另外，脈沖器變壓

75、器的初、次間采用交流耦合方式，故可以有效的將負(fù)載與輸入電網(wǎng)隔離使負(fù)載底板不會帶電，維修開關(guān)電源負(fù)載電路時比較安全。</p><p><b>　　2.3.2基本電路</b></p><p>　　脈沖變壓器耦合開關(guān)穩(wěn)壓電源如圖，在電路中，VT1為開關(guān)管，T為脈沖變壓器，采用軟磁鐵氧體鐵心加繞線圈后制成；VD1為脈沖整流二極管，C為整流電壓濾波電容；R為負(fù)載電路。</

76、p><p>　　由于脈沖變壓器耦合開關(guān)穩(wěn)壓電源電路中開關(guān)管VT1的c~e極與脈沖電壓器初級線圈串聯(lián)后并接在輸入電壓Ui上，故該類開關(guān)電源也屬于并聯(lián)開關(guān)電路，其工作狀態(tài)也受開關(guān)管VT1基極輸入信號控制，當(dāng)基極有開關(guān)控制脈沖輸入時，VT1管就會周期性地工作于飽和與截止?fàn)顟B(tài)。</p><p>　　(1)VT1基極輸入正脈沖</p><p>　　當(dāng)開關(guān)管VT1的基極輸入脈沖為正

77、時，VT1開關(guān)管飽和導(dǎo)通，等效于將輸入電壓Ui加在脈沖變壓器初級線圈L1的兩端，使L1線圈中有電流流過其上的電壓極性為上正下負(fù)，根據(jù)同名端定義，以及上圖所標(biāo)的同名端，在脈沖變壓器T的次級線圈L2上感應(yīng)的電壓極性為上負(fù)下正，故此是脈沖整流二極管VD1處于反偏截止?fàn)顟B(tài)，此時負(fù)載的供電，是由電容C此前所充的電壓提供。</p><p>　　(2)VTI基極為負(fù)脈沖</p><p>　　當(dāng)開關(guān)管VT

78、1的基極輸入脈沖為負(fù)時，VT1開關(guān)管反偏截止，開關(guān)管電流下降為0，而集電極電壓上升為高電壓，根據(jù)同名端定義，脈沖變壓器T次級線圈L2上就會感應(yīng)得到上正下負(fù)的脈沖電壓，該電壓是二極管VD1正偏導(dǎo)通這樣，開關(guān)管變壓器T次級繞組感應(yīng)輸出的電壓一方面為負(fù)載R提供電流，另一方面對電容C充電。</p><p>　　在上圖中，脈沖變壓器T所標(biāo)同名端的使用方式為反向激勵方式，由于這種方式在整個開關(guān)周期中初級或次級總有一個開關(guān)元件

79、導(dǎo)通的緣故，使脈沖變壓器總處于低阻狀態(tài)，從而起到了減弱高頻振蕩及防止產(chǎn)生過沖脈沖的作用。</p><p>　　2.3常用穩(wěn)壓電源的特性和適用場合</p><p>　　在電子和電子裝置中，電源的性能、質(zhì)量好壞將直接影響其工作與運(yùn)行的質(zhì)量，故對電源地特性有所要求，即要求其穩(wěn)定性能滿足實(shí)際設(shè)備的要求，又不至對電源要求過高而造成浪費(fèi)，故對常用穩(wěn)壓電源的特性要有所了解，以便正確選用。</p&g

80、t;<p>　　2.3.1 常用穩(wěn)壓電源的特性</p><p>　　仍以目前用量較大的串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)電源為例來說明穩(wěn)壓電源的特性。</p><p><b>　　2.串聯(lián)穩(wěn)壓電源</b></p><p>　　在晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓電源，由于調(diào)整管和負(fù)載是串聯(lián)關(guān)系，且工作在放大區(qū)，在其集電極與發(fā)射極之間流過的電流很大，管壓降亦較大

81、，調(diào)整管本身也要消耗很大的功率。故電路的效率很底，對輸入交流電壓要求很高（即適應(yīng)市電電壓變化范圍較?。枰β瘦^大的大功率管作調(diào)整管。但串聯(lián)型穩(wěn)壓電路也有其優(yōu)點(diǎn)，這類電源的紋波系數(shù)小，開關(guān)干擾較小，維修方便，故特別適用于功率較小、要求不高的場合。</p><p><b>　　2.開關(guān)穩(wěn)壓電源</b></p><p>　　開關(guān)穩(wěn)壓電源特性較多，主要有下面幾點(diǎn)：<

82、/p><p>　　(1)電路工作效率高</p><p>　　在開關(guān)電源電路中，開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)其截止時，由于五電流通過而不會消耗功率，故極大地提高了電源的效率，開關(guān)電源的工作效率可達(dá)80%~95%。</p><p>　　(2)適用交流電源電壓范圍廣</p><p>　　開關(guān)電源適用的交流電源電壓的范圍很寬，當(dāng)輸入的交流電源電壓在150~2

83、50之間變化時，均可正常穩(wěn)定地輸出所需的直流電源電壓，輸出電壓的變化小于2%。因此。開關(guān)穩(wěn)壓電源特別適用于電網(wǎng)電壓波動較大的地區(qū)。</p><p><b>　　(3)功率小</b></p><p>　　由于開關(guān)穩(wěn)壓電源電路中的開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)，功率消耗小，故可以不加電源變壓器，也不需要加很大的散熱片，較小的功耗使機(jī)內(nèi)溫升較低，機(jī)內(nèi)電子元器件可以長期工作而免受其損，

84、極大的提高了整機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性。</p><p><b>　　(4)體積小重量輕</b></p><p>　　開關(guān)電源使用的元器件雖多，但未使體積較大的、體積較重的變壓器，故實(shí)際體積和重量比串聯(lián)穩(wěn)壓電源電路小得多和輕得多。</p><p><b>　　(5)安全可靠</b></p><p>　　無

85、論是那一種類型的開關(guān)穩(wěn)壓電源，其電路中通常都設(shè)置了保護(hù)電路，當(dāng)穩(wěn)壓電路和其負(fù)載電路出現(xiàn)故障或短路時，相關(guān)保護(hù)電路均會啟動工作，自動切斷電源，且反應(yīng)靈敏、可靠。(6)不足處</p><p>　　開關(guān)穩(wěn)壓電路出現(xiàn)故障時，往往會導(dǎo)致多個元件受損，檢修難度較大，檢修技術(shù)要求較高。</p><p>　　開關(guān)干擾影響較大，故其輸入部分需要設(shè)置一定的抗干擾電路。</p><p>

86、<b>　　3.特性對比</b></p><p>　　串聯(lián)穩(wěn)壓電源與開關(guān)穩(wěn)壓電源的主要特征對比如下表。</p><p>　　第3章 衡量穩(wěn)壓電源質(zhì)量的主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　電子電路和電子裝置中使用的穩(wěn)壓電源形式較多，但一般就采用這些指標(biāo)來對穩(wěn)壓電源進(jìn)行評價。</p><p>　　3.1穩(wěn)壓電源的一些相關(guān)參數(shù)

87、</p><p><b>　　1 電壓調(diào)整率Su</b></p><p>　　電壓調(diào)整率也稱為電壓穩(wěn)壓定度是指在輸出電流Io不變，交流電源電壓U變化，輸出電壓Uo的相對變化量，即：</p><p><b>　　2 電流調(diào)整率Si</b></p><p>　　電流調(diào)整率是指：在交流電源電壓為額定值22

88、0V時，輸出電流Io從0變到最大值時，輸出電壓Uo的相對變化量，即：</p><p>　　一般情況下，不用電流調(diào)整率這個指標(biāo)，而用“內(nèi)阻”來表示該項(xiàng)性能。</p><p><b>　　3 內(nèi)阻Ro</b></p><p>　　內(nèi)阻也是輸出電阻，它是指：當(dāng)交流電源電壓為額定時，輸出電壓變化量Uo與輸出電流變化Io之比，即：</p>

89、<p>　　上式中已經(jīng)將整流濾波電路的內(nèi)阻包括進(jìn)去了。</p><p><b>　　4 最大紋波電壓</b></p><p>　　最大紋波電壓是指：電源輸出端的交流電壓分量，一般用有效值或峰值表示</p><p><b>　　5 穩(wěn)壓系數(shù)Sr</b></p><p>　　穩(wěn)壓系數(shù)是指：當(dāng)負(fù)

90、載不變時，穩(wěn)壓電路輸出電壓相對變化量Uo與輸入電壓相對變化量之比，即：</p><p><b>　　6 溫度系數(shù)Sr</b></p><p>　　溫度系數(shù)是指：輸入電壓Ui和輸出電流Io均不變，由于環(huán)境溫度T變化，引起輸出電壓Uo的漂移量，即</p><p>　　以上這些都是衡量穩(wěn)壓電源性能優(yōu)劣的參數(shù)指較小時，說明穩(wěn)壓電路的穩(wěn)定性要好。<

91、;/p><p>　　3.2常用穩(wěn)壓電源的適用場合</p><p><b>　　1. 線性穩(wěn)壓電源</b></p><p>　　多數(shù)的線性穩(wěn)壓電源都是可調(diào)的，他是利用有緣器件導(dǎo)通電阻的可變性將輸入電壓將至設(shè)定的輸出電壓，但是，線性電源在工作是會以發(fā)熱的形式損壞大量的能量，故效率較低。</p><p>　　線性穩(wěn)壓電源在效率要求

92、不高的應(yīng)用場合中廣泛使用，包括強(qiáng)制風(fēng)冷設(shè)備，也包括那些對電器噪音很敏感而有需要“靜音”電源的儀器設(shè)備，RF射頻接收器。</p><p>　　總而言之，在輸出功率小于10W的應(yīng)用場合，線性穩(wěn)壓電源有他的用武之地，10W以上，散熱器會變得既大又貴，采用線性穩(wěn)壓電源就不合算了。</p><p><b>　　2. 開關(guān)穩(wěn)壓電源</b></p><p>

93、　　開關(guān)穩(wěn)壓電源與線性穩(wěn)壓電源相比，它有和多的優(yōu)點(diǎn)，在相同的功率容量下，開關(guān)電源比線性電源的效率要高，體積小，故開關(guān)電源在使用時比線性電源更具有更高的效率和靈活性。</p><p>　　根據(jù)開關(guān)電源的特性，對與PWM（脈寬調(diào)制）開關(guān)電源，適用于要求高效率和多組電源電壓輸出場合，如便攜式產(chǎn)品、航空和自動化產(chǎn)品、儀器儀表、離線式產(chǎn)品等。</p><p>　　對于高效率的諧振式開關(guān)電源，由于其是

94、由基本的PWM開關(guān)電源演變后得來的，故其主要用于需要電源小巧且對電源噪聲（干擾）有嚴(yán)格要求的場合，如航空、航天電子設(shè)備、便攜式設(shè)備和模塊電源等。</p><p>　　第4章串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源相關(guān)系統(tǒng)</p><p><b>　　4.1主要硬件選用</b></p><p>　　因選擇的課題是串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源，所以其基本原理圖是</p>

95、<p>　　4.1.1.整流濾波電路</p><p>　　整流部分一般都是用到二極管構(gòu)成的橋式整流電路，當(dāng)然有半波整流電路和全波整流電路兩種</p><p>　　半波整流電路構(gòu)成及工作原理，半波整流電路它是由整流二極管VD，單相變壓器T和負(fù)責(zé)R組成，變壓器的副邊電壓U時正弦交流電</p><p>　　由于二極管的單向?qū)щ娦?，在交流電電壓的正半周，a正、b

96、負(fù)，二極管加正向電壓導(dǎo)電，產(chǎn)生電流由aVDRb形成通路。</p><p>　　忽略二極管的正向電壓降，此時</p><p>　　在的負(fù)半周，a負(fù)、b正，二極管加反向電壓截止，則：</p><p><b>　　=0</b></p><p>　　4.1.2主要技術(shù)指標(biāo)。</p><p>　　輸出電壓的

97、平均值：負(fù)載R上得到的電壓時單向脈動直流電壓，含有脈動成分，因此一般用平均值表示其大小</p><p>　　通過負(fù)載和二極管上 的平均電流為：</p><p>　　所以二極管承受的最大反向電壓是</p><p>　　單向半波整流電路的優(yōu)點(diǎn)，是電路簡單，但它的缺點(diǎn)是效率低，脈動大的變現(xiàn)</p><p>　　4.1.3單相橋式整流電路</p

98、><p>　　電路構(gòu)成及其原理，單相橋式整流電路如下，它由4個二極管VD，一個單相變壓器T和負(fù)載R組成，如下圖的簡化圖</p><p>　　由于二極管的單向?qū)щ娦?，在交流電壓u2的正半周，a正、b負(fù)，二極管VD1、VD2加正向電壓導(dǎo)通，VD3、VD4加反向電壓截止，產(chǎn)生電流aVD1RVD3b形成通路，如圖，在U2的負(fù)半周，a負(fù)，b正，二極管VD2、VD4加正向電壓導(dǎo)通，VD1、VD3加反向電壓

99、截止。產(chǎn)生的電流由bVD2RVD4a形成通路，如圖，在下個周期來時也是一樣的重復(fù)上面。</p><p>　　2主要參數(shù)，假設(shè)副邊電壓U2為正弦交流電</p><p><b>　　U2=</b></p><p><b>　　4.2濾波電路</b></p><p>　　整流是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，但負(fù)載

100、上得到的是單向上的電壓，波動很大，需在整流電路之后加濾波電路，以減少輸出電壓中的交流分量。</p><p><b>　　濾波電路常用元件</b></p><p>　　電容和電感式濾波電路常用元件，利用它們的儲能特性，在二極管導(dǎo)電時儲存一部分能量，然后再逐漸釋放出來，從而得到比較平滑的波形，或者從另一角度看，電容和電感對于交流成分和直流成分反映出來的阻抗不同，如果把它們

101、合理安排在電路上，可以達(dá)到較低交流成分、保留直流成分的目的，體現(xiàn)出濾波的作用。所以電容和電感是組成濾波電路的主要元件</p><p>　　4.2.1濾波電路的類型</p><p>　　濾波形式很多，歸納起來常見有</p><p>　　4.2.2電容濾波電路（C濾波電路）</p><p>　　如下圖，即是將電容與后面的負(fù)載進(jìn)行并聯(lián)這種電路簡單，

102、負(fù)載直流電壓較高，紋波也較小，但輸出特性較差，適用負(fù)載電壓較高，負(fù)載變動不大的場合，</p><p><b>　　電容的選擇</b></p><p>　　在全波橋式整流電路中，若無濾波電容，直流輸出電壓Uo與變壓器次級次級電壓有效值U2之間的關(guān)系為：</p><p>　　若有電容，但負(fù)載開路時：</p><p>　　如果

103、有電容濾波而且負(fù)載也沒有開路時，U0應(yīng)介于0.9U2與1.4U2之間，如果按下式取值那么可以取得好的濾波效果;</p><p>　　RC=(2~5)T/2</p><p>　　如果整流電路內(nèi)阻很小。一般可認(rèn)為是：</p><p>　　4.2.3單Ll濾波電路</p><p>　　在橋式整流電路和電路負(fù)載R之間串入一個電感器，根據(jù)電磁慣性原理，

104、當(dāng)電感中通過一變化的電流時，電感兩端產(chǎn)生一反向電壓來阻滯電流的變化，因而起到濾波作用，當(dāng)流過電感的電流增加時，反電勢會抑制其增加，同時將一部分能量儲存在磁場中，使電流緩慢增加，反之，當(dāng)電流減小時，電感的反電動勢又會阻止其減小，電感放出儲存的能量，使電流減小程度變慢，因此利用電感可以減小輸出電壓的紋波，從而得到比較平滑的直流，當(dāng)忽略電感L的電阻時，負(fù)載上輸出的平均電壓和純電阻負(fù)載相同，即：</p><p>　　4.

105、2.4電感電容濾波電路</p><p>　　為了減小負(fù)載電壓的紋波電壓，在電感后再 接一電容與負(fù)載并聯(lián)，就構(gòu)成了LC濾波器</p><p>　　這樣整流輸出電壓電感濾波后，又經(jīng)一電容濾波，會使負(fù)載電路上得到一個更平滑的直流電壓，此濾波電路適用于電流大的，要求輸出電壓脈動較小的場合，用于高頻更適合</p><p>　　4.2.5 LC組成的型濾波器</p>

106、<p>　　如果要求輸出電壓的脈動更小，可以在LC濾波器的前面再并聯(lián)一個濾波電容C1，便構(gòu)成了型LC 濾波器，它的濾波效果比LC濾波器更好，但二極管沖擊電流較大。</p><p><b>　　4.3調(diào)整電路</b></p><p>　　調(diào)整電路由于工作于線性區(qū)的功率VT1組成，它的基極電流受放大環(huán)節(jié)輸出信號控制，根據(jù)放大電路的提供的信號去調(diào)整輸出電壓Ul

107、。</p><p>　　串聯(lián)穩(wěn)壓電源中流經(jīng)調(diào)整管的電流基本上就是負(fù)載電流Il，當(dāng)負(fù)載上的電流變大時，調(diào)整管，所需要的基極電流Lb也較大，為了減小推動調(diào)整管的控制電流，可以采用復(fù)合管來作調(diào)整管。</p><p><b>　　復(fù)合管電路如下，</b></p><p>　　由圖，可知，復(fù)合管的Ie就是Ie1，復(fù)合管的Ic=Ic1+Ic2，而復(fù)合管的I

108、b就是VT2的Ib2.復(fù)合管中通過VT1的負(fù)載電流較大，故VT1常用大功率的管子，VT2只需供給VT1基極電流，可用功率小的管子。</p><p>　　復(fù)合管可以獲得很大的電流放大倍數(shù)，這是有利的一面，但是穿透電流的影響增大了，特別是VT2的穿透電流經(jīng)VT1放大后，當(dāng)溫度變化時會嚴(yán)重影響調(diào)整管的工作，甚至可能使調(diào)整管的溫度空載時偏離放大工作狀態(tài)而出現(xiàn)失控，為了克服穿透電流的影響，通常會在VT2的發(fā)射極與地之間加接

109、一只電阻，給穿透電流提供一分流支路，減小流入下一級的電流，故R又稱為泄露電阻。</p><p>　　若2只都還不滿足，可以用3只和4只管子組成復(fù)合管，由于VT1管子是通過負(fù)載電流的管子，除選用大功率管外，一般都還配有散熱片。</p><p><b>　　4.6 取樣電路</b></p><p>　　采用電路一般由三只電阻并聯(lián)起來進(jìn)行且將其接到比

110、較放大管的基極，以控制輸出電壓的影響，</p><p><b>　　4.7 基準(zhǔn)電壓</b></p><p>　　基準(zhǔn)電壓由穩(wěn)壓管VDZ和R2構(gòu)成的電路提供，即穩(wěn)壓管上的電壓Uz是一穩(wěn)定性較高的直流電壓，作為調(diào)整、比較的標(biāo)準(zhǔn)。R2為穩(wěn)壓管的限流電阻。</p><p><b>　　4.8放大電路</b></p>

111、<p>　　放大電路又VT2管為主構(gòu)成。VT2的基——射極電壓Ube2是采樣電壓與基準(zhǔn)電壓之差，將這個電壓差值進(jìn)行放大再去控制調(diào)整管VT1。R1是VT2的負(fù)載，同時也是VT1的偏流電阻。</p><p>　　第5章 帶單片機(jī)的串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源</p><p>　　5.1 AT89C51單片機(jī)</p><p>　　5.1.1．發(fā)展趨勢</p>

112、;<p>　　MCS-51系列單片機(jī)價格低廉，派生產(chǎn)品數(shù)量眾多，便于開發(fā)，在一般工業(yè)領(lǐng)域，其性能能滿足大部分的需求，目前應(yīng)用最廣泛。在相當(dāng)?shù)囊欢螘r期內(nèi)仍然是主流，AT89系列單片機(jī)各型號均以MCS-51為核心發(fā)展而來，AT89C51單片機(jī)是AT89系列的主流，使用非常廣泛。</p><p>　　5.1.2．主要功能特性概述</p><p>　?。?）8位的CPU CPU是8

113、9C51單片機(jī)的核心，完成運(yùn)算和控制功能，一次能處理8位二進(jìn)制數(shù)或代碼。</p><p>　?。?）256B的內(nèi)部RAM 內(nèi)部RAM能作為寄存器供用戶使用得只是前128個單元，用于存放可讀寫的臨時數(shù)據(jù)，其中后128個單元被專用寄存器占用。</p><p>　?。?）4KB的內(nèi)部flash ROM 簡稱內(nèi)部ROM，存放程序、原始數(shù)據(jù)或表格數(shù)據(jù)。</p><p>　?。?/p>

114、4）2個16位定時/計(jì)數(shù)器T0/T1 89C51單片機(jī)共有2給我16位的定時\計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)定時或計(jì)數(shù)功能，并以其定時或計(jì)數(shù)結(jié)果對計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。</p><p>　?。?）4個8位并行I/O口，分別為P0、P1、P2、P3實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入輸出。</p><p>　　（6）1個全雙工的串行口，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其他設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。</p><p>　?。?）5個中

115、斷源 包括2個外部中斷，2個定時/計(jì)數(shù)中斷，1個串行口發(fā)送/接受中斷。</p><p>　?。?）片內(nèi)時鐘震蕩電路 89C51芯片允許的晶振頻率一般為1—24MHZ。</p><p>　　5.1.3．主要引腳功能概述</p><p>　?。?）I/O口引腳32條</p><p>　　（2）控制引腳:a ALE/PROG 地址所存控制信號。在

116、系統(tǒng)擴(kuò)展時，ALE輸出的信號用于控制鎖存器把P0口輸出的低8位地址鎖存起來，配合P0口引腳的第二功能使用，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。</p><p>　?。?）EA/Vpp 訪問程序存儲控制信號。當(dāng)EA為低電平時，CPU只執(zhí)行外部程序存儲器指令；EA信號為高電平時，則CPU優(yōu)先從內(nèi)部程序存儲器執(zhí)行指令，并自動延至外部程序存儲單元。</p><p>　?。?）RST/VPD RST是復(fù)位信