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直流稳压电源的设计步骤


2017-04-28 10:29   点击:65
                        

 1、串联型直流稳压电源设计思路

(1) 电网供电电压为交流220V(有效值)、50 Hz,要获得低压直流输出,首先须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要的交流电压。

(2) 降压后的交流电压,通过整流电路整流变成单向的直流电,但其幅值变化大(即脉动大)。

(3) 脉动大的直流电压须经过滤波电路变换成平滑的、脉动小的直流电,即将交流成分滤掉,保留其直流成分。

(4) 滤波后的直流电压再通过稳压电路稳压,便可得到基本上不受外界影响的稳定的直流电压输出,供给负载RL。

2、串联型直流稳压电源的原理框图如图1所示。

图1  串联型直流稳压电源原理框图

(1) 采用电源变压器将电网220V、50 Hz交流电降压后送整流电路.变压器的变比由变压器副边电压确定。

(2) 整流电路常用单相桥式整流电路,整流桥选用的二极管需要考虑允许承受的电压和电流值。

(3) 滤波器常采用无源元件R、L、C构成的不同类型滤波电路。由于本电路为小功率电源,放可用电容输入式滤波电路。

(4) 稳压电路采用串联反馈式稳压电路。比较放大单元采用分立三极管组成的差动放大器或者集成运算放大器,可提高电路的稳定性。

(5) 过流保护电路:串联稳压电路中,调整管与负载串联,当输出电流过大或者输出短路时,调整管会因电流过大或电压过高使管耗过大而被损坏,所以须对调整管采取保护措施。保护电路在教材和有关文献中均有介绍,可参考。

3、采用集成稳压器构成直流稳压电源,具有使用方便、结构简单及性能优良等许多优点,因而得到广泛应用。

目前在国际上已有数百个品种集成稳压器,国内也有几十个品种,主要有多端式与三端式和可调式与固定式之分。品种较多、较全的是串联负反馈调整式电路,功率—般为0.5~20 W。也有开关式集成稳压电路。

三端集成稳压器W7800应用电路举例如下:

(1) 作为固定输出电压的应用电路,如图2所示。

正常工作时,稳压器输入-输出电压差为2~3V,电容C1、C0用来实现频率补偿,抑制稳压电路的自激振荡。

图2 由W7800组成的固定输出电压电路

(2) 构成(7~30)V输出电压可调的应用电路。如图3所示。

电路由集成稳压器W7805和运算放大器F007等元器件构成,F007作为电压跟随器用,调节电位器RW可改变VO的稳压值。由于运放的输出幅度和稳压器输出电流的限值,故使输出电压VO的调节范围为(7~30)V。

图3 由W7805组成的(7~30)V输出电压可调电路

(3) 构成开关式稳压电源应用电路,如图4所示。

图中,W7800与功率三极管3AD30等组成开关稳压电路,3AD3D与W7800内部的调整管组成复合管形式作为开关元件使用,W7800内的误差放大器作为电压比较器使用。输出电压值VO为W7800的标称电压值,输入电压维持在下式给出的数值上,即VI=VO+VD+VZ+VBE,VD为W7800输入输出电压的差值,VZ为稳压二极管久的稳压值、VBE为三极管3AD30的be正向压降。DZ的接入为了减小W7800的输入-输出电压差值,其稳定电流值应大于W7800提供的电流值。三极管3AD30的电流负载能力要有相当余量,应为负载能力的二倍以上。

图4 W7800组成的开关稳压电源

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