电子产品制作电子教材第4章.docVIP

学习情境4 直流稳压电源的设计与制作项目4.1直流稳压电源电路设计学习要点:1.学习直流稳压电源电路基础；2.学习直流稳压电源设计方法；4.1.1直流稳压电源的基本知识1.直流稳压电源的概念直流电源是电子设备不可缺少的重要组成部分，它为电路中的电子器件建立正常工作的条件，并提供信号正常放大、转换所需要的能量，其性能的优劣直接影响电子系统的性能指标。在电子设备中，直流电源将来自电网的交流电转化为稳定的直流电，通常称为直流稳压电源。2．直流稳压电源的组成来自电网的交流电转化为稳定的直流电,电路由电源变压器、整流器、滤波器、稳压电路等几部分组成, 其组成框图如下： + 电 源 + 整 流 + 滤 波 + 稳 压 + u1 u2 u3 uI U0 _ 变压器 _ 电 路 _ 电 路 _ 电 路 _ u1 u2 u3 uI U0 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t (1)电源变压器电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。一般的电子设备所需要的直流电压较之交流电网提供的220V电压相差较大，为了得到输出电压的额定范围，就需要将电网电压转换到合适的数值。所以，电压变换部分的主要任务是将电网电压变为所需要的交流电压，同时还可以起到直流电源于电网的隔离作用。(2)整流电路整流电路的作用是将交流电压u2变换成脉动的直流电压u3,由于这种电压存在着很大的脉动成分（称为纹波），因此一般还不能直接用来给负载供电，否则，纹波的变化会严重影响负载电路的性能指标。(3)滤波电路其作用是把脉动直流电压u3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压UI. 也就是说，滤波部分实际上是一个性能较好的低通滤波器，且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率。(4)稳压电路由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压UI会随着变化。因此，为了维持输出电压UI稳定不变，还需加一级稳压电路。稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。2．直流稳压电源的主要技术指标(1)稳压系数S指负载一定时,输入电压的变化率与输出电压变化率的比值,其定义式为 是反映稳压性能高低的技术指标.S越大， 稳压性能越好。 (2) 输出电阻(电源内阻)Ro指输入电压一定时,输出电压的变化量与输出电流变化量的比值,其定义式为也是反映稳压性能高低的技术指标. Ro越小， 稳压性能越好。(3)输出纹波电压输出纹波电压是指电源输出端的交流电压分量。 它的大小主要取决于滤波和稳压电路的质量， 也与整流电路的形式有关。 4.1.2直流稳压电源的设计方法步骤1.直流稳压电源设计概述稳压电源的设计，是根据设计目的、设计任务及要求及稳压电源的输出电压Uo、输出电流Io、输出纹波电压ΔUop-p等性能指标要求，正确地确定出变压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的性能参数，从而合理的选择这些器件画出实用原理电路图的过程。2.直流稳压电源设计步骤（1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。（2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。（3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。（4）总电路图：连接各模块电路。3.直流稳压电源设计内容（1）根据稳压电源的输出电压Uo、最大输出电流Iomax，确定稳压器的电路形式。（2）根据稳压器的输入电压Ui，确定电源变压器副边电压u2的有效值U2；根据稳压电源的最大输出电流I0max，确定流过电源变压器副边的电流I2和电源变压器副边的功率P2；根据P2，从表1查出变压器的