1、1、 設(shè)計(jì)課題：串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源2、 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求： 1、輸入交流電壓為工頻電壓 2、輸出直流電壓為36V、69V、912V三檔。 3、輸出電流 4、具有過(guò)流電流及短路保護(hù)。3、 原理電路設(shè)計(jì) 1、整體框架圖 直流穩(wěn)壓電源由變壓器、整流、濾波、和穩(wěn)壓電路四部份組成，其原理框圖如上圖所示。電網(wǎng)供給的電壓經(jīng)電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓，然后由整流電路轉(zhuǎn)換成方向不變，大小隨時(shí)間變化的脈動(dòng)電壓，再用濾波器濾其分量，得到比較平直的直流電壓。但這樣的直流輸出電壓，還會(huì)隨交流電網(wǎng)電壓的波動(dòng)或負(fù)載的變動(dòng)而變化。在對(duì)直流供電要求較高的場(chǎng)合，還需要使用穩(wěn)壓電路，以保證輸出直流電壓更加穩(wěn)定。電源

2、變壓器:將交流電網(wǎng)電壓u1 變?yōu)楹线m的交流電壓u2整流電路:將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3濾波電路:將脈動(dòng)直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4穩(wěn)壓電路:清除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓u0的穩(wěn)定2、 方案比較及單元電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)電路分為降壓電路、整流電路、濾波電路和調(diào)壓穩(wěn)壓電路四大部分，穩(wěn)壓電路部分又由基準(zhǔn)電壓源、輸出電壓采樣電路、電壓比較放大電路、過(guò)流保護(hù)電路和輸出電壓調(diào)整電路組成。方案一和方案二的差別在于整流電路和濾波電路的選擇。整流電路主要有單相半波整流電路，和單相橋式整流電路；濾波電路主要有電容濾波電路、電感濾波電路。方案一的整流和濾波電路由單相半波整流電路和電感濾波電

3、路組成。方案二的整流和濾波電路由單相橋式整流電路和電容濾波電路組成。本次設(shè)計(jì)選擇方案二操作。電源變壓器的選擇:根據(jù)設(shè)計(jì)要求,需要輸出三檔電壓,并且正負(fù)極輸出,并且輸出最大電流為1A，則變壓器的最低功率為P=UI=12w，所以選擇正負(fù)15v輸出，額定功率為25w的電源變壓器。單相半波整流電路：直接在交流電路中串接一個(gè)合適的二極管，如圖1所示，利用二極管的單相導(dǎo)電性，把交流電轉(zhuǎn)換為直流電，產(chǎn)生圖2所示的電壓波形。u1u2aTbDRLuou圖1 單相半波整流電路 圖2 半波整流電路輸出電壓波形單相橋式整流電路：采用的是全波整流，它有四只二極管組成。其構(gòu)成原則就是保證在變壓器副邊電壓的整個(gè)周期內(nèi)，負(fù)載

4、上電壓和電流的方向始終不變，利用四只二極管橋式連接，可滿足這一要求，如圖3所示。其輸出電壓波形如圖5.u1u2T AA4D2D1D3RLuo圖3單相橋式整流電路圖4橋式整流電路輸出電壓波形圖uo單相半波整流電路的優(yōu)點(diǎn)是使用元器件少，電路簡(jiǎn)單：缺點(diǎn)是效率低，輸出電壓脈動(dòng)系數(shù)大。這種電路僅適用于電流較小，對(duì)電流脈動(dòng)程度要求不高的場(chǎng)合。而橋式整流電路，對(duì)二極管的參數(shù)要求與半波整流一樣，但有輸出電壓高、變壓器利用率高、脈動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用；但它所需要二極管的數(shù)量多，由于實(shí)際二極管的正向電阻不為零，必然會(huì)使整流電路的內(nèi)阻增大，從而使損耗較大。故本設(shè)計(jì)選擇單相橋式整流電路。電容濾波電路：是最

5、常見(jiàn)也是最簡(jiǎn)單的濾波電路，在整流電路的輸出端并聯(lián)一個(gè)電容（區(qū)分正負(fù)極）即構(gòu)成電容濾波電路，電容在電路中也有儲(chǔ)能的作用，并聯(lián)的電容器在電源供給的電壓升高時(shí)，能把部分能量存儲(chǔ)起來(lái)，而當(dāng)電源電壓降低時(shí)，就把能量釋放出來(lái)，使負(fù)載電壓比較平滑au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+圖5 電容濾波電路原理圖uot圖6電容濾波電路輸出電壓波形圖 電感濾波電路： 在整流電路與負(fù)載之間串聯(lián)一個(gè)電感線圈就構(gòu)成了電感濾波電路，一般為了增大電感線圈的電感量，采用有鐵芯的線圈，其原理圖如圖7所示。電容濾波電路簡(jiǎn)單易行，輸出電壓平均值高，但它僅適用于負(fù)載電流較小且其變化也較小的場(chǎng)合。而電感濾波能應(yīng)用于負(fù)載電流較大的

6、場(chǎng)合，當(dāng)負(fù)載電阻很小時(shí)，就應(yīng)該用電感濾波電路。本次設(shè)計(jì)使用電容濾波電路。u2u1RLLuo圖7電感濾波電路3、 穩(wěn)壓電路及保護(hù)電路設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求需要晶體管和集成運(yùn)算放大器組成的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源。串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電路一般由基準(zhǔn)電壓源、輸出電壓采樣電路、電壓比較放大電路、過(guò)流保護(hù)電路和輸出電壓調(diào)整電路組成。串聯(lián)穩(wěn)壓工作部分要有放大、調(diào)節(jié)輸出電壓幅值的功能，經(jīng)過(guò)比較器和三極管的放大，使電流增大，從而是輸出電壓也增大。通過(guò)調(diào)節(jié)變阻器，可以調(diào)節(jié)輸出電壓的幅值。原理圖如圖8所示UITR1R2UFRLUoAV+-RWRUZ圖8 串聯(lián)穩(wěn)壓工作電路 在集成穩(wěn)壓電源內(nèi)部都含有各種保護(hù)電路，如過(guò)流保護(hù)和短路保護(hù)，使穩(wěn)壓器在不正常情況下不至于損壞。原理圖如圖9所示T1RT1IL圖9 過(guò)流保護(hù)電路原理圖將保護(hù)電路和串聯(lián)穩(wěn)壓電路結(jié)合起來(lái)，就構(gòu)成了穩(wěn)壓工作部分的電路，如圖10所示。T1T2RLUO+_+UI+-_R2R1R3R44、元器件選擇：元件名稱數(shù)量二極管四個(gè)三極管一個(gè)