开关文稳压电源设计

1、-. z开关稳压电源的构造图1画出了开关稳压电源的原理图及等效原理框图，它是由全波整流器，开关管V，鼓励信号，续流二极管Vp，储能电感和滤波电容C组成。实际上，开关稳压电源的核心局部是一个直流变压器。这里我们对直流变换器和逆变器作如下解释。逆变器，它是把直流转变为交流的装置。逆变器通常被广泛地应用在采用电平或电池组成的备用电源中。直流变换器，它是把直流转换成交流，然后又把交流转换成直流的装置。这种装置被广泛地应用在开关稳压电源中。采用直流变换器可以把一种直流供电电压变换成极性、数值各不同的多种直流供电电压。开关稳压电源的优点1.功耗小，效率高。在图1中的开关稳压电源电路中，晶体管V在鼓励信号的

2、鼓励下，它交替地工作在导通截止和截止导通的开关状态，转换速度很快，频率一般为50kHz左右，在一些技术先进的国家，可以做到几百或者近1000kHz。这使得开关晶体管V的功耗很小，电源的效率可以大幅度地提高，其效率可到达80%。2.体积小，重量轻。从开关稳压电源的原理框图可以清楚地看到这里没有采用笨重的工频变压器。由于调整管V上的耗散功率大幅度降低后，又省去了较大的散热片。由于这两方面原因，所以开关稳压电源的体积小，重量轻。3.稳压围宽。从开关稳压电源的输出电压是由鼓励信号的占空比来调节的，输入信号电压的变化可以通过调频或调宽来进展补偿，这样，在工频电网电压变化较大时，它仍能够保证有较稳定的输出

3、电压。所以开关电源的稳压围很宽，稳压效果很好。此外，改变占空比的方法有脉宽调制型和频率调制型两种。这样，开关稳压电源不仅具有稳压围宽的优点，而且实现稳压的方法也较多，设计人员可以根据实际应用的要求，灵活地选用各种类型的开关稳压电源。4.滤波的效率大为提高，使滤波电容的容量和体积大为减少。开关稳压电源的工作频率目前根本上是工作在50kHz，是线性稳压电源的1000倍，这使整流后的滤波效率几乎也提高了1000倍。就是采用半波整流后加电容滤波，效率也提高了500b倍。在一样的纹波输出电压下，采用开关稳压电源时，滤波电容的容量只是线性稳压电源中滤波电容的1/5001/1000。5.电路形式灵活多样。例

4、如，有自激式和他激式，有调宽型和调频型，有单端式和双端式等等，设计者可以发挥各种类型电路的特长，设计出能满足不同应用场合的开关稳压电源。开关稳压电源的缺点开关稳压电源的缺点是存在较为严重的开关干扰。开关稳压电源中，功率调整开关晶体管V工作在状态，它产生的交流电压和电流通过电路中的其他元器件产生尖峰干扰和谐振干扰，这些干扰如果不采取一定的措施进展抑制、消除和屏蔽，就会严重地影响整机的正常工作。此外由于开关稳压电源振荡器没有工频变压器的隔离，这些干扰就会串入工频电网，使附近的其他电子仪器、设备和家用电器受到严重的干扰。目前，由于国微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与一些技术先进国家还有一

5、定的差距，因而造价不能进一步降低，也影响到可靠性的进一步提高。所以在我国的电子仪器以及机电一体化仪器中，开关稳压电源还不能得到十分广泛的普及及使用。特别是对于无工频变压器开关稳压电源中的高压电解电容器、高反压大功率开关管、开关变压器的磁芯材料等器件，在我国还处于研究、开发阶段。在一些技术先进国家，开关稳压电源虽然有了一定的开展，但在实际应用中也还存在一些问题，不能十分令人满意。这暴露出开关稳压电源的又一个缺点，那就是电路构造复杂，故障率高，维修麻烦。对此，如果设计者和制造者不予以充分重视，则它将直接影响到开关稳压电源的推广应用。当今，开关稳压电源推广应用比拟困难的主要原因就是它的制作技术难度大

6、、维修麻烦和造价本钱较高。 开关稳压电源的开展1国际开展状况开展史1955年美国的科学家罗那G.H.Royer首先研制成功了利用磁芯的饱和来进展自激振荡的晶体管直流变换器。此后，利用这一技术的各种形式的精益求精直流变换器不断地被研制和涌现出来，从而取代了早期采用的寿命短、可靠性差、转换效率低的旋转和机械振子示换流设备。由于晶体管直流变换器中的功率晶体管工作在开关状态，所以由此而制成的稳压电源输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻，因而当时被广泛地应用于航天及军事电子设备。由于那时的微电子设备及技术十分落后，不能制作出耐压高、开关速度较高、功率较大的晶体管，所以这个时期的直流变换器只能采

7、用低电压输入，并且转换的速度也不能太高。60年代，由于微电子技术的快速开展，高反压的晶体管出现了，从此直流变换器就可以直接由市电经整流、滤波后输入，不再需要工频变压器降压了，从而极扩大了它的应用围,并在此根底上诞生了无工频降压变压器的开关电源。省掉了工频变压器，又使开关稳压电源的体积和重量大为减小，开关稳压电源才真正做到了效率高、体积小、重量轻。70年代以后，与这种技术有关的高频，高反压的功率晶体管、高频电容、开关二极管、开关变压器的铁芯等元件也不断地研制和生产出来，使无工频变压器开关稳压电源得到了飞速的开展，并且被广泛地应用于电子计算机、通信、航天、彩色电视机等领域，从而使无工频变压器开关稳

8、压电源成为各种电源的佼佼者。目前正在克制的困难随着半导体技术和微电子技术的高速开展，集成度高、功能强大的大规模集成电路的不断出现，使得电子设备的体积在不断地缩小，重量在不断地减轻，所以从事这方面研究和生产的人们对开关稳压电源中的开关变压器还感到不是十分理想，他们正致力于研制出效率更高、体积更小、重量更轻的开关变压器或者通过别的途经取代开关变压器，使之能够满足电子仪器和设备微小型化的需要，这是从事开关稳压电源研制的科技人员目前正在克制的一个困难。开关稳压电源的效率是与开关管的变换速度成正比的，并且开关稳压电源中由于采用了开关变压器以后，才能使之由一组输入得到极性、大小各不一样的多组输出。要进一步

9、提高开关稳压电源的效率，就必须提高电源的工作频率。但是，当频率提高以后，对整个电路中的元器件又有了新的要求。例如，高频电容、开关管、开关变压器、储能电感等都会出现新的问题。进一步研制适应高频率工作的有关电路元器件，是从事开关稳压电源研制科技人员要解决的第二个问题。工作在线性状态的线性稳压电源，具有稳压和滤波的双重作用，因而串联线性稳压电源不产生开关干扰，且波纹电压输出较小。但是在开关稳压电源中的开关管工作在开关状态，其交变电压和电流会通过电路中的元件产生较强的尖峰干扰和谐振干扰。这些干扰就会污染市电电网，影响邻近的电子仪器及设备的正常工作。随着开关稳压电源电路和抑制干扰措施的不断改良，开关稳压

10、电源的这一缺点得到了一定的克制，可以到达不阻碍一般的电子仪器、家用电器的正常工作的程度。但是在一些精细电子仪器中，由于开关稳压电源的这一缺点，却使它得不到使用。所以，克制开关稳压电源的这一缺点，进一步提高它的使用围，是从事开关稳压电源研制科技人员要解决的第三个问题。2国开展情况我国的晶体管直流变换器及开关稳压电源研制工作开场于60年代初期，到60年代中期进入实用阶段，70年代初期开场研制无工频降压变压器开关稳压电源。1974年研制成功了工作频率为10kHz、输出电压为5V的无工频降压变压器开关稳压电源。近10多年来，我国的许多研究所、工厂及高等院校已研制出多种型号的工作频率在20kHz左右，输

11、出功率在1000W以下的无工频降压变压器开关稳压电源，并应用于电子计算机、通信、电视等方面，取得了较好的效果。工作频率为100kHz200kHz的高频开关稳压电源于80年代初期就已开场试制， 90年代初期就已试制成功。目前正在走向实用阶段和再进一步提高工作频率。许多年来，虽然我国在无工频降压开关稳压电源方面作了巨大的努力，并取得了可喜的成果，但是，目前我国的开关稳压电源技术与一些先进的国家相比仍有较大的差距。此外，这些年来，我国虽然把无工频变压器开关稳压电源的工作频率从数十kHz提高到了数百kHz，把输出功率由数十瓦提高到了数百瓦甚至数千瓦，但是，由于我国半导体技术与工艺跟不上时代的开展，导致

12、我们自己研制和生产出的无工频变压器开关电源中的开关管大局部采用的仍是进口的晶体管。所以我国的开关稳压电源事业要开展，要赶超世界先进水平，最根本的是要提高我国的半导体技术和工艺。开关稳压电源的种类现在，电子技术和应用迅速地开展，对电子仪器和设备的要：性能上，更加平安可靠，在功能上，不断地增加。在使用上自动化程度越来越高。在体积上，要日趋小型化。这使采用具有众多优点的开关稳压电源就显得更加重要了。所以，开关稳压电源在计算机、通信、航天、彩色电视等方面都得到了越来越广泛的应用，发挥了巨大的作用，这大大促进了开关稳压电源的开展，从事这方面研究和生产的人员也在不断地增加，开关稳压电源的品种和类型也越来越

13、多。下面的组图给出了各种类型开关稳压电源的原理图。(1)按鼓励方式划分他激式电路中转设鼓励信号的振荡器，电路形式如图6所示。自激式开关管兼作振荡器中的振荡管，电路形式如图7所示。(2)按调制方式划分脉宽调制型振荡频率保持不变，通过改变脉冲宽度来改变和调节输出电压的大小，有时通过取样电路、耦合电路等构成反应闭环回路，来稳定输出电压的幅度。频率调制型占空比保持不变，通过改变振荡器的振荡频率来调节和稳定输出电压的幅度。混合调制型通过调节导通时间的振荡频率来完成调节和稳定输出电压幅度的目的。(3)按开关管电流的工作方式划分开关型用开关晶体管把直流变成高频标准方波，电路形式类似于他激式。谐振型开关晶体管

14、与LC谐振回路将直流变成标准正弦波，电路形式类似于自激式。(4)按开关晶体管的类型划分晶体管型采用晶体管作为开关管，电路形式如图6所示。可控硅型采用可控硅作为开关管，这种电路的特点是直接输入交流电，不需要一次整流局部，其电路形式如图5。(5)按储能电感与负载的连接方式划分串联型储能电感串联在输入与输出电压之间，电路形式如图3所示。并联型储能电感并联在输入与输出电压之间，电路形式如图4所示。(6)按晶体管的连接的连接方式划分单端式仅使用一个晶体管作为电路中的开关管，这种电路的特点是价格低，电路构造简单，但输出功率不能提高，其电路形式如图3、图4和图6所示。推挽式使用两个晶体管，将其连接成推挽功率

15、放大器形式。这种电路的特点是开关变压器必须具有中心抽头，电路形式如图12。半桥式使用两个晶体管，将其连接成半桥形式。它的特点是适应于输入电压较高的场合。电路形式如图11。全桥式使用四个开关晶体管，将其连接成全桥形式。它的特点是输出的功率比拟大。其电路形式如图13。(7)按输入与输出的电压大小划分升压式输出电压比输入电压高，实际就是并联型开关稳压电源。降压式输出电压比输入电压低，实际就是串联型开关稳压电源。(8)按工作方式划分可控整流型所谓可控整流型开关稳压电源，是指采用可控硅整流元件作为调整开关管，可由交流市电电网直接供电，也可用变压器变压后供电。这种供电方式在开关稳压电源刚兴起的初期常常采用

16、，目前根本上不太采用。在可工作的半波，截去正弦曲线的前一局部，这一局部所占角度称为截止角，导通的正弦曲线的后一局部称为导通角。依靠调节导通角的大小，可到达调整输出电压和稳定电压的目的。其电路如图10所式。斩波型斩波型开关稳压电源是指直流供电，输入直流电压加到开关电路上，在开关电路的输出端得到单向的脉动直流，经过滤波得到与输入电压不同的稳定的直流电压，电路还从输出电压取样，经过比拟、放大、控制脉冲发生电路产生的脉冲信号，用以控制调整开关的导通时间和截止时间的长短或开关的工作频率，最后到达稳定输出电压的目的。电路的过压保护电路也是依据这一局部提供的取样信号来进展工作的，斩波型电路形式如图9所示。隔

17、离型这种形式的开关电源是在输入回路与逆变电路之间，经过高频变压器也可称为开关变压器，利用磁场的变化实现能量的传递，没有电流间的直接流通，隔离型开关稳压电源采用直流供电，经过开关电路，将直流电变成频率很高的交流电，再经变压器隔离、变压升压或降压，然后经整流器整流，最后就可以得到新的、极性和数值各不一样的多组直流输出电压。电路从输出端取样，经放大后反应至开关控制端，控制驱动电路的工作，最后到达稳定输出电压的目的。这种形式的开关稳压电源在实际稳压电源中应用最为广泛。(9)按电路构造划分散件式整个开关稳压电源电路都是采用分立元器件组成的，它的电路构造较为复杂，可靠性较差。集成电路式整个开关稳压电源电路

18、或电路的一局部是由集成电路组成的，这种集成电路通常为厚膜电路。有的厚膜集成电路中包括开关晶体管，有的则不包括开关晶体管。这种电源的特点是电路构造简单、调试方便、可靠性高。彩色电视机中常采用这种开关电源。以上五花八门的开关稳压电源的品种都是站在不同的角度，以开关稳压电源不同的特点命名的。尽管各种电路的鼓励方法、输出直流电压的调节手段、储能电感的连接方式、开关管器件种类以及串并联构造等各不一样，但是它们最后总可以归结为串联型开关稳压电源和并联型开关稳压电源这两大类。这两大类也正是作者对开关稳压电源的划分方法。 大功率开关稳压电源 一些高档电器，如计算机、通信设备、家用视听设备对电源的要求较高，采用

19、普通分立元件或三端稳压集成电路制作的普通型稳压电源已不能满足这些电器设备的要求。用上述方法制作出的稳压电源不是体积庞大，就是功率太小，保护功能也不完善，因此，这类电器的电源已开场向开关稳压电源过渡。 本文向大家介绍的这款开关稳压电路，采用美国Lambda公司生产的LA6350单片大功率开关稳压集成电路设计的开关型稳压电源，不仅电路简单、调试容易、功能完善，而且所需的散热器面积小、输出功率大、制作本钱低，是电子爱好者制作开关稳压电源的理想电路。LA6350具有以下特点：1输出电压在 2.530V连续可调；2单片输出电流可达5A；3开关工作频率高于22kHz;4转换效率大于90；5工作温度为-55

20、度125度6)具有软启动开机，过流快速关断以及过热保护等功能。电路如下图。电路采用该芯片制作的输出电流可达10A，输出电压在512V可调的实用大功率开关型稳压电源。其工作原理为：220V交流电源经变压器T1降压，桥堆VD1整流，C1、C2滤波后得到一直流电压。IC第、脚为直流电压输入端，其最高输入电压为+40V。该直流电压经IC部的振荡器调制为200kHz左右的高频开关电压，振荡器的开关频率由外接振荡电容器C4决定。当C4的值取为3300pF时，电源的开关频率约为200kHz；R3、C6为环路调节放大器的频率补偿网络，由第7脚输入。IC第脚为抑制输入端，其闭锁电压的阈值为0.7V，输出电压经取

21、样电阻R2反应至第脚后与R1比拟，当阈值电压大于0.7V时，输出关闭，起到短路过流保护作用。第6脚为输出电压调节控制端，由电位器RP1及电阻R4将输出电压分压后得到调节电压检测值，调节电位器RP1可控制输出电压的大小，输出电压值可由公式：VO=Vref1Rh(RLR4)进展估算。其中，Vref为基准电压，为2.1V。第8脚为输出端，VT为电流放大管，VD2为反向续流二极管，L为滤波电感器。IC为专用开关型稳压集成电路LA6350，其外壳接地并接散热器。R5的功率应大于5W。IC外围电路中，除振荡电容C4选择高频电容器外，电阻R1、R2应选择允许偏差1的高精度金属膜电阻外，其余元件无特殊要求，按

22、图中参数选取小型器件即可。由于输出电压为高频开关式，因此IC和功率三极管VT所需的散热器仅为普通稳压电源的三分之一，且性能远远高于普通的稳压电源。TL431特性及应用介绍可调分流基准芯片TL431的特性及其在一些功能电路中的应用。可调分流基准 恒流 恒压 PWM 开关电源1 TL431的简介 仪器公司TI生产的TL431是一是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从Vref2.5V到36V围的任何值如图2。该器件的典型动态阻抗为0.2，在很多应用中可以用它代替齐纳二极管，例如，数字电压表，运放电路、可调压电源，开关电源等等。 左图是该器件的符号。3

23、个引脚分别为：阴极CATHODE、阳极ANODE和参考端REF。TL431的具体功能可以用如图1的功能模块示意。 由图可以看到，VI是一个部的2.5V基准源，接在运放的反相输入端。由运放的特性可知，只有当REF端同相端的电压非常接近VI2.5V时，三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着REF端电压的微小变化，通过三极管 图1 的电流将从1到100mA变化。当然，该图绝不是TL431的实际部构造，所以不能简单地用这种组合来代替它。但如果在设计、分析应用TL431的电路时，这个模块图对开启思路，理解电路都是很有帮助的，本文的一些分析也将基于此模块而展开。 2.恒压电路应用前面提到TL43

24、1的部含有一个2.5V的基准电压，所以当在REF端引入输出反应时，器件可以通过从阴极到阳极很宽围的分流，控制输出电压。如图2所示的电路，当R1和R2的阻值确定时，两者对Vo的分压引入反应，假设V o增大，反应量增大，TL431的分流也就增加，从而又导致Vo下降。显见，这个深度的负反应电路必然在VI等于基准电压处稳定，此时Vo=(1+R1/R2)Vref。选择不同的R1和R2的值可以得到从2.5V到36V围的任意电压输出，特别地，当R1=R2时，Vo=5V。需要注意的是，在选择电阻时必须保证TL431工作的必要条件，就是通过阴极的电流要大于1 mA 。 当然，这个电路并不太实用，但它很清晰地展示

25、了该器件的工作原理在应用中的方法。将这个电路稍加改动，就可以得到在很多实用的电源电路，如图3，4。 图3 大电流的分流稳压电路 图4 精细5V稳压器3.恒流电路应用由前面的例子我们可以看到，器件作为分流反应后，REF端的电压始终稳定在2.5V，则接在REF端和地间的电阻中流过的电流就应是恒定的。利用这个特点，可以将TL431应用很多恒流电路中。 如左图5是一个实用的精细恒流源电路。原理很简单，不再赘述。但值得注意的是，TL431的温度系数为30ppm/，所以输出恒流的温度特性要比普通镜像恒流源或恒流二极管好得多，因而在应用中无需附加温度补偿电路。 图5下面就介绍一个用该器件为传感器电桥提供恒定

26、偏流的电路，如图6。 这是一个已连成桥路的硅压传感器的前级处理电路。Vref/R2的值应设为电桥工作所必要的恒定电流，该电流值通常会由传感器制造商提供。流经TL431阴极的电流由R1和电源电压Vs决定，在应用常让它等于桥路电流，但一定要注意大于1mA。 由于TL431非常易于实现恒压或恒流，而且有很好的温度稳定性，因此很适合于仪表电路、传感器电路等设计应用。在此方面的应用例子很多，设计原理并不复杂，本文不再一一介绍。4.可控分流特性的应用由第1节介绍的功能模块图，当REF端的电压有微小变化时，从阴极到阳极的分流将随之在1100mA变化。利用这种可控分流的特性，可以用小的电压变化控制继电器、指示

27、灯等，甚至可直接驱动音频电流负载。如图7是此应用的一个简单400mW单声道功率放大电路。 图7 图85.在开关电源上的应用 在过去的普通开关电源设计中，通常采用将输出电压经过误差放大后直接反应到输入端的模式。这种电压控制的模式在*些应用中也能较好地发挥作用，但随着技术的开展，当今世界的电源制造业大多已采用一种有类似拓扑构造的方案。此类构造的开关电源有以下特点：输出经过TL431(可控分流基准)反应并将误差放大，TL431的沉流端驱动一个光耦的发光局部，而处在电源高压主边的光耦感光局部得到的反应电压，用来调整一个电流模式的PWM控制器的开关时间，从而得到一个稳定的直流电压输出。上图是一个实用的4

28、W开关型5V直流稳压电源的电路。该电路采用了此种拓扑构造并同时使用了TOPSwitch技术。图中C1、L1、C8和C9构成EMI滤波器，BR1和C2对输入交流电压整流滤波，D1和D2用于消除因变压器漏感引起的尖峰电压，U1是一个置MOSFET的电流模式PWM控制器芯片，它承受反应并控制整个电路的工作。D3、C3是次极整流滤波电路，L2和C4组成低通滤波以降低输出纹波电压。R2和R3是输出取样电阻，两者对输出的分压通过TL431的REF端来控制该器件从阴极到阳极的分流。这个电流又是直接驱动光耦U2的发光局部的。则当输出电压有变大趋势时，Vref随之增大导致流过TL431的电流增大，于是光耦发光加

29、强，感光端得到的反应电压也就越大。U1在承受这个变大反应电压后将改变MOSFET的开关时间，输出电压随改变而回落。事实上，上面讲述的过程在极短的时间就会到达平衡，平衡时Vref=2.5V，又有R2=R3，所以输出为稳定的5V。这里要注意的是，不再能通过简单地改变取样电阻R2、R3的值来改变输出电压，因为在开关电源中每个元件的参数对整个电路工作状态的影响都会很大。按图中所示参数时，电路可在90VAC264VAC50/60Hz输入围，输出+5V，精度优于3%，输出功率为4W，最大输出电流可达0.8A，典型变换效率为70%。 4W开关型直流稳压电源如下图的电路可将90VAC264VAC输入围的50/

30、60Hz交流电压变换为直流+5V输出，精度优于3%，输出功率4W，最大输出电流可达0.8A，典型变换效率为70%。图中C1、L1、C8和C9构成一个EMI滤波器，BR1和C2对输入交流电压整流滤波，D1和D2用于消除因变压器漏感引起的尖峰电压，U1是一个置MOSFET的PWM控制器，它控制整个电路的工作，R2和R3是取样电阻，它们和U2、U3一起对输出电压进展回授控制，以确保负载变化时输出电压稳定。D3和C3是次级整流滤波电路，L2和C4对输出电压进一步滤波以便降低输出纹波电压。B题 直流稳压电源设计设计组成员: 设计任务与设计的根本要求：(1).直流稳压电源的任务：利用所学的知识设计并制作交

31、流变换为直流的稳压电源(2)直流稳压电源的根本要求：A稳压电源在输入电压为22050HZ. 电压变化围为+10%-10%条件下：输出电压可调围为：+9V+12V;最大输出电流为:Ima*1.5A;电压调整率0.2%(输入电压220V变化围+10%-10%下，满载)；负载调整率2%(最低输入电压下，空载到满载)；纹波电压(峰-峰值) 5mV(最低输入电压下，满载);效率40%(输出电压为+9V，输入电压为220V下，满载);具有过流保护及短路保护功能;B. 稳流电源 在输入电压固定为直流+12V的条件下；输出电流为：420mA可调；负载调整率2%(输入电压+12V，负载电阻由200300变化时，

32、输出电流为20mA时的相对变化率);C. DC-DC变换器 在输入电压为+9V+12V条件下：输出电压为+100V，输出电流为10mA;电压调整率2%(输入电压变化围+9V+12V)；负载调整率2%(输入电压+12V下，空载到满载);纹波电压(峰-峰值) 100mA(输入电压+9V下，满载);注：以下是本电路的发挥局部：(1)扩大功能：a.排除短路故障后，自动恢复为正常状态；b.过热保护；c.防止开,关机时产生的过冲；(2)提高稳压电源的技术指标；提高稳压调整率和负载调整率；扩大输出电压调节围和提高最大输出电流值(3)改善DC-DC变换器的性能；提高效率(在100V, 100mA下测试);提高

33、输出电压(4)用数字显示输出电压和输出电流摘要本系统稳压电源局部采用电压调整器uA723外加调整管2SC3280实现此功能，再通过单片机MCS-51(89C51)来起控制电路，实现了扩大多种功能稳流局部采用了三端稳压调整器LM317T实现DC-DC变换器采用了两片PFM控制芯片MA*770来实现，使输出电压提高到+100V，输出电流最大可以到达100mA电压调整，负载调整率及纹波电压均优于指标要求可以说本系统比其它同类产品要好的多二方案论证与比拟稳压电源局部 方案一：简单的并联型稳压电源；并联型稳压电源的调整元件与负载并联，因而具有极低的输出电阻，动态特性好，电路简单，并具有自动保护功能；负载

34、短路时调整管截止，可靠性高，但效率低,尤其是在小电流时调整管需承受很大的电流，损耗过大，因而不能采用此方案方案二：输出可调的开关电源；开关电源的功能元件工作在开关状态，因而效率高，输出功率大；且容易实现短路保护与过流保护，但是电路比拟复杂，设计繁琐，在低输出电压时开关频率低，纹波大，稳定度极差，因而也不能采用此方案方案三：由uA723组成的零伏起调电源；uA723部设有高精度基准电压源和高增益的放大器，外围电路比拟简单，电压稳定度也比拟高，其典型电压调整率为0.01%，负载调整率为0.03%，且热稳定性好，输出噪声也很小，还设有过电流控制电路，使用平安可靠，具有较高的性价比，为首选方案，所以此

35、方案为必选题稳流电源局部方案一: 采用7805三端稳压器电源; 固定式三端稳压电源(7805)是由输出脚Vo,输入脚Vi和接地脚GND组成,它的稳压值为+5V,它属于CW78*系列的稳压器,输入端接电容可以进一步的滤波,输出端也要接电容可以改善负载的瞬间影响,此电路的稳定性也比拟好,只是采用的电容必须要漏电流要小的钽电容,如果采用电解电容,则电容量要比其它的数值要增加10倍,但是它不可以调整输出的直流电源;所以此方案不易采用.方案二:采用LM317可调式三端稳压器电源; LM317可调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压. 不过它只能连续可调的正电压,稳压器部含有过流,过热保护电路;由一

36、个电阻(R)和一个可变电位器(RP)组成电压输出调节电路,输出电压为:Vo=1.25(1+RP/R).由此可见此稳压器的性能和稳压稳定都比上一个三端稳压电源要好,所以此此方案可选,此电源就选用了LM317三端稳压电源,也就是方案二. 3.DC-DC变换局部; 方案一:用正弦信号(几十赫兹以下)驱动硅钢型互感耦合变压器,经整流滤波后输出.由于硅钢的磁滞特性,这种电源的开关频率不算高,易出现磁饱和,因而不利于制作高效率的开关电源. 方案二:采用高频磁芯和开关特性好的VMOS管的PFM或PWM型开关电源,负载调整特性好,效率高,性能优良,但制作调试复杂,所以此方案也不于采纳, 方案三:采用充电泵型变

37、换器,该类电源以电容代替电感作贮能元件,为一个或多个电容供电.该类电源的最大特点是元件易得,体积小,电路比拟简单,无电感;但由于对充电泵的要求严格,不适合于工作在大负载条件下,因而在大多数电源中没有被广泛使用. 综合考虑效率,输出功率,输入输出电压,负载调整率,纹波系数,本设计选用方案二.考虑到PWM对磁性元件,开关元件特性的要求较低,因而较易实现.对于效率和纹波的要求可以通过仔细调整磁性元件的参数(L,Q,M等)使其工作在最正确状态,所以我们在选择方案的时候考虑到电路要简单,元件要容易找,还有在电路设计的时候防止遇到*些不必要的问题,所以我们选择了上述的方案中的第二个方案;第二个方案就能够到

38、达我们的要求,的所以方案二我们采用了,利用开关特性和负载调整特性好及效率高,性能优良,而采用了它.(方案二)三.直流稳压电源电路的方框图如下:220VDC-DC变换局部稳压电源局部整流滤波局部稳流电源局部电源变压局部+9V+12V 直流稳压电源方框图四.电路原理及各部的别离电路;1.稳压电路局部; 采用精细电压调整器uA723,外加大功率调整管以提供大电流输出.uA723的特点如下:无外接调整管时最大输出电流为:I=150mA;外接调整管时,输出电流最大可到达12A以上;最大输入电压为:Vma*=40V;输出电压可调整围为: +9V+12V; 具体的电路图如下列图所示: 电源变压器的效率如下所示:(小型变压器)副边功率P2/vA Imin受输入电压+12V与LM317部压降约为1.7V的影响,可能的最大电流为: Ima*=(12-1.7)/22046.82mA Ima* IminImin是由于LM317在小电流负载下稳压性能变差造成的.Ima*Ima*是由于LM317部的损耗而造成的. (2) 负载调整率 LM317的典型负载调整率为:0.1%,本电