直流稳压电源的设计与制作0518讲课讲稿.ppt

《直流稳压电源的设计与制作0518讲课讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直流稳压电源的设计与制作0518讲课讲稿.ppt（92页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、直流稳压电源的设计与制作直流稳压电源的设计与制作20150518直流稳压电源的设计与制作2.2.直流电源演示直流电源演示 演示电路如图7.2所示,在图7.2(a)电路中,变压器的初级接220V交流电源,用示波器观察ab间的波形如图7.3(a)所示,观察10间的波形如图7.3(b)所示，合上开关S,再用示波器观察10间的波形如图7.3(c)所示,如果加上稳压部分,如图7.2(b)所示,用示波器观察20间的波形如图7.3(d)所示。通过各点波形的测量，我们看到稳压电源是将交流电逐步改变成一个平滑的直流电。那么，直流电源各部分电路是如何工作的呢？下面将分析其工作原理。直流稳压电源的设计与制作图7.2

2、直流电源演示（a）简易直流电源；（b）直流电源直流稳压电源的设计与制作图7.3各点电压波形直流稳压电源的设计与制作1整流及滤波电路整流及滤波电路 2 直流稳压电路直流稳压电路 直流稳压电源的设计与制作一、一、整流及滤波电路整流及滤波电路1.1 电路组成及工作原理电路组成及工作原理图7.4是单相半波整流电路，它由整流变压器T、整流二极管V及负载RL组成。单相半波整流电路及电压、电流的波形如图7.5所示,即 直流稳压电源的设计与制作图7.4单相半波整流电路直流稳压电源的设计与制作图图7.5单相半波整流电路电压与单相半波整流电路电压与 电流的波形电流的波形直流稳压电源的设计与制作1.2 整流电路的主

3、要技术指标整流电路的主要技术指标 1.输出电压平均值输出电压平均值 在图7.5所示波形电路中，负载上得到的整流电压是单方向的，但其大小是变化的，是一个单向脉动的电压，由此可求出其平均电压值为(72)2.流过二极管的平均电流流过二极管的平均电流iV 由于流过负载的电流就等于流过二极管的电流，所以直流稳压电源的设计与制作 3.二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压URM 在二极管不导通期间，承受反压的最大值就是变在二极管不导通期间，承受反压的最大值就是变压器次级电压压器次级电压u2的最大值，即的最大值，即（73）（74）2.流过二极管的平均电流流过二极管的平均电流iV 由于流过负载的电流

4、就等于流过二极管的电流，所以由于流过负载的电流就等于流过二极管的电流，所以直流稳压电源的设计与制作4.脉动系数脉动系数S 脉脉动动系系数数S是是衡衡量量整整流流电电路路输输出出电电压压平平滑滑程程度度的的指指标标。由由于于负负载载上上得得到到的的电电压压Uo是是一一个个非非正正弦弦周周期期信信号号，可用付氏级数展开为可用付氏级数展开为脉动系数的定义为最低次谐波的峰值与输出电压脉动系数的定义为最低次谐波的峰值与输出电压 平均值之比，即平均值之比，即（75）(76)单相半波整流电路的特点是结构简单，但输出电压单相半波整流电路的特点是结构简单，但输出电压的平均值低、脉动系数大。的平均值低、脉动系数大

5、。直流稳压电源的设计与制作1.3 单相桥式整流电路单相桥式整流电路为为了了克克服服半半波波整整流流电电路路电电源源利利用用率率低低，整整流流电电压压脉脉动动程程度度大大的的缺缺点点，常常采采用用全全波波整整流流电电路路，最最常常用用形形式式是是桥桥式式整整流流电电路路。它它由由四四个个二二极极管管接成电桥形式，接成电桥形式，如右图所示。如右图所示。直流稳压电源的设计与制作1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理 在在图图7.6（a）所所示示电电路路中中，当当变变压压器器次次级级电电压压u2为为上上正正下下负负时时，二二极极管管V1和和V3导导通通，V2和和V4截截止止，电电流流i1的的通通路路

6、为为aV1RLV3b，这这时时负负载载电电阻阻RL上上得得到到一一个个正正弦弦半半波波电电压压如如图图7.7中中（0）段段所所示示。当当变变压压器器次次级级电电压压u2为为上上负负下下正正时时，二二极极管管V1和和V3反反向向截截止止，V2和和V4导导通通，电电流流i2的的通通路路为为bV2RLV4a，同同样样，在在负负载载电电阻阻上上得得到到一一个个正正弦弦半半波波电电压压，如如图图7.7中中（2）段所示。）段所示。直流稳压电源的设计与制作图7.6单相桥式整流电路组成直流稳压电源的设计与制作图7.6单相桥式整流电路组成直流稳压电源的设计与制作图7.6单相桥式整流电路组成直流稳压电源的设计与制

7、作图7.6单相桥式整流电路组成直流稳压电源的设计与制作图7.7单相桥式整流电路电压与电流波形直流稳压电源的设计与制作2.技术指标计算及分析技术指标计算及分析（1）输出电压平均值Uo。由以上分析可知，桥式整流电路的整流电压平均值Uo比半波整流时增加一倍，即（77）（2）直流电流Io。桥式整流电路通过负载电阻的直流电流也增加一倍，即（78）直流稳压电源的设计与制作（3）二极管的平均电流iV。因为每两个二极管串联轮换导通半个周期，因此，每个二极管中流过的平均电流只有负载电流的一半，即（79）（4）二极管承受的最高反向电压URM。由图7.6（a）可以看出，当V1和V3导通时，如果忽略二极管正向压降，此

8、时，V2和V4的阴极接近于a点，阳极接近于b点，二极管由于承受反压而截止，其最高反压为u2的峰值，即直流稳压电源的设计与制作(5)脉脉动动系系数数S。全全波波桥桥式式整整流流输输出出电电压压uo的的付付氏氏级数展开式为级数展开式为（710）即直流稳压电源的设计与制作由由以以上上分分析析可可知知，单单相相桥桥式式整整流流电电路路，在在变变压压器器次次级级电电压压相相同同的的情情况况下下，输输出出电电压压平平均均值值高高、脉脉动动系系数数小小，管管子子承承受受的的反反向向电电压压和和半半波波整整流流电电路路一一样样。虽虽然然二二极极管管用用了了四四只只，但但小小功功率率二二极极管管体体积积小小，价

9、价格格低低廉廉，因因此此全全波波桥桥式式整流电路得到了广泛的应用。整流电路得到了广泛的应用。直流稳压电源的设计与制作1.4 滤波电路滤波电路整整流流输输出出的的电电压压是是一一个个单单方方向向脉脉动动电电压压，虽虽然然是是直直流流，但但脉脉动动较较大大，在在有有些些设设备备中中不不能能适适应应（如如电电镀镀和和蓄蓄电电池池充充电电等等设设备备）。为为了了改改善善电电压压的的脉脉动动程程度度，需需在在整整流流后后再再加加入入滤滤波波电电路路。常常用用的的滤滤波波电电路路有有电电容容滤波、电感滤波和复式滤波等。滤波、电感滤波和复式滤波等。直流稳压电源的设计与制作1.电容滤波电路电容滤波电路图图7.

10、8所所示示为为一一单单相相半半波波整整流流电电容容滤滤波波电电路路，由由于于电电容容两两端端电电压压不不能能突突变变，因因而而负负载载两两端端的的电电压压也也不不会会突突变变，使使输输出出电电压压得得以以平平滑滑，达达到到滤滤波波目目的的。;滤滤波波过过程及波形如图程及波形如图7.9所示。所示。直流稳压电源的设计与制作图7.8单相半波整流电容滤波电路直流稳压电源的设计与制作图7.9电容滤波原理及输出波形直流稳压电源的设计与制作在u2的正半周时，二极管V导通，忽略二极管正向压降，则uo=u2，这个电压一方面给电容充电，一方面产生负载电流Io，电容C上的电压与u2同步增长，当u2达到峰值后，开始下

11、降，UCu2，二极管截止，如图7.9中的A点。之后，电容C以指数规律经RL放电，UC下降。当放电到B点时，u2经负半周后又开始上升，当u2UC时，电容再次被充电到峰值。UC降到C点以后，电容C再次经RL放电，通过这种周期性充放电，以达到滤波效果。直流稳压电源的设计与制作由于电容的不断充放电，使得输出电压的脉动性减小，而且输出电压的平均值有所提高。输出电压平均值Uo的大小，显然与RL、C的大小有关，RL愈大，C愈大，电容放电愈慢，Uo愈高。在极限情况下，当RL=时，Uo=UC=U2，不再放电。当RL很小时，C放电很快，甚至与u2同步下降，则Uo=0.9U2，RL、C对输出电压的影响如图7.9中虚

12、线所示。可见电容滤波电路适用于负载较小的场合。当满足RLC（35）T/2时，则输出电压的平均值为（712）（711）其中T为交流电源电压的周期。直流稳压电源的设计与制作利用电容滤波时应注意下列问题：(1)滤波电容容量较大，一般用电解电容，应注意电容的正极性接高电位，负极性接低电位。如果接反则容易击穿、爆裂。（2）开始时，电容C上的电压为零，通电后电源经整流二极管给C充电。通电瞬间二极管流过短路电流，称浪涌电流。一般是正常工作电流Io的（57）倍，所以选二极管参数时，正向平均电流的参数应选大一些。同时 在 整 流 电 路 的 输 出 端 应 串 一 个 阻 值 约 为（0.020.01）R的电阻

13、，以保护整流二极管。直流稳压电源的设计与制作2.电感滤波及复式滤波电路电感滤波及复式滤波电路（1）电感滤波电路。由于通过电感的电流不能突变，用一个大电感与负载串联,流过负载的电流也就不能突变，电流平滑，输出电压的波形也就平稳了。其实质是因为电感对交流呈现很大的阻抗，频率愈高，感抗越大，则交流成分绝大部分降到了电感上,若忽略导线电阻，电感对直流没有压降，即直流均落在负载上，达到了滤波目的。电感滤波电路如图7.10所示。在这种电路中，输出电压的交流成分是整流电路输出电压的交流成分经XL和RL分压的结果，只有LRL时，滤波效果才好。直流稳压电源的设计与制作图7.10带电感滤波器的桥式整流电路图直流稳

14、压电源的设计与制作（2）输出电压平均值Uo。一般小于全波整流电路输出电压的平均值，如果忽略电感线圈的铜阻，则Uo0.9U2。虽然电感滤波电路对整流二极管没有电流冲击，但为了使L值大，多用铁芯电感，但体积大、笨重，且输出电压的平均值Uo较低。（3）复式滤波电路。为了进一步减小输出电压的脉动程度，可以用电容和铁芯电感组成各种形式的复式滤波电路。电感型LC滤波电路如图7.11所示。整流输出电压中的交流成分绝大部分降落在电感上，电容C又对交流接近于短路，故输出电压中交流成分很少，几乎是一个平滑直流稳压电源的设计与制作图7.11桥式整流电感型LC滤波电路直流稳压电源的设计与制作的直流电压。由于整流后先经

15、电感L滤波，总特性与电感滤波电路相近，故称为电感型LC滤波电路，若将电容C平移到电感L之前，则为电容型LC滤波电路。直流稳压电源的设计与制作（4）型滤波电路。图7.12所示为LC型滤波电路。整流输出电压先经电容C1，滤除了交流成分后，再经电感L上滤波电容C2上的交流成分极少，因此输出电路几乎是平直的直流电压。但由于铁芯电感体积大、笨重、成本高、使用不便。因此，在负载电流不太大而要求输出脉动很小的场合，可将铁芯电感换成电阻，即RC型滤波电路。电阻R对交流和直流成分均产生压降，故会使输出电压下降，但只要RL1/(C2)，电容C1滤波后的输出电压绝大多数降在电阻RL上。RL愈大，C2愈大，滤波效果愈

16、好。直流稳压电源的设计与制作图7.12型滤波电路（a）LC型滤波电路;（b）RC型滤波电路直流稳压电源的设计与制作图7.12型滤波电路（a）LC型滤波电路;（b）RC型滤波电路直流稳压电源的设计与制作二、二、直流稳压电路直流稳压电路通过整流滤波电路所获得的直流电源电压是比较稳定的，当电网电压波动或负载电流变化时，输出电压会随之改变。电子设备一般都需要稳定的电源电压。如果电源电压不稳定，将会引起直流放大器的零点漂移，交流噪声增大，测量仪表的测量精度降低等。因此必须进行稳压，目前中小功率设备中广泛采用的稳压电源有并联型稳压电路、串联型稳压电路、集成稳压电路及开关型稳压电路。直流稳压电源的设计与制作

17、2.1 硅稳压管组成的并联型稳压电路硅稳压管组成的并联型稳压电路 1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理硅稳压管组成的并联型稳压电路如图7.13所示，经整流滤波后得到的直流电压作为稳压电路的输入电压Ui，限流电阻R和稳压管V组成稳压电路，输出电压Uo=UZ。直流稳压电源的设计与制作图7.13稳压管稳压的直流电源电路直流稳压电源的设计与制作在这种电路中，不论是电网电压波动还是负载电阻RL的变化，稳压管稳压电路都能起到稳压作用，因为UZ基本恒定，而Uo=UZ。下面从两个方面来分析其稳压原理：（1）设RL不变，电网电压升高使Ui升高，导致Uo升高，而Uo=UZ。根据稳压管的特性，当UZ升高一点时，

18、IZ将会显著增加，这样必然使电阻R上的压降增大，吸收了Ui的增加部分，从而保持Uo不变。直流稳压电源的设计与制作反之亦然。直流稳压电源的设计与制作（2）设设电电网网电电压压不不变变，当当负负载载电电阻阻RL阻阻值值增增大大时时，IL减减 小小，限限 流流 电电 阻阻 R上上 压压 降降 UR将将 会会 减减 小小。由由 于于Uo=UZ=Ui-UR，所所以以导导致致Uo升升高高，即即UZ升升高高，这这样样必必然然使使IZ显显著著增增加加。由由于于流流过过限限流流电电阻阻R的的电电流流为为IR=IZ+IL，这这样样可可以以使使流流过过R上上的的电电流流基基本本不不变变，导导致致压降压降UR基本不变

19、，则基本不变，则Uo也就保持不变。也就保持不变。反之亦然。反之亦然。直流稳压电源的设计与制作 在在实实际际使使用用中中,这这两两个个过过程程是是同同时时存存在在的的，而而两两种种调调整整也也同同样样存存在在。因因而而无无论论电电网网电电压压波波动动或或负负载载变变化化，都能起到稳压作用。都能起到稳压作用。直流稳压电源的设计与制作2.稳压电路参数确定稳压电路参数确定（1）限限流流电电阻阻的的计计算算。稳稳压压电电路路要要输输出出稳稳定定电电压压，必必须须保保证证稳稳压压管管正正常常工工作作。因因此此必必须须根根据据电电网网电电压压和和负负载载电电阻阻RL的的变变化化范范围围,正正确确地地选选择择

20、限限流流电电阻阻R的的大大小小。从两个极限情况考虑，则有从两个极限情况考虑，则有 当当Ui为最小值，为最小值，Io达到最大值时，即达到最大值时，即 Ui=Uimin，Io=Iomax,这时这时IR=(Uimin-UZ)/R。则则IZ=IR-Iomax为为最最小小值值。为为了了让让稳稳压压管管进进入入稳稳压压区区，此时此时IZ值应大于值应大于IZmin，即即IZ=(Uimin-UZ)/R-IomaxIZmin,则则 直流稳压电源的设计与制作当当Ui达最大值，达最大值，Io达最小值时，达最小值时，Ui=Uimax，Io=Iomin,这这时时IR=(Uimax-UZ)/R，则则IZ=IR-Iomin

21、为为最最大大值值。为为了了保保证证稳稳压压管管安安全全工工作作，此此时时IZ值值应应小小于于IZmax，即即IZ=(Uimax-UZ)/R-IominIZmax，则，则所以限流电阻所以限流电阻R的取值范围为的取值范围为(713)在此范围内选一个电阻标准系列中的规格电阻。在此范围内选一个电阻标准系列中的规格电阻。直流稳压电源的设计与制作（2）确立稳压管参数。一般取（714）直流稳压电源的设计与制作2.2 串联型晶体管稳压电路串联型晶体管稳压电路并并联联型型稳稳压压电电路路可可以以使使输输出出电电压压稳稳定定，但但稳稳压压值值不能随意调节，而且输出电流很小，由式不能随意调节，而且输出电流很小，由式

22、7.14可知，可知，Iomax=（1/32/3）IZmax，而而IZmax一一般般只只有有2040mA。为为了了加加大大输输出出电电流流，使使输输出出电电压压可可调调节节，常常用用串串联联型型晶体管稳压电路晶体管稳压电路,如图如图7.14所示。所示。直流稳压电源的设计与制作图7.14串联型稳压电路（a）分立元件的串联型稳压电路;（b）运算放大器的串联型稳压电路直流稳压电源的设计与制作图7.14串联型稳压电路（a）分立元件的串联型稳压电路;（b）运算放大器的串联型稳压电路直流稳压电源的设计与制作图7.14串联型稳压电路（a）分立元件的串联型稳压电路;（b）运算放大器的串联型稳压电路直流稳压电源的

23、设计与制作图图7.14（a）是是由由分分立立元元件件组组成成的的串串联联型型稳稳压压电电路路，当当电电网网电电压压波波动动或或负负载载变变化化时时，可可能能使使输输出出电电压压Uo上上升升或或下下降降。为为了了使使输输出出电电压压Uo不不变变，可可以以利利用用负负反反馈馈原原理理使使其其稳稳定定。假假设设因因某某种种原原因因使使输输出出电电压压Uo上上升升，其其稳稳压压过程为过程为UoUb2Ub1（Uc2）Uo。串联型稳压电路的输出电压可由串联型稳压电路的输出电压可由Rp进行调节。进行调节。（715）式中，式中，R=R1+Rp+R2,Rp是是RP的下半部分阻值。的下半部分阻值。直流稳压电源的设

24、计与制作如如果果将将图图7.14（a）中中的的放放大大元元件件改改成成集集成成运运放放，不不但但可可以以提提高高放放大大倍倍数数，而而且且能能提提高高灵灵敏敏度度，这这样样就就构构成成了了由由运运算算放放大大器器组组成成的的串串联联型型稳稳压压电电路路，电电路路如如图图7.14（b）所所示示。假假设设因因某某种种原原因因使使输输出出电电压压Uo下下降降，其其稳稳压压过过程程为为UoU-Ub1Uo。串联型稳压电路包括四大部分，其组成框串联型稳压电路包括四大部分，其组成框图如图图如图7.15所示。所示。直流稳压电源的设计与制作图7.15串联型稳压电路组成框图直流稳压电源的设计与制作2.3集成稳压器

25、及应用集成稳压器及应用集集成成稳稳压压器器将将取取样样、基基准准、比比较较放放大大、调调整整及及保保护护环环节节集集成成于于一一个个芯芯片片，按按引引出出端端不不同同可可分分为为三三端端固固定定式式、三三端端可可调调式式和和多多端端可可调调式式等等。三三端端稳稳压压器器有有输输入入端端、输输出出端端和和公公共共端端（接接地地）三三个个接接线线端端点点，由由于于它它所所需需外外接接元元件件较较少少，便便于于安安装装调调试试，工工作作可可靠靠，因因此在实际使用中得到广泛应用。其外形如图此在实际使用中得到广泛应用。其外形如图7.16所示。所示。直流稳压电源的设计与制作图7.16三端稳压器外形图（a）

26、三端固定式；（b）三端可调式直流稳压电源的设计与制作图7.16三端稳压器外形图（a）三端固定式；（b）三端可调式直流稳压电源的设计与制作图7.16三端稳压器外形图（a）三端固定式；（b）三端可调式直流稳压电源的设计与制作图7.16三端稳压器外形图（a）三端固定式；（b）三端可调式直流稳压电源的设计与制作1.固定输出的三端稳压器固定输出的三端稳压器常常用用的的三三端端固固定定稳稳压压器器有有7800系系列列、7900系系列列，其其外外型型如如图图7.16（a）所所示示。型型号号中中78表表示示输输出出为为正正电电压压值值，79表表示示输输出出为为负负电电压压值值，00表表示示输输出出电电压压的的

27、稳稳定定值值。根根据据输输出出电电流流的的大大小小不不同同，又又分分为为CW78系系列列，最最大大输输出出电电流流11.5A；CW78M00系系列列，最最大大输输出出电电流流0.5A；CW78L00系系列列，最最大大输输出出电电流流100mA左左右右，7800系系列列输输出出电电压压等等级级有有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V，7900系系列列有有-5V、-6V、-9V、-12V、-15V、-18V、-24V。如如CW7815，表表明明输输出出+15V电电压压，输输出出电电流流可可达达1.5A，CW79M12，表明输出，表明输出-12V电压，输出电流为电压，输出电流为-0.5A

28、直流稳压电源的设计与制作2.三端可调输出稳压器三端可调输出稳压器前前面面介介绍绍78、79系系列列集集成成稳稳压压器器，只只能能输输出出固固定定电电压压值值，在在实实际际应应用用中中不不太太方方便便。CW117、CW217、CW317、CW337和和CW337L系系列列为为可可调调输输出出稳稳压压器器，其外型如图其外型如图7.16（b）所示。）所示。在在图图7.16所所示示电电路路中中CW317是是三三端端可可调调式式正正电电压压输输出出稳稳压压器器，而而CW337是是三三端端可可调调式式负负电电压压输输出出稳稳压压器器。三三端端可可调调集集成成稳稳压压器器输输出出电电压压为为1.2537V，

29、输输出出电流可达电流可达1.5A。直流稳压电源的设计与制作CW317的基本应用电路如图7.17所示，它只需外接两个电阻(R1和RP)来确定输出电压。为了使电路正常工作，它的输出电流不应小于5mA，调节端的电流约为50A，输出电压的表达式为（716）（717）在上式中RP阻值很小,可忽略，由此可得图7.17所示电路中C1为预防自激振荡产生,C2用来改善输出电压波形。直流稳压电源的设计与制作图7.17可调输出稳压电源直流稳压电源的设计与制作 3.三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用1）输出固定电压应用电路）输出固定电压应用电路 输输出出固固定定电电压压的的应应用用电电路路如如图图7.18所所示

30、示，其其中中图图（a）为为输输出出固固定定正正电电压压，图图（b）为为输输出出固固定定负负电电压压，图图中中Ci用用以以抵抵消消输输入入端端因因接接线线较较长长而而产产生生的的电电感感效效应应。为为防防止止自自激激振振荡荡，其其取取值值范范围围在在0.11F之之间间（若若接接线线不不长长时时可可不不用用），Co用用以以改改善善负负载载的的瞬瞬态态响响应应，一一般般取取1F左右，其作用是减少高频噪声左右，其作用是减少高频噪声。直流稳压电源的设计与制作图7.18固定输出的稳压电路（a）输出固定正电压;（b）输出固定负电压直流稳压电源的设计与制作图7.18固定输出的稳压电路（a）输出固定正电压;（b

31、）输出固定负电压直流稳压电源的设计与制作2）输出正、负电压稳压电路）输出正、负电压稳压电路 当当需需要要正正、负负两两组组电电源源输输出出时时，可可采采用用W7800系系列列和和W7900系系列列各各一一块块，按按图图7.19接接线线，即即可可得得到到正正负负对称的两组电源。对称的两组电源。直流稳压电源的设计与制作图7.19正负对称输出稳压电路直流稳压电源的设计与制作2.4开关型稳压电路简介开关型稳压电路简介串串联联型型稳稳压压器器中中的的调调整整管管工工作作在在放放大大区区，由由于于负负载载电电流流连连续续通通过过调调整整管管，因因此此管管子子功功率率损损耗耗大大，电电源源效效率率低低，一一

32、般般只只有有20%24%。若若用用开开关关型型稳稳压压电电路路，它它可可使使调调整整管管工工作作在在开开关关状状态态，管管子子损损耗耗很很小小，效效率率可可提提高高到到60%80%，甚甚至至可可高高达达90%以以上上。开开关关型型稳稳压电路如图压电路如图7.20所示。所示。直流稳压电源的设计与制作图7.20开关型稳压电路及波形（a）开关型稳压电路;（b）波形直流稳压电源的设计与制作1.开关型稳压电路的工作原理开关型稳压电路的工作原理开开关关型型稳稳压压电电路路就就是是把把串串联联型型稳稳压压电电路路的的调调整整管管，由由线线性性工工作作状状态态改改成成开开关关工工作作状状态态，如如图图7.20

33、（a）所所示示。方方波波发发生生器器为为一一开开关关信信号号发发生生器器，当当它它输输出出高高电电平平时时，V管管饱饱合合导导通通；当当它它输输出出低低电电平平时时，V管管截截止止。输输出出电电压压波波形形如如图图7.20（b）所所示示。其其中中导导通通时时间间ton与与开关周期开关周期Tn之比定义为占空比之比定义为占空比D，即，即（718）输出电压平均值为输出电压平均值为（719)直流稳压电源的设计与制作式式中中，ton为为调调整整管管的的导导通通时时间间，toff为为调调整整管管的的截截止止时时间，间，Tn为调整管的开关周期，为调整管的开关周期，D为调整管的占空比。为调整管的占空比。对对于

34、于一一定定的的输输入入电电压压Ui，通通过过调调节节占占空空比比，即即可可调调节节输输出出电电压压Uo。调调节节占占空空比比的的方方法法有有两两种种：一一种种是是固固定定开开关关的的频频率率来来改改变变脉脉冲冲的的宽宽度度ton，称称为为脉脉宽宽调调制制型型开开关关电电源源，用用PWM表表示示；另另一一种种是是固固定定脉脉冲冲宽宽度度而而改改变变开开关关周周期期，称称为为脉脉冲冲频频率率调调制制型型开开关关电电源源，用用PFM表示。表示。直流稳压电源的设计与制作2.开关型稳压电路应用实例开关型稳压电路应用实例图图7.21所所示示为为一一PWM型型开开关关电电源源，该该电电路路用用反反馈馈环环路

35、路来来实实现现自自动动调调节节，在在取取样样、比比较较放放大大环环节节后后，再再加加入入一一个个脉脉宽宽调调节节器器PWM。它它可可将将比比较较放放大大后后的的输输出出电电压压量量转转换换成成与与固固定定频频率率相相应应脉脉宽宽的的脉脉冲冲序序列列，而而产产生生一一个个固固定定频频率率的的脉脉冲冲，其其脉脉冲冲宽宽度度根根据据比比较较放放大大器器的输出电压量而改变。的输出电压量而改变。直流稳压电源的设计与制作脉脉宽宽调调制制器器产产生生一一串串矩矩形形脉脉冲冲，当当脉脉冲冲是是低低电电平平时时，V2截截止止，Ii全全部部流流过过V1而而饱饱和和导导通通；当当脉脉冲冲是是高高电电平平时时，V2饱

36、饱和和导导通通，使使开开关关管管V1截截止止。这这样样开开关关电电源源向向负负载载提提供供的的能能量量是是断断续续的的。为为了了使使负负载载得得到到连连续续的的能能量量供供给给，开开关关型型稳稳压压电电源源还还必必须须有有一一套套平平波波装装置置。当当V1饱饱和和导导通通时时，续续流流二二极极管管截截止止，此此时时A点点的的电电位位近近似似等等于于输输入入电电压压，即即UAUi，这这时时电电感感L储储能能，电电容容C充充电电，同同时时给给负负载载提提供供能能量量输输出出。当当V截截止止时时，电电感感释释放放能能量量，电电容容放放电电。适适当当选选择择C和和L值值，可可在在V1关关断断期期间间保

37、保证证负负载载电电流流连连续。图续。图7.22所示为开关型电源的组成框图。所示为开关型电源的组成框图。直流稳压电源的设计与制作图7.21脉宽调制型开关电源图直流稳压电源的设计与制作图7.22开关电源的组成框图直流稳压电源的设计与制作MC34063 DC/DC变换器特点及典型应用变换器特点及典型应用 MC34063是一单片双极型线性集成电路，专用于直流是一单片双极型线性集成电路，专用于直流直流变换器控制部分。片内包含有温度补偿带隙基准源、一直流变换器控制部分。片内包含有温度补偿带隙基准源、一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关，能输个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关，能输出

38、出1.5A的开关电流。它能使用最少的外接元件构成开关式升的开关电流。它能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器、降压式变换器和电源反向器。压变换器、降压式变换器和电源反向器。MC34063的封装形式为塑料双列的封装形式为塑料双列8引线直插式。引线直插式。特点：特点：能在能在3.0-40V的输入电压下工作的输入电压下工作 短路电流限制短路电流限制 低静态低静态dianliu输出开关电流可达输出开关电流可达1.5A（无外接三极管）（无外接三极管）输出电压可调输出电压可调 工作振荡频率从工作振荡频率从100Hz至至100KHz 可构成升压、降压或反向电源变换器可构成升压、降压或反向电源变换器直流稳压

39、电源的设计与制作内部框内部框图直流稳压电源的设计与制作电路原理电路原理 振荡器通过恒流源对外接在CT管脚（3脚）上的定时电容不断的充电和放电，以产生振荡波形。充电和放电电流都是恒定的，所以振荡频率仅取决于外接定时电容的容量。与门的C输入端在振荡器对外充电时为高电平，D输入端在比较器的输入电平低于阈值电平时为高电平。当C和D输入端都变成高电平时，触发器被置为高电平，输出开关管导通，反之，当振荡器在放电期间，C输入端为低电平，触发器被复位，使得输出开关管处于关闭状态。直流稳压电源的设计与制作 电流限制SI检测端（5脚）通过检测连接在V+和5脚之间的电阻上的压降来完成功能。当检测到电阻上的电压接近超

40、过300mV时，电流限制电流开始工作。这时通过CT管脚（3脚）对定时电容进行快速充电，以减少充电时间和输出开关管的导通时间，结果是使得输出开关管的关闭时间延长。直流稳压电源的设计与制作极限参数极限参数直流稳压电源的设计与制作典型应用电路典型应用电路升升压变换器器直流稳压电源的设计与制作典型应用电路典型应用电路降降压变换器器直流稳压电源的设计与制作典型应用电路典型应用电路升升压变换器器（大（大电流）流）直流稳压电源的设计与制作典型应用电路典型应用电路降降压变换器（大器（大电流）流）直流稳压电源的设计与制作典型应用电路典型应用电路反向反向变换器器直流稳压电源的设计与制作训练任务训练任务1 1、制作

41、一个、制作一个+5V+5V；+12V+12V；-12V-12V输出的输出的稳压电稳压电源。源。2 2、制作一个用、制作一个用MC34063MC34063为核心的降压为核心的降压开关电源。开关电源。3 3、制作一个用、制作一个用MC34063MC34063为核心的升压为核心的升压开关电源。开关电源。4 4、制作一个用、制作一个用LM317LM317为核心的降压开为核心的降压开关电源。关电源。直流稳压电源的设计与制作用三端稳压块制作开关电源用三端稳压块制作开关电源直流稳压电源的设计与制作直流稳压电源的设计与制作直流稳压电源的设计与制作任务：制作一个如下图的，输入任务：制作一个如下图的，输入5V输出输出15V的升压变换电源。的升压变换电源。并测量该电源的各负载参数。作出负载特并测量该电源的各负载参数。作出负载特性曲线图性曲线图直流稳压电源的设计与制作此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢