第 19 章 直流稳压电源
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直流稳压电源设计毕业论文目录摘要 (II)Abstract................................................ I II 前言. (IV)第1章绪论 (1)1.1电源技术的发展趋势 (1)1.2电源技术存在的问题 (1)第2章稳压电源的组成 (2)2.1电子设备对电源的要求 (2)2.2直流稳压电源的组成 (3)第3章稳压电源整体设计 (4)3.1整流电路 (4)3.2滤波电路 (6)3.3稳压电路 (9)第4章硬件部分外围电路设计 (16)4.1程控部分 (16)4.2数码管显示电路 (19)4.3按键电路 (19)4.4保护电路 (20)第5章系统软件设计 (22)5.1系统核心指令系统 (22)5.2软件系统流程 (22)第6章实验设计中的不足 (26)结论 (27)参考文献 (28)附录1 (29)附录2 (30)致谢 (31)第1章绪论1.1电源技术的发展趋势新型半导体器件的发展使开关电源技术进步的龙头。
目前正在研究高性能的碳化硅半导体器件,一旦开发成功,对电源技术的影响将是革命性的。
此外,平面变压器,压电变压器及新型电容器等元件的发展,也将对电源技术的发展起到重要作用。
集成化是电源技术的一个重要的发展方向。
通过控制电路的集成,驱动电路的集成以及保护电路的集成,最后达到整机的集成化生产。
集成化和模块化减少了外部连线和焊接,提高了设备的可靠性,缩小了电源的体积,减轻了重量。
高频开关电源的发展趋势更是向着高频化、模块化、数字化、绿色化的方向发展。
开关电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。
开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着这些技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。
这几年,随着通信行业的发展,以开关电源技术为核心的通信用开关电源,仅国有20多亿人民币的市场需求,吸引了国外一大批科技人员对其进行开发研究。
摘要开关电源以其高效率、小体积等优点获得了广泛应用。
传统的开关电源普遍采用电压型脉宽调制(PWM)技术,而近年电流型PWM技术得到了飞速发展。
相比电压型PWM,电流型PWM具有更好的电压调整率和负载调整率,系统的稳定性和动态特性也得以明显改善,特别是其内在的限流能力和并联均流能力使控制电路变得简单可靠。
直流稳压电源是常用的电子设备,它能保证在电网电压波动或负载发生变化时,输出稳定的电压。
一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。
信号源产生控制信号,该信号有它激或自激电路产生。
比较放大器对给定信号和输出反馈信号进行比较运算,控制开关信号的幅值,、频率、波形等,通过驱动器控制开关器件的占空比,以达到稳定输出电压值的目的。
DC/DC变换器用以进行功率变换,它是开关电源的核心部分。
除此之外,开关电源还有辅助电路,包括启动、过流过压保护、输入滤波、输出采样、功能指示等电路。
开关电源典型结构有串联开关电源结构、并联开关电源结构、正激开关电源结构、反激开关电源结构、半桥开关电源结构、全桥开关电源结构等。
这里重点介绍一下反激开关电源结构。
所谓单端是指只有一个脉冲调制信号功率输出端一漏极D。
反激式则指当功率MOSFET 导通时,就将电能储存在高频变压器的初级绕组上,仅当MOSFET关断时,才向次级输送电能,由于开关频率高达100kHz,使得高频变压器能够快速存储、释放能量,经高频整流滤波后即可获得直流连续输出。
这也是反激式电路的基本工作原理。
而反馈回路通过控制TOPSwitch器件控制端的电流来调节占空比,以达到稳压的目的。
稳压电源的技术指标分为两种:一种是特性指标,包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等;另一种是质量指标,用来衡量输出直流电压的稳定程度,包括稳压系数(或电压调整率)、输出电阻(或电流调整率)、纹波电压(纹波系数)及温度系数。
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直流稳压电源工作原理
直流稳压电源是一种将交流电转换为直流电,并通过控制电路保持输出电压恒定的电子设备。
它主要由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和控制电路等部分组成。
首先,交流电经过步进变压器降压为适当电压,然后经过整流电路将交流电转换为直流电。
整流电路可以采用单相或者三相整流桥等结构,将交流电的负半周期或者全波周期转换为正半周期的脉冲波形。
接下来,滤波电路对脉冲波形进行滤波处理,去除掉波形中的纹波成分,使电压平滑、稳定。
滤波电路通常由电容器和电感器组成,起到平滑输出电压的作用。
稳压电路是保持输出电压恒定的关键部分,其原理是通过对输出电压进行反馈监测,并通过控制电路调整输入电压或者输出电流来实现稳压。
通常使用运算放大器或者比较器来实现反馈控制,根据输出电压与设定值之间的差异来控制稳压电路。
控制电路根据需求对稳压电源进行额外的保护设计,如过载保护、短路保护、过压保护和过温保护等。
这些保护装置可以确保电源在异常情况下自动停止运行,以避免电源或负载损坏。
最终,经过以上各个部分的处理,直流稳压电源可以实现输出电压恒定、纹波较小、负载波动较小的稳定直流电源供应。
它广泛应用于电子设备、仪器仪表、通信设备等领域,为各种电子设备提供可靠的电源供应。