直流稳压器降压型
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图1 稳压电源工作流程图2.2 可调直流稳压电源的工作原理方框图直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置,它需要变压、整流、滤波、消振、稳压、保护、可调七个环节来完成的〔如图2所示〕。
图2可调直流稳压电源方框图(1)电源变压器。
电源变压器,是降压变压器,它将市电220V交流电压变换成符合需要的较低的交流电压,并送给整流电路,变压器的变比由变压器的副边电压确定〔如图3所示〕。
图3 电源变压器(2)整流电路。
整流电路是利用二极管的单向导电性,把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电,它由VD1,VD2,VD3,VD4构成单相全波整流电路,电路如图4所示。
在u2的正半周内,二极管VD1、VD3导通,VD2、VD4截止;u2的负半周内,VD2、VD4导通,VD1、VD3截止。
正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL,且方向是一致的,电路的输出波形如图5所示。
图4 整流电路图 图5 整流波形图 在桥式整流电路中,每个二极管都只在半个周期内导电,所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半,即 。
电路中的每只二极管承受的最大反向电压为 (U2是变压器副边电压有效值)。
在设计中,常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点,将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联,以到达使输出波形根本平滑的目的。
选择电容滤波电路后,直流输出电压:Uo=0.9U2,直流输出电流:Io=0.92L U R 〔Io 是变压器副边电流的有效值〕。
(3)滤波电路。
滤波电路它可以将整流电路输出电压中的交流成分大局部加以滤除,从而得到比拟平滑的直流电压,它由1C 等外围元器件构成。
(4) 稳压电路。
三端可调稳压器LM317:三端可调稳压器因具有稳定度高、适应性强、使用方便的优点,得到广泛应用。
稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压和负载的变化而变化,其主要由三段集成稳压块LM317组成〔如图6所示〕。
系统设计人员被要求生产更小、效率更高的电源解决方案,以满足所有行业SoC 和FPGA 的高耗电需求。
在先进的电子系统中,因为电源必须放在SoC 或其外围设备(如DRAM 或I/O 设备)附近,因此电源封装的可占用空间至关重要。
在便携式仪器中,如手持条码扫描仪或医疗数据记录仪系统,空间更为紧凑。
设计人员面临的问题不仅仅是找到一个在有限空间放得下的稳压器。
紧凑型解决方案的要求往往与其他先进的电子产品要求相冲突:可靠的设计、高效率、大转换比、高功率、小尺寸以及良好的热性能。
其中许多要求需要在其他领域进行权衡,这就给设计人员带来了一个困难且耗时的优化问题。
LTC3636旨在通过双通道6 A 降压稳压器简化设计人员的任务,该稳压器在关断时消耗非常低的待机电流,在高达4 MHz 的频率下工作时,满载和轻载时都具有很高的效率。
小尺寸和4 MHz 开关频率电源设计中普遍存在的事实是,分配的应用空间很小。
DC-DC 转换器的体积和功率密度通常受限于庞大磁性元件、输入/输出电容、EMI 滤波器和散热器。
在降压功率转换器中,尺寸和效率往往没法同时满足:通过提高开关频率可以显著减小电感和输出电容的尺寸,但高频工作会增加电感和开关的开关损耗。
这又使得在狭小空间进行热管理变得更加复杂。
LTC3636是一款双通道、每路输出6 A 、高效率单芯片降压稳压器,能够采用最高20 V 的输入电源电压。
可编程开关频率可以设置为高达4 MHz 。
高开关频率显著减小了电感和电容的尺寸和值,但与许多高频解决方案不同,LTC3636还保持了高效率,可使用一些具有更低交流损耗和直流损耗的超小尺寸铁氧体电感。
两个通道错相180°工作,且开关脉冲交错使纹波更低,反过来又可以减少输入电容值。
图1中的双通道降压转换器在4 MHz 的频率下运行,并使用非常小的电压和电容。
效率和热性能如图2所示。
热图像显示低于40°C 的温升,在VIN = 5 V 室温下自然对流。
12V转5V应用中,大多要求会输出电流高的,稳压LDO就不能满足了,需要使用DC-DC降压芯片来持续稳压5V,输出电流1000MA,2000MA,3000MA,5000MA等。
不同的输出电流可以选择适合的降压芯片来使用。
12V转3.3V,稳压3.3V输出,一般用于给MCU单片机或者其他特殊重要模块供电等,要求也会比较多和不一样。
例如10MA,100MA,1000MA-5000MA不等。
时常小电流的较多,小电流使用LDO稳压芯片。
1,LDO稳压芯片40V高输入电压LDO线性稳压器, 高输入电压,低静态电流,高速,低压降线性稳压器具有高纹波抑制.PW6206,PW6513。
特点●输入电压:4.75V~40V●输出电压固定:3V,3.3V,5V●输出精度:<±2%●输出电流:150mA(典型值)●电源抑制比:60dB@100Hz●跌落电压:600mV@IOUT=100mA●静态电流:4.2μA@VIN=12V(典型值)●ESD HBM:8KV●推荐电容器:10uF2,DC-DC降压芯片2A-3APW2162是一个完全集成,高效率2A同步整流降压转换器。
PW2162在宽输出电流负载范围内以高效率运行。
此设备提供两种工作模式,PWM控制和PFM模式开关控制,实现高效率在更宽的负载范围内。
PW2162要求现有的最小数量标准外部组件,并在符合ROHS标准的6针SOT23封装中提供。
特征●效率高达96%●600KHz频率操作●2A输出电流●不需要肖特基二极管● 4.5V至16V输入电压范围●0.6V参考电压●斜坡补偿电流模式控制对于良好的线路和负载瞬态回应PW2163是一种高效的500kHz同步降压DC-DC转换器,能够输送3A电流。
PW2163在4.5V到18V的宽输入电压范围内工作集成主开关和同步开关,具有非常低的RDS(ON)以最小化传导损失。
输出电压纹波低,外部电感器和电容器的尺寸为500kHz开关频率。
可调直流稳压电源1、可调直流稳压电源的构成可调直流稳压电源是由降压、整流、滤波、稳压、调整、滤波、电压指示构成的。
降压的作用是:将输入的220V交流电压降到24V。
此时输出的还是交流电压。
整流的作用是:将交流电压整流成直流电压。
此时输出的是只有正半周的电压。
加电指示的作用是:加电后红色指示灯亮。
指示稳压电源已经加电。
滤波的作用是:将正半周的电压过滤成纹波系数很小的接近直流的电压。
稳压的作用是:将纹波系数很小的输出电压稳定在用户需要的直流电压上。
输出电压调整:根据用户的需要,调节稳定输出电压值。
二次滤波:为了在用电时需要突发大电流时,向负载提供瞬时电流。
稳定输出电压。
电压指示:将当前输出的电压值用表头显示出来,以便用户对输出电压调整和使用。
其原理框图如图1所示。
图1 稳压电源框图2、所用的器件和电原理图组成降压的元件是:变压器B1。
组成整流的元件是:D1-D4这四只二极管组成滤波的元件是2200微法、耐压50V的电解电容C1(外形如图3所示)。
组成加电指示的元件是:限流电阻R1和红色发光二极管。
组成稳压的元件是:可调输出电压的集成三端稳压器LM317。
组成输出电压调整元件是:电位器R P(外形图如图4所示)。
组成二次滤波元件是:10uF、耐压50V的电解电容C2。
组成电压指示元件是:0-24V指针式电压表头。
电原理图如图2所示。
图2 可调稳压电路电原理图图3 电解电容外形图图4 电位器外形3、电路板布局以及安装有关电路板上原器件的安装如图5所示。
装元器件时应该先装矮的元件,后装高的元件。
图(a)是总装配图。
图(b)是电位器和发光二极管装配图。
图(c)是三端稳压器引脚图。
图(d)是表头和输出端子接线图。
外形图如图6所示。
(a)(b)(c)(d)图5装配图图6 外形图4、装配顺序及调试方法:1)首先安装D1-D4构成的电桥。
安装完毕后可以从输入端用电10KΩ阻挡正反向测量是否有短路。
如果内阻很大则说明没有短路。