陳肖依 汪琪

【摘 要】當(dāng)今社會(huì)的人們享受著各種電子設(shè)備帶來(lái)的便利，需要電源則是所有電子產(chǎn)品的共同點(diǎn)，如今電源的種類也已經(jīng)是五花八門種類豐富，復(fù)雜程度千差萬(wàn)別。許多電子設(shè)備對(duì)于電源電路的要求就是需要輸出穩(wěn)定的、足夠滿足負(fù)載需要的電能，而且通常情況下要求提供的都是直流的電能，而能夠提供這種直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源，其在電源技術(shù)中占有非常重要的地位。

【關(guān)鍵詞】直流電源；穩(wěn)壓

中圖分類號(hào)： TM44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）18-0048-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.18.021

0 引言

從電源出發(fā)，利用所學(xué)知識(shí)和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)提出了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的多通道直流電源設(shè)計(jì)方案。經(jīng)過(guò)大量的信息獲取，設(shè)計(jì)，調(diào)試，最后完成電子電路。直流穩(wěn)壓電源是一種實(shí)用可靠的一體化生產(chǎn)。在這種物理生產(chǎn)中，變壓器，電容器，二極管，電位器，電阻器，穩(wěn)壓器等被用來(lái)滿足預(yù)定的要求。最后通過(guò)仿真電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換，濾波，穩(wěn)壓輸出和可調(diào)輸出性能要求。這次設(shè)計(jì)所需的電源輸出功率很小。

1 總體設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)需要達(dá)到的目的

一個(gè)多通道直流電源。

（1）輸出正負(fù)12V，正負(fù)5V；

（2）輸出電流大于1A；

（3）各路輸出有相應(yīng)的狀態(tài)指示；

（4）輸出紋波<50mV。

1.2 設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)

1.2.1 作品簡(jiǎn)介

這個(gè)問(wèn)題做了什么是一個(gè)多通道直流穩(wěn)壓電源。設(shè)計(jì)一個(gè)可以固定輸出±5 V和±12 V的穩(wěn)壓電源。

1.2.2 單元電路設(shè)計(jì)與分析

1.3 整體結(jié)構(gòu)

1.3.1 電源變壓器

變壓器是一種轉(zhuǎn)換交流電壓和電流阻抗的裝置。當(dāng)交流電流在初級(jí)線圈中流動(dòng)時(shí)，在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量，從而在次級(jí)線圈中感應(yīng)電壓或電流。變壓器由一個(gè)鐵芯和一個(gè)線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中電源繞組稱為一次線圈，其余繞組為二次線圈。

變壓器的效率與變壓器的功率密切相關(guān)。反之，功率越小，效率也就越低。

一般是指連接交流電源的線圈稱為初級(jí)線圈；該線圈兩端的電壓稱為初級(jí)電壓。次級(jí)線圈處的感應(yīng)電壓可以大于或小于初級(jí)電壓，初級(jí)電壓由初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)確定。因此，電力變壓器分為兩種升壓和降壓變壓器。大多數(shù)電力變壓器具有固定的鐵芯，其一次和二次線圈纏繞在它們周圍。由于鐵材料的高磁導(dǎo)率，大部分磁通被限制在鐵芯上。在一些變壓器中，線圈與鐵芯緊密結(jié)合，一次電壓與二次電壓的比率幾乎與二者的匝數(shù)比相同。因此，變壓器的匝數(shù)比通?？梢杂米髯儔浩魃龎夯蚪祲旱膮⒖肌Ｓ捎谶@種升壓和降壓功能，變壓器已成為現(xiàn)代電力系統(tǒng)的重要附件。增加傳輸電壓使得長(zhǎng)距離電力傳輸更經(jīng)濟(jì)。沒(méi)有變壓器，行業(yè)就無(wú)法達(dá)到發(fā)展的地位。

除了電源變壓器體積小，電源變壓器和電子變壓器之間沒(méi)有明確的界線。60赫茲電力網(wǎng)絡(luò)的電源通常非常大。電子設(shè)備的功率限制通常受到整流，放大和系統(tǒng)其他部件（其中一些是功率放大器）的能力的限制。但是，如果與電力系統(tǒng)的發(fā)電能力相比，它仍然屬于小電力的范疇。

1.3.2 整流電路

電網(wǎng)為用戶提供交流電，各種無(wú)線電設(shè)備需要直流電。

使用具有單向?qū)щ娞匦缘钠骷?，可以將不同方向和大小的交流電轉(zhuǎn)換成直流電。

橋式整流器電路是最常用的整流器電路之一。

橋式整流器使用四個(gè)二極管，二到二。輸入正弦波的正半部分是兩管的導(dǎo)通，并獲得正輸出；當(dāng)輸入正弦波的負(fù)一半時(shí)，另兩個(gè)管打開。橋式整流器使用輸入正弦波的次數(shù)與半波整流效率相同。

橋式整流是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的第一步。

1.3.3 濾波電路

濾除整流輸出電壓中的紋波就需要用到濾波電路，或者用負(fù)載串聯(lián)電感L（b），以及由電容，電感組成的各種復(fù)雜濾波電路（c）。

電源濾波器電路的作用是平滑整流的單脈沖電壓并減少脈沖數(shù)量。通常使用電容器和電感器的儲(chǔ)能效應(yīng)來(lái)保持直流部分，顯然是低通濾波器電路。如圖所示，低功耗電路通常使用一個(gè)簡(jiǎn)單的電容濾波電路，其中C1是濾波電容，它使用電容的儲(chǔ)能功能來(lái)增加輸出電壓的平均值。

1.3.4 穩(wěn)壓電路

電壓調(diào)節(jié)器電路即使在輸入電壓，負(fù)載，環(huán)境溫度和電路參數(shù)改變時(shí)也能保持恒定的輸出電壓。該電路可以提供穩(wěn)定的直流電源，廣泛用于各種電子設(shè)備。

集成穩(wěn)壓器的種類很多，而三端穩(wěn)壓器通常用于低功耗電源。

目前，具有固定輸出電壓的集成穩(wěn)壓器通常用于電子設(shè)備中。由于它只有輸出端，輸入端和公共端，因此被稱為三端穩(wěn)壓器。78后面的數(shù)字表示穩(wěn)壓器輸出的正電壓值。分別為7805、7806、7808、7809、7810、7812、7818、7824.按其最大輸出電流又可分為78 L××、78 M××和78××三個(gè)分系。

其中，78××系列穩(wěn)壓器為三端輸出正穩(wěn)壓器，其中78L××系列有兩種封裝形式：一個(gè)是金屬包裝，另一個(gè)是塑料包裝。前者溫度特性比后者好，使用時(shí)無(wú)需加散熱片。8L××系列中，一般以塑封的時(shí)用較多，而且塑料封裝有安裝固定容易，廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，在無(wú)線電愛(ài)好者種時(shí)用居多。

79××系列是一款三端輸出負(fù)向穩(wěn)壓器。

1.4 材料選擇

1.4.1 集成穩(wěn)壓器

如上述介紹，此次要輸出的電壓為+12V、±5V，固選擇芯片為L(zhǎng)M7805、LM7812、LM7905、LM7912。

1.4.2 電源變壓器的選擇

Uomax+（Ui-Uo）min≤Ui≤Uomin+（Ui-Uo）max

Uo1=Ui

根據(jù)Uo1=U2得

變壓的副邊電流U2=19V

因此選擇雙18V電源變壓器

同時(shí)還需要以下元器件

電路仿真圖如下

2 總結(jié)

直流穩(wěn)壓電源的發(fā)展時(shí)間長(zhǎng)遠(yuǎn)，技術(shù)成熟，如今已經(jīng)是學(xué)習(xí)電子電氣類的入門必修課程之一，文中介紹的直流穩(wěn)壓電源只是其中一個(gè)很簡(jiǎn)單的例子。直流穩(wěn)壓電源行業(yè)可以整合安全手行業(yè)、市場(chǎng)、企業(yè)等多層面信息源，應(yīng)用廣泛運(yùn)用繁多，也正是如此更需要我們對(duì)待其制作設(shè)計(jì)更加精細(xì)完善，甚至做到進(jìn)一步的創(chuàng)新。

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