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  • 整流二极管的代换原则,你知道吗?

    整流二极管的代换原则,你知道吗?

    什么是整流二极管的代换原则?它有什么特点?整流二极管是二极管的其中一种,作为电源工程师你们对于整流二极管了解多少,整流二极管的代换原则又知道多少呢? 什么是整流二极管 整流二极管一种能够将交流电能转变为直流电的半导体器件。整流二极管广泛用于各种电源整流电路中,我们选择整流二极管时,主要考虑的是它的最高反向工作电压VR、最大平均整流电流IF、最大反向工作电流IR、最高工作频率fm及反向恢复时间trr等参数。 整流二极管代换原则 电源有低频也有高频,对于串联型稳压电源,这是一种当输入或输出变化时,通过连续性调整功率管压降来获得稳定的输出电压的一种电源,这种调整管工作时候处于线性放大状态,这种电路对于整流二极管反向恢复时间要求不是很高,因此这种电源整流二极管只要满足最大整流电流。最大反向工作电压以及最大反向工作电流等基本要求就可以了,例如我们经常使用的1N400X系列二极管等。 但是对于开关型稳压电源,它是通过调整功率管的导通或者截止来获得稳定的输出电压,这货在那个调整管工作于饱和导通状态,它的整流电路对于使用的整流二极管工作频率相对较高,另外反向恢复时间也要求较短,这时候需要选择快恢复二极管,甚至肖特基二极管。 因此,总结一下,对于整流二极管代换可以考虑几个原则: ①最大平均整流电流大的整流二极管可以代替整流电流小的二极管代替,反过来就不行; ②反向工作电压高的整流二极管可以代替反向电压低的整流二极管,反过来就不行; ③工作频率高的整流二极管可以代替工作频率低整流二极管,反过来就不行。以上就是整流二极管的代换原则解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-08-05 关键词: 稳压电源 肖特基二极管 代换原则

  • 线性稳压电源调节电压,你知道怎么回事吗?

    线性稳压电源调节电压,你知道怎么回事吗?

    你知道线性稳压电源调节电压的原理吗?线性电源,是先将交流电经过变压器降低电压幅值,再经过整流电路整流后,得到脉冲直流电,后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。要达到高精度的直流电压,必须经过稳压电路进行稳压。本文将详细阐述线性稳压电源调节电压究竟是何原理? 根据调整管的工作状态,我们常把稳压电源分成两类:线性稳压电源和开关稳压电源。此外,还有一种使用稳压管的小电源。这里说的线性稳压电源,是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。调整管工作在线性状态下,可这么来理解:RW(见下面的分析)是连续可变的,亦即是线性的。而在开关电源中则不一样,开关管(在开关电源中,我们一般把调整管叫做开关管)是工作在开、关两种状态下的:开——电阻很小;关——电阻很大。工作在开关状态下的管子显然不是线性状态。 线性稳压电源是比较早使用的一类直流稳压电源。线性稳压直流电源的特点是:输出电压比输入电压低;反应速度快,输出纹波较小;工作产生的噪声低;效率较低(现在经常看的LDO就是为了解决效率问题而出现的);发热量大(尤其是大功率电源),间接地给系统增加热噪声。 工作原理:我们先用下图来说明线性稳压电源调节电压的原理。如下图所示,可变电阻RW跟负载电阻RL组成一个分压电路, 输出电压为:Uo=Ui×RL/(RW+RL), 因此通过调节RW的大小,即可改变输出电压的大小。请注意,在这个式子里,如果我们只看可调电阻RW的值变化,Uo的输出并不是线性的,但如果把RW和RL一起看,则是线性的。还要注意,我们这个图并没有将RW的引出端画成连到左边,而画在右边。虽然这从公式上看并没有什么区别,但画在右边,却正好反映了“采样”和“反馈”的概念----实际中的电源,绝大部分都是工作在采样和反馈的模式下的,使用前馈方法很少,或就是用了,也只是辅助方法而已。 让我们继续:如果我们用一个三极管或者场效应管,来代替图中的可变阻器,并通过检测输出电压的大小,来控制这个“变阻器”阻值的大小,使输出电压保持恒定,这样我们就实现了稳压的目的。这个三极管或者场效应管是用来调整电压输出大小的,所以叫做调整管。 像图1所示的那样,由于调整管串联在电源跟负载之间,所以叫做串联型稳压电源。相应的,还有并联型稳压电源,就是将调整管跟负载并联来调节输出电压,典型的基准稳压器TL431就是一种并联型稳压器。所谓并联的意思,就是象图2中的稳压管那样,通过分流来保证衰减放大管射极电压的“稳定”,也许这个图并不能让你一下子看出它是“并联”的,但细心一看,确实如此。不过,大家在此还要注意一下:此处的稳压管,是利用它的非线性区工作的,因此,如果认为它是一个电源,它也是一个非线性电源。为了便于大家理解,回头我们找一个理适合的图来看,直到可以简明地看懂为止。 由于调整管相当于一个电阻,电流流过电阻时会发热,所以工作在线性状态下的调整管,一般会产生大量的热,导致效率不高。这是线性稳压电源的一个最主要的一个缺点。想要更详细的了解线性稳压电源,请参看模拟电子线路教科书。这里我们主要是帮助大家理清这些概念以及它们之间的关系。 图1 一般来说,线性稳压电源由调整管、参考电压、取样电路、误差放大电路等几个基本部分组成。另外还可能包括一些例如保护电路,启动电路等部分。下图是一个比较简单的线性稳压电源原理图(示意图,省略了滤波电容等元件),取样电阻通过取样输出电压,并与参考电压比较,比较结果由误差放大电路放大后,控制调整管的导通程度,使输出电压保持稳定。 图2 常用的线性串联型稳压电源芯片有:78XX系列(正电压型),79XX系列(负电压型)(实际产品中,XX用数字表示,XX是多少,输出电压就是多少。例如7805,输出电压为5V);LM317(可调正电压型),LM337(可调负电压型);1117(低压差型,有多种型号,用尾数表示电压值。如1117-3.3为3.3V,1117-ADJ为可调型)。以上就是线性稳压电源调节电压解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-08-03 关键词: 稳压电源 ldo 线性

  • 稳压电源详细电路图

    稳压电源详细电路图

     一、稳压电源 1、3~25V电压可调稳压电路图 此稳压电源可调范围在3.5V~25V之间任意调节,输出电流大,并采用可调稳压管式电路,从而得到满意平稳的输出电压。 工作原理: 经整流滤波后直流电压由R1提供给调整管的基极,使调整管导通,在V1导通时电压经过RP、R2使V2导通,接着V3也导通,这 时V1、V2、 V3的发射极和集电极电压不再变化(其作用完全与稳压管一样)。调节RP,可得到平稳的输出电压,R1、RP、R2与R3比值决定本电路输出的电压值。 2、10A3~15V稳压可调电源电路图 无论检修电脑还是电子制作都离不开稳压电源,下面介绍一款直流电压从3V到15V连续可调的稳压电源,最大电流可达10A,该电路用了具有温度补偿特性的,高精度的标准电压源集成电路TL431,使稳压精度更高,如果没有特殊要求,基本能满足正常维修使用,电路见下图。 工程师必阅:稳压电源、DC-DC电源、开关电源等详细电路图 二、开关电源 UC3842工作原理 下图为UC3842 内部框图和引脚图,UC3842 采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式,共有8 个引脚,各脚功能如下: ①脚是误差放大器的输出端,外接阻容元件用于改善误差放大器的增益和频率特性; ②脚是反馈电压输入端,此脚电压与误差放大器同相端 的2.5V 基准电压进行比较,产生误差电压,从而控制脉冲宽度; ③脚为电流检测输入端, 当检测电压超过1V时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态; ④脚为定时端,内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决 定,f=1.8/(RT×CT); ⑤脚为公共地端; ⑥脚为推挽输出端,内部为图腾柱式,上升、下降时间仅为50ns 驱动能力为±1A ; ⑦脚是直流电源供电端,具有欠、过压锁定功能,芯片功耗为15mW; ⑧脚为5V 基准电压输出端,有50mA 的负载能力。

    时间:2019-07-23 关键词: 工作原理 稳压电源 电源稳压电源

  • 稳压电源工作原理

    稳压电源工作原理

    通常来说,按照大众的普通叫法,线性稳压电源和开关稳压电源都是稳压电源。 线性稳压电源,是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。而在开关电源中则不一样,开关管(在开关电源中,我们一般把调整管叫做开关管)是工作在开、关两种状态下的:开——电阻很小;关——电阻很大。 开关电源是一种比较新型的电源。它具有效率高,重量轻,可升、降压,输出功率大等优点。但是由于电路工作在开关状态,所以噪声比较大。 通过下图,我们来简单的说说降压型开关电源的工作原理。如图所示,电路由开关K(实际电路中为三极管或者场效应管),续流二极管D,储能电感L,滤波电容C等构成。当开关闭合时,电源通过开关K、电感L给负载供电,并将部分电能储存在电感L以及电容C中。由于电感L的自感,在开关接通后,电流增大得比较缓慢,即输出不能立刻达到电源电压值。一定时间后,开关断开,由于电感L的自感作用(可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用),将保持电路中的电流不变,即从左往右继续流。这电流流过负载,从地线返回,流到续流二极管D的正极,经过二极管D,返回电感L的左端,从而形成了一个回路。通过控制开关闭合跟断开的时间(即PWM——脉冲宽度调制),就可以控制输出电压。如果通过检测输出电压来控制开、关的时间,以保持输出电压不变,这就实现了稳压的目的。 在开关闭合期间,电感存储能量;在开关断开期间,电感释放能量,所以电感L叫做储能电感。二极管D在开关断开期间,负责给电感L提供电流通路,所以二极管D叫做续流二极管。 在现在的开关电源产品中,开关一般是三极管或者场效应管,开关断开,电流小,开关闭合,电流大,这就是为什么效率高。

    时间:2019-07-17 关键词: 电感 稳压电源 电源技术解析 降压型开关电源

  • 详解PWM开关稳压电源尖峰干扰

    详解PWM开关稳压电源尖峰干扰

      1 引言  PWM(PulseWidthmodulation)型开关稳压电源具有体积小、效率高的优点,作为电源设备在许多领域得到了广泛的应用。但是,开关三极管的工作状态转换持续期短、频谱甚宽的尖峰干扰是其致命弱点,它不仅影响开关电源本身,而且还会干扰邻近的其它电子设备。  开关稳压电源工作时开关三极管和续流二极管(亦可以是另一个开关三极管)总是交替地导通或者截止,图1中KQ和KD并非是理想器件,两种状态的转换需要一定的时间,这就产生了尖峰干扰。在状态转变过程中,该导通的开关没有完全导通,而该截止的开关却又没有截止的瞬间,电源到地有直接的通路,产生瞬态电流Is。该电流跟开关三极管导通时的电流Imax及截止时的电流Icmin的差值、开关KQ和KD同时导通的持续时间等因素有关。由于电路分布参数的影响,在波形上出现振铃振荡。    2 功率开关管瞬时导通的持续时间对尖峰干扰的影响  晶体管的开启和关断时间跟其截止频率成反比。开启、关断时间越短,开关速度就越快。同时导通的持续时间取决于KQ和KD所使用的器件的开关速度。用速度不同的开关器件比较,开关器件的速度越快,同时导通的持续时间越短,尖峰干扰越是宽度窄、幅度大。  3 减小变压器漏感引起的电压尖峰  变压器的漏感越大,电压尖峰越高,射频干扰也就越大。特别是变压器采取屏蔽后,由于耦合差,漏感也相应大一些。一般说,用环型磁芯绕制的变压器产生的漏感要比E型小些。另外,绕线工艺也很重要,较好的绕线方式是先绕初级总圈数的一半,再绕次级的全部圈数,最后再绕初级的剩余一半,即次级线圈在初级线圈的中间。这样初级线圈保持有较好的耦合,使变压器有较小的漏感。  4 功率管的开关波形对尖峰干扰的影响与抑制  开关波形Usr(t)的方正度影响尖峰干扰。矩形波的谐波幅度随频率增加而减小的速率为20dB十倍频程,梯形波则为40dB?十倍频程。有意识地改变矩形波的陡峭程度和两角的钝化程度可抑制高频分量、减小尖峰干扰。故要合理地选择开关三极管和续流二极管的开关速度。  对开关三极管而言,有两种方法可减小尖峰干扰,即增大Vce的上升时间和减小Ic的下降时间。图2电路中,在确定了KQ之后,可从图3看出,增大KD的开启时间、减小关断时间可以减小尖峰干扰。    在开关三极管的CE之间,或者在续流二极管的两端并联RC缓冲电路可使尖峰干扰明显减小。图3中,三极管T关断时,集电极电压上升,通过D和R1对C充电,使其上升速率变缓,选择充电常数CR1的值可以控制上升速率。T导通时,D截止,C对R1和R2放电,限制了导通瞬间的峰值电流。该缓冲电路改变了负载线的形状,减少了开关三极管的损耗。在续流二极管两端并上RC电路也同样有效。图3中,当用3DD11和2CK120C时,可并0.022LF左右的电容器(f=2kHz),该电容的容量有一最佳值,它的作用可以从图4看出。图4(a)是不加C的情况,将其在时间轴上放大后为图4(b)。并上缓冲电容后分别见图4(c)和(d)。      5 在输入电网中,部噪声的抑制方法  开关稳压电源中开关快速通断,didt很大,在供电系统的漏电感上产生幅度很大的瞬态压降,使输入电压源有一个时间很短的瞬时跌落,破坏电网的正常波形、形成干扰。输入电源中的干扰也会影响开关稳压电源。输入滤波器具有一定的隔离作用,通常采用P型LC平衡滤波器,对脉动干扰可以衰减20dB,尖峰干扰也能衰减6dB之多。电感量的计算式:    式中E尖峰是尖峰干扰电压(Vp-p),f尖峰是尖峰干扰的频率(Hz)。还应考虑到流过电感的直流电流值,以免饱和。    Isr是开关稳压电源的最大输入直流电流(A),Usr是输入直流电压(V)。用市电供电的电源系统,滤波器应装在一铝质密封小盒内,小盒放在机箱内,电源线进入孔的旁边,使电源线一进入机箱就到滤波小盒,然后再引出至电源开关、整流器。倘若在整流器之前采用变压器,则应在其初、次级加隔离。  6 输出电容器对尖峰干扰的影响  开关稳压电源的输出电容量大,需用电解电容器。普通电解电容的高频特性不好,存在着较大的等效电感和电阻,故阻抗大,尖峰噪音也大。高频电解电容器是具有优良高频特性的低电感器件,它对脉冲源及输出电压提供了很好的与接地回路的隔离,并提供良好的噪声滤波。  目前有三种高频电解电容器,一种是四端电容器,它的高频特性良好,但是负载电流流过电容器内部使之发热,故电流要限制在10A以下;二是大型高频滤波电解电容器,它有承受大电流的能力但高频特性不及前者好;第三种是高频滤波电解电容器,优点是体积小。不改变电路的其它参数,假若用普通电解电容器时尖峰干扰为150mVp-p,而用四端电容则为50mVp-p。用一定容量的聚碳酸脂电容或高频陶瓷电容跟输出电解电容并联,可以进一步降低尖峰干扰。  7 开关稳压电源布线对尖峰干扰的抑制  开关稳压电源工作时向空间辐射干扰。辐射噪音电平与辐射源的距离成反比。一般离5cm以外布线即可。若结构上不允许则应加屏蔽。电源输入线周围产生很强的电磁场,为减小输入线和输出线之间的电磁耦合,两者必须远离。  流过开关大电流的导线应尽量短,并且不跟其它线交连。降压型开关稳压电源的续流二极管或者升压型的开关三极管的接地端应以最短的引线直接与输出电容的地端相连。图5表示了布线的影响,尖峰干扰通过环路I辐射,故构成这一环路的各段连线的感性耦合必须最小,电容器的引线要短,以减小引线电感。    为减小输出线上的损耗和尖峰干扰,输出到负载的连线应短。图6画出了对三种不同长度的输出线,当负载电流为8A时,在负载端所测得的干扰波形。输出线长,尖峰干扰的幅度大、宽度也宽。相同长度的输出线,线径粗则尖峰干扰幅度大、宽度宽。用双绞线能有效地衰减电磁感应电势,表1说明对感应电势衰减的数值随扭距变短而增大。      输出线的接法对尖峰干扰有很大的影响。用双绞线直接从输出电容器的高端和低端输出,可使正、反向的干扰电流抵消。否则干扰电流流经输出线,会在线上产生一个很大的尖峰干扰电压。当开关稳压电源供几个负载使用时,从输出电容分别用双绞线馈送到各负载为好。实际应用中馈线很长,带有长输出线的开关稳压电源,它的尖峰干扰较大。为此,可在输出端或在负载的输入端加设LC低通平衡滤波器。例如某开关稳压电源输出2m长的馈线到负载,在负载端的尖峰干扰为3Vp-p,若在负载侧加LC滤波器,则下降为100mVp-p。不接电感L,只加电容则尖峰干扰为1Vp-p,可见小电感L是必须的。  8 结语  综上所述,脉冲宽度调制开关稳压电源所产生的噪音的频谱很宽,从几赫兹到几十兆赫兹,根据本文所分析的因素,按照以上所讨论的方法,可以有效地抑制这些噪声中的尖峰干扰。  对于个别电路,则采用其中的若干种进行组合,往往就可奏效。目前,要使开关稳压电源的噪音达到毫伏峰-峰数量级,尚有许多难处。但是,随着元件的进展、工艺水平的提高以及对噪音问题的认识深化,开关稳压电源的输出噪音是可能达到新水平的。

    时间:2019-04-24 关键词: 干扰 详解 嵌入式开发 稳压电源 尖峰

  • 高稳定度低纹波的线性稳压电源设计

    高稳定度低纹波的线性稳压电源设计

    摘 要: 设计制作了一款基于LT1083/LT1033系列大功率低压差三端稳压芯片的高稳定度低纹波直流电源,介绍了降压、整流滤波、线性稳压、LC低通滤波等主要构成模块。测试结果表明,本电源具有输出电压稳定度高、输出电流大、低纹波、低功耗等特点。关键词: 高稳定度;低纹波;低功耗 线性稳压电源被广泛应用于科研、电力电子、电镀、广播电视发射、通信等领域,是大专高等院校、实验室等进行电子电路研究不可或缺的仪器设备[1]。但是传统线性稳压电源存在变压器转换效率低、稳压芯片压差大、滤波电路不够完善等缺点,时常出现输出纹波大、效率低、发热量大、间接地给系统增加热噪声等问题[2-3]。在历年的电子设计竞赛中,作品在比赛场地测试正常,但在指定测试场地测评时,电路突然烧毁或者性能指标达不到原先水平的现象时有发生,一个重要的原因就是测评场地提供的稳压电源电压波动大、供电电流不稳定、正负电压不匹配[4]。因此,高稳定性、低纹波的稳压电源是科研创新和电子设计竞赛不可或缺的保障[5-6]。1 系统总体方案设计 本设计由降压模块、整流滤波模块、线性稳压模块和低通滤波模块组成[7],如图1所示。变压器将220 V/50 Hz交流电分别降压到±16 V、±6 V、+6 V,通过整流桥堆整流以及大容量电容滤波后,进入正(负)线性稳压模块,再经过低通滤波模块滤除直流以外的干扰信号,分别输出±15 V、±5 V、+5 V的稳定电压。2.2 线性稳压模块 LT1083/LT1033系列正负可调稳压器的效率大大高于现有器件,可以提供7.5 A、5 A和3 A输出电流,并能在低至1 V的压差条件下运行,压降在最大电流条件下保证在1.5 V以内。负载电流减小时允许压差同时减小,可在多种电流水平条件下通过片内修整电路,提供所保证的最小压差,并能够使输出电压准确度调节至1%。其电压调整率为0.015%,负载调整率为0.01%,对电流限值也进行了修整,最大限度地减小了过载条件下稳压器和电源电路上承受的应力,具有热功耗限制保护[10]。LT1083/LT1033系列器件的引脚与老式三端稳压器兼容,与大多数稳压器设计中的10 μF输出电容器以及PNP稳压器多达10%的输出电流作为静态电流消耗不同,LT1083/LT1033系列的静态电流流入负载,大大降低了电源功耗。此芯片电压调整率小、负载调整率小的特点能够保证输出电压稳定度高。正负线性稳压模块电路如图3所示,其中R1=R3,R2=R4。电路中的电阻参数可根据输出可调电压公式确定:

    时间:2019-04-23 关键词: 嵌入式开发 稳压电源 线性 稳定 度低纹波

  • 开关型稳压电源

    开关型稳压电源

    ;;; DC/DC是“直流电压转直流电压的意思”,即有一输入直流8205A电压通过DC/DC变换器转换成另一个电压等级的直流电压,或是转换成另一个极性的直流电压(正极性直流电压转换成负极性直流电压)。低压差稳压器也属于DC/DC变换器,现在DC/DC多指开关电源(Switching Power Supply)o开关电源除这种DC/DC变换器外,还有AC/DC变换器,即从交流电压到直流电压的变换器。;;; 开关稳压电源与串联调整型稳压电源比较.;;; 开关稳压电路在各种直流稳压电路中,电路结构最复杂,电路变化最丰富,电路识图难度最大,故障分析和检修最困难。;;; 开关稳压电源与串联调整型稳压电源都是电子电器中广泛使用的直流稳压电源,对这两种稳压电源进行详细比较,有利于认识这两种电源路,有利于电路工作原理的分析和电路故障的检修。;;; 电源变压器与脉冲变压器比较;;; (1)开关稳压电路中使用脉冲变压器,串联调(开关电源中的变压器,又称开关电源变压器),将串联调整型稳压电路中的变压器称为工频电源变压器,俗称电源变压器。139所示是开关电源变压器实物图。;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;; 图3-139; 开关电源变压器实物图;;; (2)开关稳压电踣种类较多,只有在脉冲变压器耦合开关电源电路中才使用脉冲变压器(开关电源变压器),其他类型的开关电源都不使用开关电源变压器。;;; (3)电源(工频)变压器因为工作频率低,采用硅钢片作为铁芯;脉冲变压器工作频率高,采用磁芯。;;; (4)脉冲变压器与电源变压器相比,体积大幅缩小,重量也只是电源变压器的1/5。

    时间:2019-04-23 关键词: 嵌入式开发 稳压电源

  • 稳压电源分类

      常用的稳压电源有:  ①铁磁谐振式交流稳压器。由饱和扼流圈与相应的电容器组成,具有恒压伏安特性。  ②磁放大器式交流稳压器。将磁放大器和自耦变压器串联而成,利用电子线路改变磁放大器的阻抗以稳定输出电压。  ③滑动式交流稳压器。通过改变变压器滑动接点位置稳定输出电压。  ④感应式交流稳压器。靠改变变压器次、初级电压的相位差,使输出交流电压稳定。  ⑤晶闸管交流稳压器。用晶闸管作功率调整元件。稳定度高、反应快且无噪声。但对通信设备和电子设备造成干扰。20世纪80年代以后,又出现3种新型交流稳压电源:补偿式交流稳压器。数控式和步进式交流稳压器。净化式交流稳压器。具有良好隔离作用,可消除来自电网的尖峰干扰。

    时间:2019-03-19 关键词: 分类 稳压电源 电源技术解析

  • 稳压电源基础知识

    稳压电源(stabilized voltage supply)是能为负载提供稳定交流电源或直流电源的电子装置。包括交流稳压电源和直流稳压电源两大类。  一、交流稳压电源的分类及其特点:  能够提供一个稳定电压和频率的电源称交流稳定电源。目前国内多数厂家所做的工作是交流电压稳定。下面结合市场有的交流稳压电源简述其分类特点。  参数调整(谐振)型  这类稳压电源,稳压的基本原理是LC串联谐振,早期出现的磁饱和型稳压器就属于这一类。它的优点是结构简单,无众多的元器件,可靠性相当高稳压范围相当宽,抗干扰和抗过载能力强。缺点是能耗大、噪声大、笨重且造价高。  在磁饱和原理的基础上的发育进形成的参数稳压器和我国50年代已流行的“磁放大器调整型电子交流稳压器”(即614型)均属此类原理的交流稳压器。  自耦(变比)调整型  1、机械调压型,即以伺服电机带动炭刷在自耦变压器的的绕组滑动面上移动,改变Vo对Vi的比值,以实现输出电压的调整和稳定。该种稳压器可以从几百瓦到几千瓦。它的特点是结构简单,造价低,输出波形失真小;但由于炭刷滑动接点易产生电火花,造成电刷损坏以至烧毁而失效;且电压调整速度慢。  2、改变抽头型,将自耦变压器做成多个固定抽头,通过继电器或可控硅(固态继电器)做为开关器10件,自动改变抽头位置,从而实现输出电压的稳定。  该种型稳压器优点是电路简单,稳压范围宽(130V-280V),效率高(≥95%),价格低。而缺点是稳压精度低(±8~10%)工作寿命短,它适用于家庭给空调器供电。  大功率补偿型——净化型稳压器(含精密型稳压器)  它用补偿环节实现输出电压的稳定,易实现微机控制。  它的优点是抗干扰性能好,稳压精度高(≤±1%)、响应快(40~60ms)、电路简单、工作可靠。缺点是:带计算机,程控交换机等非线性负载时有低频振荡现象;输入侧电流失真度大,源功率因数较低;输出电压对输入电压有相移。对抗干扰功能要求较高的单位,在城市里应用为宜,计算机供电时,必须选用计算机总功率的2-3倍左右稳压器来使用。因具有稳压、抗干扰,响应速度快、价格适中等优点,所以应用广泛。  开关型交流稳压电源  它应用于高频脉宽调制技术,与一般开关电源的区别是它的输出量必须是与输入侧同上频、同相的交流电压。它的输出电压波型有准方波、梯型波、正弦波等,市场上的不间断电源(UPS)抽掉其中的蓄电源和充电器,就是一台开关型交流稳压电源的稳压性好,控制功能强,易于实现智能化,是非常具有前途的交流稳压电源。但因其电路复杂,价格较高,所以推广较慢。  二、直流稳定电源的种类及选用:  直流稳定电源按习惯可分为化学电源,线性稳定电源和开关型稳定电源,它们又分别具有各种不同类型:  化学电源  我们平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类,各有其优缺点。随着科学技术的发展,又产生了智能化电池;在充电电池材料方面,美国研制 员发现锰的一种碘化物,用它可以制造出便宜、小巧、放电时间 ,多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。  线性稳定电源  线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区,靠调整管之间的电压降来稳定输出。由于调整管静态损耗大,需要安装一个很大的散热器给它散热。而且由于变压器工作在工频(50Hz)上,所以重量较大。  该类电源优点是稳定性高,纹波小,可靠性高,易做成多路,输出连续可调的成品。缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。这类稳定电源又有很多种,从输出性质可分为稳压电源和稳流电源及集稳压、稳流于一身的稳压稳流(双稳)电源。从输出值来看可分定点输出电源、波段开关调整式和电位器连续可调式几种。从输出指示上可分指针指示型和数字显示式型等等。  开关型直流稳压电源  与线性稳压电源不同的一类稳电源就是开关型直流稳压电源,它的电路型式主要有单端反激式,单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹。功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态;开关电源因此而得名。  开关电源的优点是体积小,重量轻,稳定可靠;缺点相对于线性电源来说纹波较大(一般≤1%VO(P-P),好的可做到十几mV(P-P)或更小)。它的功率可自几瓦-几千瓦均有产品。价位为3元-十几万元/瓦,下面就一般习惯分类介绍几种开关电源:  AC/DC电源  该类电源也称一次电源,它自电网取得能量,经过高压整流滤波得到一个直流高压,供DC/DC变换器在输出端获得一个或几个稳定的直流电压,功率从几瓦-几千瓦均有产品,用于不同场合。属此类产品的规格型号繁多,据用户需要而定通信电源中的一次电源(AC220输入,DC48V或24V输出)也属此类。  ② DC/DC电源  在通信系统中也称二次电源,它是由一次电源或直流电池组提供一个直流输入电压,经DC/DC变换以后在输出端获一个或几个直流电压。  ③ 通信电源  通信电源其实质上就是DC/DC变换器式电源,只是它一般以直流-48V或-24V供电,并用后备电池作DC供电的备份,将DC的供电电压变换成电路的工作电压,一般它又分中央供电、分层供电和单板供电三种,以后者可靠性最高。  ④ 电台电源  电台电源输入AC220V/110V,输出DC13.8V,功率由所供电台功率而定,几安几百安均有产品。为防止AC电网断电影响电台工作,而需要有电池组作为备份,所以此类电源除输出一个13.8V直流电压外,还具有对电池充电自动转换功能。  ⑤ 模块电源  随着科学技术飞速发展,对电源可靠性、容量/体积比要求越来越高,模块电源越来越显示其优越性,它工作频率高、体积小、可靠性高,便于安装和组合扩容,所以越来越被广泛采用。目前,目前国内虽有相应模块生产,但因生产工艺未能赶上国际水平,故障率较高。  DC/DC模块电源目前虽然成本较高,但从产品的漫长的应用周期的整体成本来看,特别是因系统故障而导致的高昂的维修成本及商誉损失来看,选用该电源模块还是合算合算的,在此还值得一提的是罗氏变换器电路,它的突出优点是电路结构简单,效率高和输出电压、电流的纹波值接近于零。  ⑥ 特种电源  高电压小电流电源、大电流电源、400Hz输入的AC/DC电源等,可归于此类,可根据特殊需要选用。开关电源的价位一般在2-8元/瓦特殊小功率和大功率电源价格稍高,可达11-13元/瓦。

    时间:2019-03-19 关键词: 基础知识 稳压电源 电源技术解析

  • 稳压电源注意事项

     1.为防止漏磁干扰,稳压器与使用设备之间放置距离不应少于2米。各种磁性记录,碟,卡等应远离本机2米之外,以防意外磁化。  2.稳压器一般包括输入端子(A,B,C),输出端子(a,b,c,n),屏蔽,铁芯壳接地端子。这些端子在稳压系统已正确联接。  3.如负载不平衡度超过20%时在轻载的一相并联一个电阻性负载使之平衡。同样,如果输入端的线电压的不平衡度大于10%时也会影响本机的稳压性能,这时也应从输入端设置单相调压器使输入端的线电压基本平衡。输入电压及负荷两平衡度不超过上述范围,输出线电压不平衡≤5%.  4.当负载设备有短路时,用户需关机检查,消除短路故障后再另行开机。  5.连续工作时间较长时,机器有一定的温升,其指示值会稍为下降,略低于实际电压值。  6.应放在通风较好的位置,若通风条件较差的,请在室内装上换气扇。

    时间:2019-03-18 关键词: 稳压电源 电源技术解析 注意事项

  • 已量产的0~30V 2A立式稳压电源长啥样?

    已量产的0~30V 2A立式稳压电源长啥样?

    对于许多新手来说,最希望得到的就是高手的指点,比如我作为初学者,就想看看别人的成功案例,别人的经验分享。其实现在乐于分享的人还是很多的,比如下面这位牛人,经他手设计的稳压电源,都已经被大批量生产了,综合实力,技术水平什么的,我也不用多说什么了吧。话不多说,下面我们就进入观看环节吧。作为一名工程师,我参与设计的稳压电源有很多,下面这个是被校办工厂大量生产的0~30V 2A立式稳压电源电路图。但设计不仅包括线路,也包括印刷线路板和变压器,还包括外形和面板,统统在内。通常我还要自己试装一两台的样机,以便其他人可以依样画葫芦地装配。这一型式的稳压电源校办工厂生产后曾配备到全校许多实验室,这是我看到的,是否也外卖过,就不知道了。我也设计过另外一种0~30V的稳压电源,和上图不同的地方是采用硅大功率管作调整管,相应地所有其他管也要用硅管。这是一台轻便式和高稳定的稳压电源,我精心地进行了电路和PCB设计。此电路我没有交给校办工厂去生产,而只是在教研室内由我另一位同事各装配了一台。装成后,我曾和实验室另一位同事用示波器简单地看了一下电源的输出,发现输出轻载30V时峰峰纹波为1mv,但其他参数未进行测试。

    时间:2019-03-18 关键词: 稳压电源 电源技术解析

  • 稳压电源故障如何排除

      稳压电源在使用过程中的故障排除:  (1)出现压敏电阻爆裂:①压敏电阻坏;②其对应相的光电耦合器损坏;③其对应相的可控硅模块损坏;④其对应相的变压器损坏。  (2)出现熔断体烧断,引起故障声光报警:①熔断体坏;②其对应相的光电耦合器损坏;③其对应相的可控硅模块损坏;④其对相的变压器损坏。  (3)出现断相声光报警:①其输入电源缺相;②机器线路开关缺相输送;③采样变压器损坏;④调压电位器损坏。  (4)出现某一相稳压指示灯闪烁:①其对应输入电压超出稳压范围;②其对应相的排线插件可否插紧;③其模块板接线端子的线头可有断裂。

    时间:2019-03-15 关键词: 稳压电源 电源技术解析 故障 排除

  • 如何让稳压电源更“稳”?UC3842给答案

    如何让稳压电源更“稳”?UC3842给答案

    众所周知,开关电源是由隔离变压器、整流滤波以及DC—DC变换网络三大模块组成的。设计关键为DC~DC变换器所数,它包含开关电源中:开关器件、储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器等所有功率器件和控制模块,而设计控制模块又是DC~DC的核心,一般DC~DC变换的控制模块是使用PWM调制的专用芯片,如UC3842等芯片。芯片内部集成了振荡器(由外接电阻电容来决定频率),误差比较器,PWM调制器等,有的甚至有保护电路和驱动电路。在此情况下用集成芯片外加少量的电路即可构成开关电源,稳定性能较好,控制简单,芯片功耗几乎可以忽略不计,且成本低。过流保护可以使用电流取样电阻串接在负载上。当取样的电流超过指定的范围,立即切断负载,或者降低输出电压,然后过一段时间再自动启动,接上负载,由继电器来控制负载的连通性。同时用A/D采样,经过单片机处理后显示当前输出电流和电压。还扩展了键盘来实现电压步进和预置,设置蜂鸣器实现过流时报警。单元电路模块设计开关稳压电源系统框图如图1所示。整流滤波电路设计整流滤波电路如图2,在开机瞬间,滤波电容等效为短路,可串接0.1Ω限流电阻保护整流桥。此设计最大输出功率72瓦特,电网电压低到15V输入时(整流后可达到18V),加上最不利效率为70%,则输入端功率经计算为102W,整流滤波后输出的电流约5.6A,取6A电流。用普通整流二极管不能满足要求,故用承受电流较大的硅桥。为达到可以接受的纹波系数,滤波电容的容值需要较大。考虑到其它无用功耗,取P=102W,经计算C≈30000uF,这时候纹波系数低至2.5%,但电容体积太大,DC—DC变换级对纹波系数的要求可以降低,取10000uF,纹波约8%,可以满足要求。大电容滤波还需并接瓷片电容,来抑制尖峰电压。Boost升压型开关电源拓扑结构主回路拓扑结构选择非隔离型中Boost型升压斩波电路,如图3。假设C和L足够大,输入输出电压,即为常数。据推理电感两端的电压值也为常数,记电感两端的电压值是VL,经过L的电流记为IL,电流变化正增量记为△i+,电流变化的负增量记为△i-。当开关闭合时,续流二极管关断,此时电源向电感充电储存能量,忽略开关管的压降。则由电感电流不可以突变、法拉第电磁感应公式和基尔霍夫电压定律推导出:增量电流△i+和时间△t成正比,呈线性上升趋势,与电感成反比。当开关管T关断时,续流二极管D导通,忽略续流二极管导通电压,输入端电源电压与电感器L中自感电动势正向叠加后,通过续流二极管D对负载R供电,同时对电容器C充电。同理推导出:负增量电流与电感值成反比,与关断时间成正比。下降是从上个时间充电后的电流点开始线形下降的。当动态平衡后,△i+=-△i-,经过占空比计算公式推导后得:在设计中输入15V~21V,整流滤波后可得约18V~25V的直流电压,而设计要求输出为30V~36V。那么当输入是18V变换到36V时,升压比最大,则占空比最大,记为α1,从25V变换到30V时,升压最小,则占空比最小,记为α2,经过推算:α2=1/6,α1=1/2。电路设计及参数选择此设计采用UC3842作为PWM控制芯片。它只需要很少的外部元件就可获得低成本高效益的解决方案。其内部框图如图4,UC3842采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式,共有8个引脚,各脚功能如下:①脚是误差放大器的输出端,外接阻容元件可改善误差放大器的增益和频率特性;②脚是反馈电压输入端,此脚电压与误差放大器同相端的2.5V基准电压进行比较,产生误差电压,而控制脉冲宽度;③脚为电流检测输入端,当检测电压超过1V时停止脉冲输出使电源处于间歇工作状态;④脚为定时端,内部振荡器工作频率由外接的阻容时间常数决定,f=1.8/(RT×CT);⑤脚为公共地端;⑥脚为推挽输出端,内部为图腾柱式,上升、下降时间仅为50ns驱动能力为±1A;⑦脚是直流电源供电端,具有欠、过压锁定功能,芯片功耗为15mW;⑧脚为5V基准电压输出端,有50mA的负载能力。输入端接Rl再输入到芯片电源端,由于UC3842启动电压需要16V,输入经整流滤波后至少有18V左右,可保证正常启动。串联电阻Rl取100Ω或不用R1,直接接至18V电源也可正常工作。UC3842振荡器可以工作高达500kHz,经过计算选择较折中的频率40kHz取Rt=10k,Ct=4.7nF,Rt接在振荡端和参考电压8脚处,4脚退耦电容C3取0.1uF。过流保护以及电压电流显示用单片机和ADC0832来采样。采样电阻Rss=0.1Ω,用温度系数很小的绕线电阻,但不能直接采样Rss两端的电压,因为运放不能输入比电源电压大的信号,所以要设计恒降压电路,将Rss两端的电压同时减去一个常数,再进行差分放大,如图5。恒压源用TL431准确稳定在一个固定的电压,设置两个恒压源压降一致。由于运放采用12V单电源供电,所以将电压降到6V以下才能工作;又因为输出最大电压为36V,设计的恒压源压降为19V,那么下面两个电阻可用同样阻值的精密可调来实现抽头在中间位置,则U=36—19=8V进行1/2分压得4V。当电流为2A时Rss上压降为0.2V,则到差放上的电压差为0.1V,放大15倍后再经恒压源压降,保证变化范围在0~5V后送给0832采样,同时通过0832的另外一个通道采样得输出电压值。经过单片机计算电流电压后判断是否超过2.5A的电流,如果是,再利用继电器断开负载并用蜂鸣器报警,然后等待恢复。延时数秒后再次尝试接通负载,这就实现了过流保护和恢复后自动启动的功能。同时把采样到的电流、电压显示在数码管上。系统还设计了键盘设置电压增减的功能,该芯片采用ZLG7290键盘显示芯片可以简化设计复杂度。总结众多工程师门都比较认可开关电源,因为它是一种效率很高的电源变换电路,此系统软、硬件相结合,以线路简单为出发点满足系统设计要求。通过对各单元电路的研究与设计、制作与测试,最终验证出很好的稳压效果,完成设计要求各项指标,有一定的实用意义

    时间:2019-03-11 关键词: 稳压电源 电源技术解析 uc3842

  • 稳压电源的特点

      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在激励信号的激励下,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,其效率可达到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.稳压范围宽。从开关稳压电源的输出电压是由激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行补偿,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电压。所以开关电源的稳压范围很宽,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范围宽的优点,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基本上是工作在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。在相同的纹波输出电压下,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1/500—1/1000.  5.电路形式灵活多样。例如,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。

    时间:2019-03-08 关键词: 稳压电源 电源技术解析

  • 开关电源与稳压电源的区别

    电源有分开关电源与稳压电源,这两种电源是有区别的,但也存在着相似之处。  开关电源是近代普遍推广的稳压电源,具有效率高、电压范围宽,输出电压稳定等特点,现在应用比较广。  比如现在电脑的ATX电源、笔记本电脑电源适配器、打印机电源、手机充电器等等。稳压电源是在负载功率变化时,输出电压仍然保持固定的电压值。开关电源也是稳压电源,但稳压电源不能直接称为开关电源。  稳压电源是使用电子电路输出电压达到稳定目的的电源,有串联型稳压电源、并联型稳压电源、开关稳压电源。  普通的串联稳压电源都安装电源变压器,具有输出电压稳定、波纹小等优点,但是电压范围小,效率低。  并联稳压电源输出电压特别稳定,但是负载能力很差,只在仪表内部做基准用。

    时间:2019-03-04 关键词: 开关电源 稳压电源 电源技术解析

  • 基于PSpice的升压型开关稳压电源设计与仿真

    基于PSpice的升压型开关稳压电源设计与仿真

    20世纪50年代,美国宇航局以小型化、重量轻为目标,为搭载火箭开发了开关电源。在半个多世纪的发展过程中,开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代由传统技术设计制造的连续工作的线性电源,并广泛用于电子、电气设备中。20世纪80年代,计算机全面实现了开关电源化,率先完成了计算机的电源换代。20世纪90年代,开关电源在电子、电气设备以及家电领域得到了广泛的应用,开关电源技术进入快速发展期。Cadence旗下的PSpice是一款电路仿真软件,能够对复杂的模数混合电路进行仿真,而且开关电源也不例外。1 升压变换器拓扑结构升压变换器属于间接能量传输变换器。供电过程包含能量的存储和释放两方面。如图1所示,Vclock是脉冲信号源,提供PWM电压,用以功率开关S1的导通与截止。Rsense为电流取样电阻,Resr为电容的等效串联电阻。在开关S1导通期间,二极管D1截止,电感储存能量,输出电容单独为负载提供电能。在开关S1断开期间,二极管D1导通,储存了能量的电感与输入电源串联,为输出提供电能,其中一部分转移到电容C1里。1.1 工作于CCM条件下的升压变换器波形对图1所示电路,借助PSpice进行仿真,获得如图2所示的波形图。这是典型的电感电流连续导通模式(CCM)。图1 基础升压变压器结构电路图2 工作于CCM条件下的Boost变换器波形曲线①代表PWM波形,用于触发功率开关导通或断开。当开关S1导通时,公共点SW/D电压几乎降到0.相反,当开关S1断开时,公共点SW/D电压增加为输出电压和二极管的正向压降之和,如曲线②所示。曲线③描述了电感两端电压的变化。高电平期间,电感左侧电压为Vin,右侧几乎为0,对应功率开关导通;而低电平期间,电感左侧电压仍为Vin,而右侧突变为Vout,因为功率开关截止,同时二极管导通,此时对应电感电压为负值,这就意味着输出电压大于输入电压。电感电路在平衡时,电感两端电压平均值为0,即电感的电压时间平衡。也就是图中阴影部分面积S1=S2.假设D为PWM的占空比,TSW为开关周期。则整理得到可见,在理想情况下,D越接近1,输出电压将趋于无穷大。实际上,只要输出一定的电流,就难以得到传输系数超过4~5的升压变换器。曲线④为电感电流波形。可以看到电感电压虽然出现了跳变,但电感电流仍然是连续的。曲线⑤是输出电压波形,也是电容电压。可以看到恢复尖峰以及电压纹波。若考虑输出电容的ESR,则相对纹波为曲线⑥是输入电流,明显它是连续的。1.2 工作于临界导通模式下的电感电流当电感电流纹波降到0时,功率开关S1立即闭合,电感电流又向上增大。如图3所示电感电流处于临界点的电流变化。此时,电感电流平均值即对称三角形的电流平均值为最大值的1/2.即假设效率为100%,则有联立以上两式,可得R和L的临界值图3 电感电流处于临界点的电流变化2 PWM开关模式1986年前后,脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)开关模式被提出,先后出现了电压模式和电流模式。电流模式是目前常用的控制方法之一。2.1 电流模式及其不稳定性电流模式检测电感电流和开关电流,并在逐个脉冲的基础上同误差放大器的输出进行比较,控制PWM脉宽,由于电感电流随误差信号的变化而变化,从而更容易设置控制环路,改善了线性调整率。在CCM条件下,占空比超过50%时,电流模式存在固有不稳定性,也称为次谐波振荡。这种不稳定性与稳压器的闭环特性无关,它是由固定频率和峰值电流取样同时工作所引起。图4(a)显示了这种现象,在t0时刻,开关开始导通,使电感电流以斜率m1上升,t1时刻,电流取样输入达到由控制电压建立的门限。这导致开关断开,电流以斜率m2衰减,直至下一个振荡器周期。如果有一个扰动加到控制电压上,产生一个小的△I,在一个固定的振荡器周期内,电流衰减时间减少,最小电流在开关接通时刻t2,上升了△I+△I*m2/m1.最小电流在下一个周期t3减小至(△I+△I*m2/m1)m2/m1.如果m2>m1,这样扰动经过几个开关周期的逐渐积累后,就会出现占空比一大一小的现象,即发生了次谐波振荡。图4(b)显示了通过在控制电压上增加一个与脉宽调制时钟同步的人为斜坡,该斜坡的斜率如果≤m2/2,才能使得电感电流跟随控制电压,达到真正的电流模式工作。图4 连续电流波形图2.2 高性能电流模式控制器UC2843简介UC2843是一种电流型脉宽调制电源芯片,价格低廉,广泛应用于电子信息设备的电源电路设计,常用作反馈式开关电源的控制电路。UC 2843工作电压为8.5~36 V,是专为离线和DC-DC变换器应用而设计,提供了只需少量外部元件就能获得低成本高效益的解决方案。具有可微调的振荡器、能进行精确的占空比控制、温度补偿的参考电压、高增益的误差放大器。电流取样比较器和大电流图腾柱式输出,是驱动功率MOSFET的理想器件。其它的保护特性包括滞后式欠压锁定,低压锁定门限为8.5 V(通)和7.6 V(断),还有逐周电流限制、可控输出静区时间等。图5所示为UC2843的内部框图。图5 UC2843的内部框图3 升压型开关稳压电源设计电源的技术指标为:输人标称12V,动态范围9~18V,输出24V,Io为1A,频率为300kHz,输出电压精度为1%.设计电路如图6所示。图6 12V-24V升压变换器电路3.1 元件参数选择(1)储能电感。在保证电感电流连续模式前提下,电感值应满足其中,Vs为为开关管导通时漏极电位。假定电路在额定输出时,电感纹波电流为平均电流的30%,即故,电感值可取综合考虑,电感可取50~150μH.(2)其它元件参数选择。为得到300 kHz的工作频率,选择RT电阻为27 kΩ,CT为220 pF.UC2843内部脚2为误差放大器的反向输入端,正向输入基准为2.5 V,可知输出电压为Vo=2.5(1+R1/R2),由此可确定输出取样电阻R1和R2值分别8.7 kΩ和1 kΩ。开关管,由于工作在大电流状态,且频率为300 kHz.应选择Rds小的功率开关MOS管。输出二极管应选择快恢复二极管以保证开关的正常工作。输出电容是一个重要的储能元件,所以应选用100μF及以上的电解电容,其余元件参数如图6所示。为防止次谐波振荡,特加入了由Q1组成的斜坡补偿电路。3.2 电路模拟仿真运行PSpice仿真,得到如图7所示波形。在9 V输入电压下,输出电压23.899 V,电压纹波11 mV,电感电流1.545 9 A,纹波271 mA,占空比75%.由于加入了斜坡补偿,所以并没有出现次谐波振荡,即占空比时大时小的现象。电源效率为70%.电路元件参数的具体选择,可参考仿真结果,查看每个元件的电流和耗散功率加以确定。图7 PSpice仿真波形4 结束语借助PSpice仿真软件,设计了一款常用的12~24 V升压型开关稳压电源电路。整个电路调试容易,工作稳定、可靠性高、成本低。另外,可根据具体的电路指标要求,对电路进行灵活控制、变动,设计出其他的应用电路。

    时间:2019-02-18 关键词: 嵌入式开发 稳压电源 pspice

  • 详解稳压电源五大特点

    1.功耗小,效率高。在开关稳压电源电路中,晶体管V在激励信号的激励下,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,其效率可达到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.稳压范围宽。从开关稳压电源的输出电压是由激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行补偿,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电压。所以开关电源的稳压范围很宽,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范围宽的优点,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基本上是工作在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。在相同的纹波输出电压下,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1/500—1/1000.  5.电路形式灵活多样。例如,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。

    时间:2019-01-16 关键词: 稳压电源 电源技术解析

  • 稳压电源自动测试系统设计

    稳压电源自动测试系统设计

    稳压电源是现代电子系统的一个重要组成部分, 特别是雷达这样的大规模的电子设备, 需要的稳压电源型号和数量更多。并且随着技术的发展及雷达的更新换代, 稳压电源的型号数量还在不断增加, 这给稳压电源的测试带来了挑战。为了减轻测试人员的工作负担, 减少测试时间和测试人员配置, 设计一个稳压电源的自动测试系统是很有必要的。  1 测试系统设计目标  1. 1 传统测试方法面临的问题  传统的稳压电源测试方法是需要测试人员用数字三用表对稳压电源的各个引脚的输出信号依次进行测量, 并与文件中规定的各个引脚信号电平进行对比。这种测试方法不但需要大量测试时间, 而且由于雷达稳压电源引脚很多, 大部分都是210 个引脚, 导致测试过程中容易点错引脚或者看错图纸等情况出现, 需要测试人员反复验证,测试效率不高。而且随着稳压电源型号增多, 又导致测试人员配置日益不足, 给稳压电源的生产验收工作带来极大的不方便。  1. 2 自动测试系统设计目标及可行性  稳压电源的自动测试系统的设计目标就是把测试人员从繁杂的测试过程中解放出来, 通过计算机帮助测试人员进行稳压电源输出信号的测量工作, 并与预先设置的信号电平进行比较, 从而判断出该型号稳压电源是否正常, 并估计故障点的位置, 以协助操作人员进行维修。另外, 测试系统在硬件不变的情况下, 还要具有可扩充性, 以便于在硬件不变的情况下, 测试以后可能出现的新型号稳压电源。  标准化使自动测试系统的实现成为可能。现在稳压电源采用PDS 210 JW 接插件, 输入采用直流24 V。设计一个通用接口和控制软件, 既可以实现对现有稳压电源的自动测试, 也可以通过软件的更改实现新型号稳压电源的测试。  2 自动测试系统组成  自动测试系统组成包括硬件设备和测试控制软件两部分, 共同完成稳压电源的自动测试。  2. 1 自动测试系统硬件组成  稳压电源自动测试系统硬件组成如图1 所示, 主要有支架、电源、控制计算机、电子开关、数字多用表模块、打印机、显示器以及连接电缆等组成。图1 稳压电源自动测试系统硬件组成  控制计算机主要任务是控制电子开关工作, 然后通过数字三用表采集和储存测试数据, 并判断被测稳压电源的工作状态是否正常。  显示器主要任务是方便人机交流, 显示测试数据和判断结果, 并方便测试人员人为控制测试过程开始或中断。  打印机主要任务是打印测试数据和判断结果, 便于存档或测试人员讨论分析。  电子开关控制测试支架上的210 个引脚的中断或连通, 以便于每次只测试一个引脚的输出信号。  数字多用表模块主要任务是采集测试数据。  测试支架的功能是固定待测稳压电源, 保证测试线路的可靠连通。  打印机打印控制显示系统处理后的测试结果。  2. 2 自动测试系统软件组成  该测试系统主要任务是控制测试仪表和电子开关, 完成对待测稳压电源的自动测试, 它的软件设计主要包括3个部分: 控制软件、计算显示软件和监视软件。  其中控制软件的功能是方便用户设置测试稳压电源型号、控制测试过程的开始和中断等, 并控制仪表按要求步骤工作和采集测试数据。  显示判断软件的功能是对采集数据进行计算存档和在界面上显示, 并与预先设置的标准信号进行比较, 判断稳压电源的工作状态, 并推测故障稳压电源可能的故障部位, 以便于测试人员对测试结果进行分析。  监视软件的功能是监视测试系统运行状态, 对测试系统发生的故障进行定位, 在发生故障或测试结束时, 报警提醒测试人员。  3 测试方法概述  3. 1 测试过程  在测试稳压电源时, 先按照图1 连接好待测稳压电源和仪器仪表之间的电缆, 然后开启控制计算机检查设备是否正常, 设置待测稳压电源型号, 完成之后在控制界面启动自动测试。   控制程序控制电子开关接通第一个引脚, 待稳压电源工作稳定后开始测试第一组数据, 控制程序从数字三用表中取走当时的测试数据, 储存并送到显示系统, 并在显示界面显示采集数据结果和判断结果。  在控制显示系统采集完第一个数据测试后, 向电子开关发出改变引脚的命令, 然后电子开关断开上一个引脚,接通下一个引脚, 并开始采集下一组数据。  当新引脚超出预设的引脚范围时, 控制系统发出结束命令, 关闭仪表, 整个稳压电源测试完成。  3. 2 测试数据处理  自动系统采集的数据分为两种, 可以供测试人员选择使用, 一种是未经过处理的原始采集数据; 另一种是经过显示判断软件处理后的最终结果[10] 。当自动测试系统完成对稳压电源的自动测试后, 由于测试数据比较多, 靠人书写比较费时而且容易出差错, 显示判断软件通过显示器提示测试人员是否储存测试数据, 并可以通过打印机接口把数据打印存档。  4 结束语  自动测试系统可以由一个人完成稳压电源的测试, 与传统的测试方法相比, 自动测试系统节省了大量的人力和时间, 提高了测试工作的效率, 减少了测试结果受到人员因素的影响, 并且通过改动控制计算机, 就可以增加对新型号稳压电源的测试, 这对自动测试系统的发展来说, 具有十分重要的意义。

    时间:2019-01-16 关键词: 稳压电源 电源技术解析 自动测试

  • 分析自动平衡式交流稳流电源设计与应用

    分析自动平衡式交流稳流电源设计与应用

    自动平衡式交流稳流电源是由自动平衡式交流稳压电源衍生而来的。自动平衡式交流稳压电源是利用输出电压采样来控制输出电压的偏离;而自动平衡式稳流电源则利用电流采样,对输出电流的偏离进行补偿。稳流电源通常采用双层绕组。线圈的有效部分包含左、右两个有效边。放在槽内且靠近槽口的有效边叫上层边,靠近槽底的有效边叫下层边。同一槽中上下层间用绝缘纸隔开。同一线圈上下两有效边沿圆周方向的距离即为线圈的跨距,通常用槽距(两相邻槽间距离)的倍数表示。跨距约等于一个极距(相邻两磁极的距离,也常用槽距的倍数表示)。 直流电枢绕组分叠绕组、波绕组和蛙绕组3种。每个线圈的两个出线端连接到换向器的两个换向片上,两者在换向器圆周表面上相隔的距离称为换向器节距,用Ys表示。不同形式的绕组具有不同的换向器节距。1稳流电源的主要技术指标(1)输出电流范围单相交流稳压电源输出电压通常固定在220V,有些电源能作少许微调,数值也不大。但对稳流电源的输出电流,用户往往希望根据需要作较大范围的改变。本项指标是指在不稳流情况下,输出电流可以调节的范围,例如输出额定电流Io=2A,△Io=1A,则其可调范围为1.5~2.5A.当然,相对于IO来说,偏离量也可能不是上下对称的,即不是±0.5A,可能上限值大于下限值,也可能相反,比如1.8A≤IO≤2.8A.这里定义△Io/Io为恒流率,即S=△Io/Io,本例S=△Io/Io=1/2=0.5.(2)输出电压范围交流稳流电源所提供的输出电压要根据负载性质及其阻抗、电流值等而变化,所以必须确定一个输出电压范围来衡量其性能。(3)输出电流稳流精度它表示输出电流在额定精度内允许电流变化范围ΔI.设输出电流Io为2A,精度为±1%,则表示当用了稳流器后输出电流Io满足1.98A (4)其他指标如不加特殊说明,可借用稳压电源技术指标的定义。有单叠绕组和复叠绕组之分。单叠绕组是将同一磁极下相邻的线圈依次串联起来,构成一条并联支路,所以对应一个磁极就有一条并联支路。单叠绕组的基本特征是并联支路数等于磁极数。各条支路间通过电刷并联。单叠绕组线圈的换向器节距Ys=1.Ys>1者称复叠绕组。比较常用的是Ys=2的复叠绕组,又称双叠绕组。双叠绕组在一个磁极下有两条并联支路。例如一台四极直流电机,采用双叠绕组时,共有8条并联支路。各条支路间也是通过电刷并联。电刷组数等于电机的极数。其中一半为正电刷组,另一半为负电刷组。叠绕组的并联支路数较多,它等于极数或为极数的整倍数,所以又叫并联绕组。2工作原理自动平衡式交流稳压电源原则上均可改为稳流电源,如磁放大器调整式和自耦调压型交流稳压电源等均能方便地加以改造。这里以采用磁放大器调整式的改进型电路组成交流稳流电源为例来加以说明。这种稳流电源的组成结构示意图如图1所示。图1交流稳压电源的一种结构示意图(1)电压/电流转换电路图1中自耦变压器TA对电感参数调整电路提供不同的输入电压Ui,使其有不同的输出电压,从而经隔离变压器TR后,在负载电阻RL上得到所需的电流。隔离变压器TR的初级有两种接法,第一种是接在图1中的BC两端,它的优点是输出波形好,输出电压可以达到很高值,缺点是S较小,ΔI/IO只有1/3左右;第二种接法是将TR初级接于AB两端(如图1所示),这种接法的优点是S较大,如果没有谐波存在,则在TR初级上具有0~60V以下的电压。隔离变压器的次级可以制成多抽头式的,以便为负载提供不同的电压。(2)有效值采样电路有效值采样电路的功能是将交流有效值信号变换成与之成正比的直流信号,有关这方面的电路很多,图2给出其中的一种。从图1所示稳流器交流输出端采样电阻R2上得到的交流电压信号有效值UR2输入图2中运算放大器IC1,其输出为UO1,UO1正比于UR2.图2有效值采样电路(3)电流控制电路电流控制电路的作用是根据使用者的愿望,给驱动电路输入一个给定的直流电压Un,就可以得到所需的稳定交流电流。这种工作方式在生产过程中得到了广泛的应用,比如为空气开关动作电流或热保护器动作电流测试、分档时提供可变的稳定电流值。如果用微机来控制Un,则可自动改变此稳定电流值。(4)驱动电路驱动电路的功能如下:①获得由有效值采样电路得到的直流电压Uf与电流控制电路所给定的直流电压Un比较后的误差电压信号ΔU;②处理电流控制电路给定的直流电压Un,使其与ΔU相加。当ΔU=0时,在Un的作用下,驱动电路使稳流器输出的电流正是使用者所需要的电流IO.ΔU的作用是补偿当输出电流小于IO时,ΔU能使它增加,而当输出电流大于IO时,ΔU则使它减小,最终达到输出电流稳定在IO的目的。3实例如图1所示。设一宽范围交流稳压器,其指标为:输出电压AC220V输入电压范围AC165~255V当改作交流稳流器时,通过变压器TR(初级接在B、C两点)及负载电阻RL得到输出电流IO=2A,如果没用稳流器,则当输入电压为255V时,输出电流IO1=(255/220)×2=2.3A;输入电压165V时,输出电流IO2=(165/220)×2=1.5A.就是说当负载电流在1.5~2.3A范围内变化时,用了稳流器后能保证输出电流稳定在2A.关于上下不对称情况,则可调整机器内部参数来实现。

    时间:2019-01-16 关键词: 稳定性 稳压电源 电源技术解析

  • 固定直流稳压电源原理图设计

    固定直流稳压电源原理图设计

    如图 1-1-0 所示,固定直流稳压电源电路采用有源伺服控制,其输出电压为±15V,可作为小功率音频放大器或功放前级电路的工作电源。工作原理该固定直流稳压电源电路由整流滤波电路和稳压控制电路组成。⑴电源输入电路带插头电源线 CT、电源开关 S 以及熔断器 F1 构成电源输入电路,完成将市电(220V/50HZ)引入变压器的初级绕阻。⑵变压器整流电路将市电 Ui 变换为一对大小相等的低压交流电压 U2(17.5V),二极管 VD1、VD2、VD3、VD4 与变压器 T 的次级绕阻一起构成单相全波整流电路,将变压器 T 的次级绕阻产生的一对大小相等的交流电压U2 变换成全波脉动直流电压。⑶滤波稳压电路C1、C2、C3、C4、C11、C21 构成电容滤波电路,将脉动直流电转换为波动较小的平滑直流电。集成电路 IC(7815、7915)C12、C22、C13、C23、VD11、VD21 构成稳压电路,将平滑的直流电转换成稳定的恒稳直流电,其中集成电路 IC 起稳定输出电压的作用,一个输出正 15V 电压,一个输出负 15V 电压。二极管 VD11、VD21 起保护集成电路 IC 的作用,电容 C14、C24 起进一步稳定输出电压的作用。⑷电路状态指示电路电阻 R1、发光二极管 VD5、电阻 R12、VD12、与电阻 R22、VD22 构成电路指示电路,其中电阻 R1、发光二极管 VD5 指示电路整流、滤波后平滑直流电压的状态情况;电阻 R12、VD12 和电阻R22、VD22 指示平滑直流电稳压后输出恒稳直流电的状态情况。⑸保护电路熔断器 F1、F11、F22 分别构成电路交流过流与直流过流保护电路。

    时间:2019-01-11 关键词: 稳压电源 电源技术解析 固定直流

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