精密稳压、稳流电源
（1）稳压／稳流（CV／CC）电源的工作原理CV／CC 电源通常是以线性调整原理构成的电源，图1 是它的典型电路。图中误差放大器AU 在电压控制通路内，AI 在电流控制通路内。它们的输出通过二极管组成的“或”门与输出调整管的基极相接，这个“或”门确保调整管由输出电压较高的误差放大器AU 或AI 驱动。当CV／CC 电源的输出电流Iout 不高时，即
图1 CV／CC 电源的典型电路
稳压部分工作。式中，U’r是电流通路中放大器AI 的基准电压，通过改变这一电压可改变输出电流的设定值Io。此时，放大器AI 无输出，调整管仅受放
大器AU 控制，输出电压将稳定在式（7－4）给出的数值上
式中Rf——反馈电阻。
输出电流Iout 一旦超过Io，放大器A1 开始动作。电源便转人稳流工作状态。这时，电路的稳流控制有效，稳定的负载电流为
可见，改变电路内Rf 和Ur 可在宽范围内平滑地控制输出电压和输出电流；自动进行稳压（CV）到稳流（CC）或从稳流（CC）到稳压（CV）的转换。因为二极管“或”门的开启电压仅为0.5～0.7V，因此，Au、AI 若选用高增益运算放大器，其输入端只需很小的电平位移，就能实现稳压、稳流控制。
（2）高稳定性稳压电源精密测量中，有时要求电源的稳定性等于或优于10-6 数量级（10min）。为了达到如此高的稳定性，在电源设计制作时，往往
经典直流稳压电路原理分析 张大为1 崔金2 秦小二2 / 1.中国人民解放军93798部队 2.中国人民解放军93575部队 【摘 要】电子设备大都对电压抖动较为敏感，要求有稳定的工作电压，直流稳压电路是直流稳压电源的重要组成部分。本文对分析了常用的几个直流稳压电路的工作原理，总结了各自的特点并给出了对比分析。【关键词】直流；稳压电路；原理分析 稳压电路是指在输入电压、负载、环境温度、电路参数等发生变化时仍能保持输出电压恒定的电路。这种电路能提供稳定的直流电源，对各种电子设备能够稳定工作起到了重要的作用。常见直流稳压电路主要有四种，分别为：稳压二极管稳压电路、串联晶体管稳压电路、并联晶体管稳压电路和开关型稳压电路。 一、稳压二极管稳压电路 稳压二极管，又叫齐纳二极管，是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区尽管流过二极管的电流变化很大，而其两端的电压却变化极小，并且这种现象的重复性很好，从而起到稳压作用。因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。 图1为稳压二极管稳压电路,由限流电阻R S和稳压二极管D Z组成。 + Uo - 图1 稳压二极管稳压电路 输出端电压 U O=UＺ=UＳ–RＳ*I S= UＳ–(IＺ+IＯ)RＳ （式1） Us为未稳压的输入直流电压, U O为经过稳压的直流电压, R S为D Z的限流保护电阻, 又起电压调整作用, D Z为稳压二极管, R L为负载电阻。其工作原理是: 此电路主要利用稳压二极管的稳压特性, 即D Z反向导通后其两端的压降基本保持不变。当UＳ增大引起R S上的电流增大, 但U O 即D Z两端的电压保持恒定不变, 这样UＳ的增大量全部降在R S上, 以保持U O不变, 反之亦然。在实际应用中R S的特性和D Z的特性对整个稳压过程起关键作用。 这种稳压电路的工作范围受稳压管最大功耗的限制，Iz不能超过一定数值。其关键是：在U S、R L及U O均为给定的条件下,Rs值的选取应保证在输入电压为最大值UＳmax时,稳定电流Iz和稳压管允许的功耗不超过规定的最大值；在输入电压为最小值时,又能保证Iz不低于最小的稳定电流。 二、并联晶体管稳压电路 晶体管是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶体管作为一种可变开关，基于输入的电压，控制流出的电流，因此晶体管可做为电流的开关。
开关稳压电源设计说明书 学生姓名： 学号： 专业班级：物电学院电子2班报告提交日期： 2014年5月20日 湖南理工学院物电学院
目录 一、设计任务及要求 (2) 1、设计任务 (2) 2、设计要求 (2) 二、基本原理与分析 (2) 三、方案设计 (5) 1、开关器件的选择 (5) 2、参数的设定 (5) 四、电路设计 (5) 1、电路整体设计 (5) 2、电路工作原理 (5) 五、总结 (7) 六、参考文献 (7)
一、设计任务及要求 1、设计任务 设计一手机开关型电池充电器，满足： （1）开关电源型充电； （2）输入电压220V，输出直流电压自定； （3）恒流恒压； （4）最大输出电流为:I max＝1.0 A; 2、设计要求 （1）合理选择开关器件； （2）完成全电路理论设计、绘制电路图； （3）撰写设计报告。 二、基本原理与分析 随着电子技术和集成电路的飞速发展，开关稳压电源的类型越来越多，分类方法也各不相同，如果按照开关管与负载的连接方式分类，开关电源可以分为串联型、并联型和变压器耦合（并联）型3种类型。下面分别对这三种类型的开关电源做一些简单的介绍。 （1）串联型。 图1所示的开关电源是串联型开关电源，其特点是开关调整管VT与负载R L串联。因此，开关管和续流二极管的耐压要求较低。且滤波电容在开关管导通和截止时均有电流，故滤波性能好，输出电压U0的纹波系数小，要求储能电感铁心截面积也较小。其缺点是：输出直流电压与电网电压之间没有隔离变压器，即所谓“热地盘”，不够安全；若开关管部短路，则全部输入直流电压直接加到负载上，会引起负载过压或过流，损坏元件。因此，输出端一般需加稳压管加以保护。 根据稳压条件可得：（U i-U0）T1/L=U0T2/L 即 U0=U1T1/（T1+T2）=（T1/T）U i，σ=T1/T 由上式可见，可以通过控制开关管激励脉冲的占空比σ来调整开关电源的输出电压U0。
开关式稳压电源的工作原理 随着全球对能源问题的重视，电子产品的耗能问题将愈来愈突出，如何降低其待机功耗，提高供电效率成为一个急待解决的问题。传统的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠，但它存在着效率低（只有40%－50%）、体积大、铜铁消耗量大，工作温度高及调整范围小等缺点。为了提高效率，人们研制出了开关式稳压电源，它的效率可达85%以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。正因为如此，开关式稳压电源已广泛应用于各种电子设备中，本文对各类开关电源的工作原理作一阐述。 一、开关式稳压电源的基本工作原理 开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。 调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。 对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压Ｕ。可由公式计算，即 Uo=Um×T1/T式中Um —矩形脉冲最大电压值； T —矩形脉冲周期；
T1 —矩形脉冲宽度。 从上式可以看出，当Um与T不变时，直流平均电压Uo将与脉冲宽度T1成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。 二、开关式稳压电源的原理电路 1、基本电路 开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。 交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。 控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。 ２．单端反激式开关电源 单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，
简易串联稳压电源1、原理分析图4－1－1是简易串联稳压电源，T1是调整管，D1是基准电压源，R1是限流电阻，R2是负载。由于T1基极电压被D1固定在UD1，T1发射结电压（UT1）BE在T1正常工作时基本是一个固定值（一般硅管为0.7V，锗管为0.3V），所以输出电压UO＝UD1－（UT1）BE。当输出电压远大于T1发射结电压时，可以忽略（UT1）BE，则UO≈UD1。 下面我们分析一下建议串联稳压电源的稳压工作原理：假设由于某种原因引起输出电压UO降低，即T1的发射极电压（UT1）E降低，由于UD1保持不变，从而造成T1发射结电压（UT1）BE上升，引起T1基极电流（IT1）B上升，从而造成T1发射极电流（IT1）E被放大β倍上升，由晶体管的负载特性可知，这时T1导通更加充分管压降（UT1）CE将迅速减小，输入电压UI更多的加到负载上，UO得到快速回升。这个调整过程可以使用下面的变化关系图表示：UO↓→（UT1）E↓→UD1恒定→（UT1）BE↑→（IT1）B↑→（IT1）E↑→（UT1）CE↓→UO↑当输出电压上升时，整个分析过程与上面过程的变化相反，这里我们就不再重复，只是简单的用下面的变化关系图表示：UO↑→（UT1）E↑→UD1恒定→（UT1）BE↓→（IT1）B↓→（IT1）E↓→（UT1）CE↑→UO↓这里我们只分析了输出电压UO降低的稳压工作原理，其实输入电压UI降低等其他情况下的稳压工作原理都与此类似，最终都是反应在输出电压UO降低上，因此工作原理大致相同。从电路的工作原理可以看出，稳压的关键有两点：一是稳压管D1的稳压值UD1 要保持稳定；二是调整管T1要工作在放大区且工作特性要好。其实还可以用反馈的原理来说明简易串联稳压电源的工作原理。由于电路是一个射极输出器，属于电压串联负反馈电路，电路的输出电压为UO＝（UT1）E≈（UT1）B，由于（UT1）B保持稳定，所以输出电压UO也保持稳定。简易串联稳压电源由于使用固定的基准电压源D1，所以当需要改变输出电压时只有更换稳压管D1，这样调整输出电压非常不方便。另外由于直接通过输出电压UO的变化来调节T1的管压降（UT1）CE，这样控制作用较小，稳压效果还不够理想。因此这种稳压电源仅仅适合一些比较简单的应用场合。 2、电路实例图4－1－1是简易串联稳压电源的一个实际应用电路，这个电路用在无锡市无线电五厂生产的“咏梅”牌771型8管台式收音机上。其中T8、DZ、R18构成简易稳压电路，B6、D4～D7、C21组成整流滤波电路。由于T8发射结有0.7V压降，为保证输出电压达到6V，应选用稳压值为 6.7V左右的稳压管。
开关电源常见四大故障及检修方法 开关电源是各种电子设备必不可缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于深圳开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态，功耗小，转化率高，且体积和重量只有线性电源的20%—30%，故目前它已成为稳压电源的主流产品。电子设备电气故障的检修，本着从易到难的原则，基本上都是先从电源入手，在确定其电源正常后，再进行其他部位的检修，且电源故障占电子设备电气故障的大多数。故了解开头电源基本工作原理，熟悉其维修技巧和常见故障，有利于缩短电子设备故障维修时间，提高个人设备维护技能。 1. 无输出，保险管正常这种现象说明开关电源未工作或进入了保护状态。首先要测量电源控制芯片的启动脚是否有启动电压，若无启动电压或者启动电压太低，则要检查启动电阻和启动脚外接的元件是否漏电，此时如电源控制芯片正常，则经上述检查可以迅速查到故障。若有启动电压，则测量控制芯片的输出端在开机瞬间是否有高、低电平的跳变，若无跳变，说明控制芯片坏、外围振荡电路元件或保护电路有问题，可先代换控制芯片，再检查外围元件;若有跳变，一般为开关管不良或损坏。 2. 保险烧或炸主要检查300V上的大滤波电容、整流桥各二极管及开关管等部位，抗干扰电路出问题也会导致保险
烧、发黑。需要注意的是：因开关管击穿导致保险烧一般会把电流检测电阻和电源控制芯片烧坏。负温度系数热敏电阻也很容易和保险一起被烧坏。 3. 有输出电压，但输出电压过高这种故障一般来自于稳压取样和稳压控制电路。在直流输出、取样电阻、误差取样放大器如TL431、光耦、电源控制芯片等电路共同构成一个闭合的控制环路，任何一处出问题就会导致输出电压升高。 4. 输出电压过低除稳压控制电路会引起输出电压低，还有下面一些原因也会引起输出电压低： a. 开关电源负载有短路故障（特别是DC/DC变换器短路或性能不良等），此时，应该断开开关电源电路的所有负载，以区分是开关电源电路还是负载电路有故障。若断开负载电路电压输出正常，说明是负载过重;或仍不正常说明开关电源电路有故障。 b. 输出电压端整流二极管、滤波电容失效等，可以通过代换法进行判断。 c. 开关管的性能下降，必然导致开关管不能正常导通，使电源的内阻增加，带负载能力下降。 12v开关电源维修分析 一.开关电源不启振，出现这种情况，我们首先要查看开关频率是否正确、保护电路是否封锁、电压反馈电路、电流反馈电路又没问题以及开关管是否击穿等。
开关式稳压电源的各种电路类型概述 1、基本电路 交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。 控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间 比例，以达到稳定输出电压的目的。 ２．单端反激式开关电源 单端反激式开关电源的典型电路：电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD 1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。 单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20－100Ｗ，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。 单端反激式开关电源使用的开关管VT1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在20－200kHz之间。 ３．单端正激式开关电源 单端正激式开关电源的典型电路：这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。当开关管VT1导通时，VD2也导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感Ｌ储存能量；当开关管VT1截止时，电感Ｌ通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。 在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2，它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件，即磁通建立和复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于５０％。由于这 种电路在开关管VT1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出50－200 Ｗ的功率。电路使用的变压器结构复杂，体积也较大，正因为这个原因，这种电路的实际应用较少。 ４．自激式开关稳压电源 自激式开关稳压电源的典型电路：这是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源，也是目前广泛使用的基本电源之一。 当接入电源后在R1给开关管VT1提供启动电流，使VT1开始导通，其集电极电流Ic在L1中线性增长，在L2 中感应出使VT1 基极为正，发射极为负的正反馈电压，使VT1 很快饱和。与此同时，感应电压给C1充电，随着C1充电电压的增高，VT1基极电位逐渐变低，致使VT1退出饱和区，Ic 开始减小，在L2 中感应出使VT1 基极为负、发射极为正的电压，使VT1 迅速截止，这时二极管VD1导通， 高频变压器Ｔ初级绕组中的储能释放给负载。在VT1截止时，L2中没有感应电压，直流供电输人电压又 经R1给C1反向充电，逐渐提高VT1基极电位，使其重新导通，再次翻转达到饱和状态，电路就这样重复振荡下去。这里就像单端反激式开关电源那样，由变压器Ｔ的次级绕组向负载输出所需要的电压。 自激式开关电源中的开关管起着开关及振荡的双重作从，也省去了控制电路。电路中由于负载位于变压器的次级且工作在反激状态，具有输人和输出相互隔离的优点。这种电路不仅适用于大功率电源，亦适 用于小功率电源。 ５．推挽式开关电源 推挽式开关电源的典型电路：它属于双端式变换电路，高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电
电子电工教学基地 实 验 报 告 实验课程：模拟电子技术实验 实验名称：集成直流稳压电源的设计 班级： 姓名 小组成员： 实验时间： 上课时间：
集成直流稳压电源实验报告 一．设计目的 1.掌握集成稳压电源的实验方法。 2.掌握用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器来设计直流稳压电源。 3.掌握直流稳压电源的主要性能参数及测试方法。 4.进一步培养工艺素质和提高基本技能。 二．设计要求 （1）设计一个双路直流稳压电源。 （2）输出电压Vo=±12V，+5V最大输出电流Iomax=1A （3）输出纹波电压ΔVop-p≤5mV, 稳压系数Sv≤5×10-3。 三．总电路框图及总原理图。 LM7912CT 四．设计思想及基本原理分析 直流电源是能量转换电路，将220V（或380V）50Hz的交流电转换为直流电。 直流稳压电源一般有电源变压器T r、整流、滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如图：
各部分作用如下： （1）电源变压器 电源变压器T r的作用是将电网220V的交流电压变换为整流滤波电路所需要的交流电压U i，变压器的副边与原边的功率比为P2/P1=η，η为变压器的效率。 （2）整流电路 整流电路将交流电压U i变换成脉动的直流电压。 常用的整流电路有全波整流电路，桥式整流电路、倍压整流电路等。 本实验我们采用的是桥式整流电路： 二极管选择： 考虑到电网波动范围为±10%，二极管 的极限参数应满足： （3）滤波电路 滤波电路将脉动直流电压的纹波减小或滤除，输出直流电压U1。 常用的滤波电路有电容滤波电路，电感滤波电路、复式滤波电路等。 2 max R 2U U= L 2 L(AV) D(AV) 45 .0 2R U I I≈ = ? ? ? ? ? > ? > 2 R L 2 F 2 1.1 45 .0 1.1 U U R U I
一、开关式稳压电源的基本工作原理 开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。 调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。 对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压Ｕ。可由公式计算， 即Uo=Um×T1/T 式中Um为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。 从上式可以看出，当Um 与T 不变时，直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。 二、开关式稳压电源的原理电路 1、基本电路
图二开关电源基本电路框图 开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。 交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。 控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。 ２．单端反激式开关电源 单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。
MPS309 直流稳压稳流电源 中国专利号: ZL00201424.6 ZL00350965.6 使用手册 ? 北京切克斯电子科技有限公司BEIJING TRADEX ELECTRONIC TECHNOLOGY CORP. 安全
●符号 此标志为警告符号，提醒您按照使用手册使用。 ●电源 本设备交流供电电源电压有效值不应超过250伏特。即两电源线之间及每根电源线与地之间交流电压有效值不应超过250伏特。为保证安全工作，应保证电源电缆中的地线与保护地相连接。 ●使用合适的电源电缆和设备的接地 本设备通过电源电缆中的地线接地。为了避免电击，使用本设备提供的电源电缆，将电源电缆插入适合的插座中，保证电源电缆中的地线与保护地相连接。 ●不能在易燃、易爆环境下工作 为了避免发生火灾、爆炸，在工作时及使用后1小时内严禁将设备放置在易燃、易爆环境中。 ●不要移动盖板和面板 本设备内有非安全电压，为了避免人身伤害，不要移动盖板和面板。如需校准及维修应找专业校准及维修人员。 ●不要触摸输出端子导电部位和负载导电部位 本电源最大输出电压达到1000V以上，使用时注意人身安全，严防触电。在工作时及使用后1分钟内，不要触摸输出端子导电部位和负载导电部位避免电击。 ●严禁在通电状态下进行负载接线 在通电状态下进行负载接线，可能会发生电击并损伤输出端子。 ●在进行绝缘电阻和绝缘耐压测试时应注意 在进行绝缘电阻和绝缘耐压测试时，高压电荷会被加到两测量点之间，测量之后应经过500K左右电阻泄放。若不进行泄放，可能会发生电击。若直接短路泄放，会造成设备损坏。 ●请按指定方式使用 如果设备不按指定方式使用，设备所提供的保护可能被削弱。 目录
PWM逆变器式交流稳压电源的原理分析 时间：2009-08-06 13:43:00 来源：机电商情网作者： 1引言 现有两种无触点补偿式交流稳压电源在取代三相柱式交流电力稳压器。一种是变压器补偿式稳压器，其原理是用多个补偿变压器组合，通过“多全桥”变换电路，切换补偿变压器的初级头、尾连接方式进行补偿，去掉了机械传动和触点，提高了寿命和动态性能。补偿是有级的，而且所需的补偿变压器和切换开关较多，电路相对复杂，补偿精度低。另一种是PWM开关式交流稳压器，其原理是从输入侧取得工频交流电压，经过整流、正激高频PWM 变换、相位跟踪和转换产生交流补偿电压进行补偿，补偿是无级的，补偿精度高，响应速度快。但电路复杂，还需要一个固定的逆补偿变压器，不易实现大功率应用。我曾介绍过的PWM斩波器式交流稳压电源很好地克服了上述缺点，是一种很有发展前途的交流稳压技术，但其存在着只能稳压，不能消除市电电压中谐波成分的缺点。为了扩大交流稳压电源的功能，我们又开发研制了利用PWM高频逆变器进行补偿的多功能交流稳压电源，这种稳压电源具有用户电力综合调节器（Custompower)的功能，使稳压电源的性能又上了一个台阶。 2 采用PWM高频逆变器的补偿式交流稳压电源 采用PWM高频逆变器的补偿式交流稳压电源的原理电路如图1所示。其中补偿电压uco由单相全桥逆变器产生（也可以采用半桥式或推挽式逆变器），逆变器采用高频SPWM 调制。单相全桥逆变器的输出电压uab通过输出变压器Tr，把电压uab变成补偿电压uco 在Tr的次级输出。Tr的次级串联在主电路中以对市电电压的变化进行补偿，保持输出电压uo稳定不变。图中LFCF为低通滤波器，以滤掉逆变器输出电压uab中的高次谐波。变压器Tr次级绕组的电阻和漏感以及市电电源内阻共同组成线路阻抗Z，则当负载变化时在Z 上产生的压降会使输出电压随之变化。ur为用正弦电压发生器和锁相环产生的标准参考电压，锁相环是使ur在相位上与市电电压us同步。用瞬时值us Zis ur作为SPWM全桥逆变器控制电路中的调制电压，控制电路的原理框图如图2所示。按此图的高频SPWM调制原理，当用（us Zis ur）作为正弦调制波时，就可以使逆变器的输出电压与市电电压的变化和负载电压的变化成比例。
开关电源的基本原理与分类方法 开关电源是指调整功率管以开关方式进行工作的稳压电源。缩写为SPS(Switching Power Supply),开关电源的核心部分是一个直流变换器。目前开关电源向着高频、高可靠性、低功耗、低噪声、抗干扰和模 块化方向发展。开关电源现在在社会上应用越来越广泛，需求也越来越大。 电源在一个典型系统中或者在一台机器中担当十分重要的角色，电源给系统的电路提供持续、稳定的 能量，使得系统或者机器能够正常地工作。电源的好坏直接影响了系统能否正常工作。随着电源的应用和 需求越来越广泛，人们对于电源的要求也越来越高。人们对电源的效率、体积、重量、稳定性和可靠性等 方面都有了更高的要求。 开关电源正是以其效率高、体积小、重量轻、稳定性高、零负载消耗低等多方面的优势逐步取代了效 率低、又笨又重的线性电源。现在社会上出现的需要应用开关电源的仪器、机器越来越多;利用开关电源作为驱动电源的产品也层出不穷，例如LED驱动开关电源的需求量越来越多。而现代电力电子技术的发展， 特别是大功率器件IGBT和MOSFET、各类电源芯片的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到相当高的水平，使得开关电源的转换效率不断提高。人们对于转换效率的不断要求也促使开关电源的开发技术将越来 越高。 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输 出短路保护电路等部分构成。 开关带能源的工作原理： 首先是将交流输入电源经整流滤波成脉动直流;然后通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管，将那个直流加到开关变压器初级上;接着开关变压器次级感应出高频电压，经整流滤波供给负载;最后，输出 部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制PWM占空比，以达到稳定输出的目的。 常见的开关电源的分类方法有下列几种： 1.按激励方式的不同可以划分为他激式和自激式。他激式开关电源电路中专设激励信号振荡器;自激式开关功率管兼作振荡管。该形式的开关电源电路结构简单, 元器件少, 可以做成低成本的开关电源。 2.按调制方式的不同可以划分为脉宽调制型、频率调整型和混合调整型。脉宽调制型保持振荡频率保 持不变, 通过调节脉冲宽度来改变输出电压的大小;频率调整型保持占空比保持不变(脉冲宽度保持不变) , 通过改变振荡频率来改变输出电压大小;混合调整型是脉冲宽度和振荡频率均可进行调节的开关电源。 3.按开关管电流的工作方式的不同可以划分为开关型和谐振型。开关型用开关晶体管把直流变成高频 标准方波, 其电路形式类似于他激式;谐振型用开关晶体管与LC谐振回路将直流变成标准正弦波, 其电路 形式类似于自激式开关电源。 4.按开关晶体管的类型的不同可以划分为晶体管型和可控硅型。晶体管型采用晶体管(包括场效应管) 作为开关功率管;可控硅型采用可控硅作为开关功率管。这种电路的特点是直接输入交流电压, 不需要一次整流部分。
DH1718D(E) 双路跟踪稳流稳压电源技术说明书（DH系列电源产品通过ISO9002认证） 北京大华无线电仪器厂 （国营第七六八厂）
目录 1．概述-------------------------------------------------------------------3 2．性能指标-------------------------------------------------------------------4 3．工作原理-------------------------------------------------------------------5 4．结构外观-------------------------------------------------------------------7 5．使用方法-------------------------------------------------------------------7 6．一般维修-------------------------------------------------------------------8 7．成套性-------------------------------------------------------------------8 8．储存-------------------------------------------------------------------9 9．质量保证-------------------------------------------------------------------9
电子课程设计 开关型直流稳压电源 摘要
【摘要】本次设计的主要目的是实现一个开关电源，开关电源在日常生活中应用非常广泛，比如电视机、电脑、冰箱以及其他常用的电子产品都需要开关电源，如今是数字化时代，用单片机实现电子产品十分方便，所以在这次设计中使用了单片机实现。在这次设计文档中，详细阐述了开关电源与线性电源的比较，方案论证，总体结构设计，并附以相关电路图表示，最后生成相关了PCB 电路图。 【关键词】线性，半导体，开关，储能，转换，控制，滤波，分压 一、开关电源方案设计 开关电源是指调整管工作在开关方式，即导通和截止状态的稳压电源，缩写为SPS （Switching Power Supply ）。开关电源的核心部分是一个直流变换器。利用直流变换器可以把一种直流电压变成极性、数值不同的多种直流电压。 图2.1所示电路的工作过程为：假设基准电压为5v ，由于电网波动导致输入电压减小，那么输出电压也将会减少，此时，所采样的电压将减小，假设为4.9v ，误差为0.1v ，经过比较放大后，脉冲调制电路根据这个误差，提高占空比使输出电压增大，同理，当由于电网波动导致输出电压增大时，脉冲调制电路降低占空比使输出电压减小，以此来控制输出电压的稳定。 图2.1开关电源原理框图 方案1 方案1：单片机通过数模转换输出一个电压，用作电源的基准电压，电源可以通过键盘预置输出电压，单片机不加入反馈控制，电源仍要使用专门的PWM 控制芯片，工作过程为：当通过键盘预置电压时，单片机通过D/A 芯片输出一个电压作为控制芯片的基准电压，这个基准电压可以使得控制芯片按照预置电压值，来输出控制脉冲，以输出期望输出电压。 整流 滤波 电路 开关管 滤波电路 采样电路 比较放大 脉冲调宽 输出 输入 基准电压 + - + -
直流稳压电源电路仿真 一、实验的目的 1掌握电源电路的仿真设计与分析方法。 2掌握单项桥式整流、电容滤波电路的特性。 3 掌握串联型晶体管稳压电路指标测试方法 二、实验的原理 本设计的电源电路是各种电子设备必不可少的组成部分。直流稳压电源通常是由交流电压转变而成的。将交流电压转变成稳定的直流电压，需要经过变压、整流、滤波、稳压四个过程。如图3.8-1 所示。 图3.8-1直流稳压电源原理框图 电源变压器：将同频率的交流电压变换为需要的电压。 整流电路：利用二极管的单向导电特性，将交流电压变换为单向脉动直流电压。 滤波电路：利用电容或电感的储能特性，减小整流电压的脉动程度。 稳压电路：在电源电压波动或负载变化时，保持直流输出电压稳定。 图3.8-2为串联型直流稳压电源电路。它除了变压、整流、滤波外，稳压器部分一般有四个环节：调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。当电网电压或负载变动引起输出电压Vo变化时，取样电路将输出电压Vo的一部分馈送回比较放大器与基准电压进行比较，产生的误差电压经放大后去控制调整管的基极电流，自动地改变调整管的集一射极间电压，补偿V o的变化，从而维持输出电压基本不变。 3.8-2串联型直流稳压电源电路 三、虚拟实验仪器及器材 双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表等仪器、晶体三极管2N2222A、晶体二极四、实验内容与步骤 1．整流滤波电路测试 如下所示，输入电路。连接实验电路。取可调工频电源电压为15.7V，作为整流电路输入电压u2。 图3.8-3 整流滤波测试电路 u，并用示波器观察（1）取R L＝240Ω，不加滤波电容，测量直流输出电压U L及纹波电压 L u2和u L波形，记入表3.7-1。u2＝15.7V （2）取RL＝240Ω，C＝470μf ，重复内容(1)的要求，记入表3.7-1。 （3）取RL＝120Ω，C＝470μf ，重复内容(1)的要求，记入表3.7-1。 表3.7-1
WYK直流稳压稳流电源原理及维修手册 东莞市东方集团易事特有限公司技术部编制
第一章 第一节直流稳压电源的定义及分类 一、直流稳压电源的定义：输出电流的方向不随时间的变化向一个方向运动电源。 直流电源有稳定的直流电源与非稳定的直流电源之分，所谓稳定的直流电源，就是输出电压不随负载或外界电压的变化而变化，非常稳定；非稳定的直流电源输出电流的方向保持不变，输出电压的大小随时间或负载的变化而变化。 二、直流电源的对面就是交流电源，所谓交流电源就是输出电流的方向随时间变化而 作周期的变化。 非稳定直流电源如图a，稳定直流电源如图b，交流电源如图c： 三、分类 分类原则按输出电压及电流的大小分类： 1、小功率U0≦60 I0≦10A 继电器预稳式： 产品有：WYK-302B2、303B2、305B2、502B2、503B2、505B2、602B2、502B2、605B2 WYK-302、303、305、502、503、505、602、502、605
2、中功率U0≦60 10A≦I0≦100A 低压可控硅半控预稳式 产品有：WYK-3020、3030、3050、3060、5050、50100等。 3、高压电源U0＞60 高压可控硅半控预稳式 产品有：WYK-1002、1005、1505、30010、6005等。 4、大功率电源U0≦50V I0≥150A 三相可控硅半控预稳式 产品有：SWYK-30150、30200、30300等。 第二节直流稳压电源常用集成块简介 1、运算放大器 a、运算放大器一般有五个必须的端子：1、同相端；2、反相端；3、正电源端；4、 负电源端；5、输出端。如图所示： b、放大器的特点： 1、输入阻抗高，输出阻抗低； 2、开环状态放大倍数极高一般达 到105； 3、开环状态，当同相端高于反相端时，输出端一般接近正电源电压，反之， 接近负电源电压。 2、本公司直流电源所用的运放： a、UA741 b、LM324、LM358
开关电源工作原理及电路图 本文开关电源工作原理是电子发烧友网开关电源工程师全力整理的原理分析，以丰富的开关电源案例分析，介绍单端正激式开关电源，自激式开关电源，推挽式开关电源、降压式开关电源、升压式开关电源和反转式开关电源。 随着全球对能源问题的重视，电子产品的耗能问题将愈来愈突出，如何降低其待机功耗，提高供电效率成为一个急待解决的问题。传统的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠，但它存在着效率低（只有40% －50%）、体积大、铜铁消耗量大，工作温度高及调整范围小等缺点。为了提高效率，人们研制出了开关式稳压电源，它的效率可达85% 以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。正因为如此，开关式稳压电源已广泛应用于各种电子设备中，本文对各类开关电源的工作原理作一阐述。 一、开关式稳压电源的基本工作原理 开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。 调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。 对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压Ｕ。可由公式计算， 即Uo=Um×T1/T 式中Um为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。 从上式可以看出，当Um 与T 不变时，直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。 二、开关式稳压电源的原理电路 1、基本电路
稳压稳流电源 摘要：采用新型单片式开关电压调整器LM2576代替常用的线性三端集成稳压器设计了一种双路输出的稳压稳流电源，它具有连续可调，电路新颖，效率高和实用性强的特点。关键词：开关电源；双路输出；稳压/稳流1引言 市售的可调式稳压电源大多为线性电源，其工作流程框图如图1所示。 220V50Hz的市电经电源变压器隔离降压、桥式整流和电容滤波后，变成低压直流电压，再经线性稳压器稳压和调压，最后输出稳定的直流电压。在线性电源中，稳压电路是重要的组成部分。早期的稳压器是由晶体管等分立器件组成的。当三端集成稳压器诞生后，以其电路简单，性能优良而获得了广泛的应用。线性电源是一种应用较早，电路成熟的稳压电源。它的优点是电路简单，元器件数目较少、性能可靠、纹波小，瞬态特性好；其缺点则是效率低，损耗大，体积和重量都难以降低。影响体积和重量的主要因素一是采用了工频电源变压器；二是稳压器件需要表面积足够大的散热器。效率低的主要原因是应用了线性稳压器。线性稳压器是通过调节功率稳压器件的通态压降来实现稳压和调压的。功率调整管始终工作在放大区，其输出是连续的、线性的，功耗大，效率低，特别是在输出低电压大电流时，调整管上的压降占了Ud很大的比例，使电源的效率更低。为了减少调整管上的压降，一些稳压电源在变压器次级设置了多个抽头，在输出不同电压时，整流电路接在不同的抽头上，提高了电源的效率，这样做的缺点是增加电源的制作难度，也使操作比较麻烦。 提高电源效率的最有效方法，是采用开关电源。开关电源是采用高频变换原理，通过改变功率输出管上的脉宽或脉频，来达到稳压和调压的。功率管工作在开关状态，功耗低压降小，电源的效率是很高的。开关电源有多种拓扑型式，其中无工频变压器的开关电源最具吸引力，它不仅有高的效率，体积和重量也很小，但这种电源只适合于输出电压固定或变化范围不大的场合，而不适合要求输出电压幅度变化很大或连续可调的场合。本文采用的是串联开关式稳压电源，也称Buck变换器。它仍然采用了工频变压器进行隔离和降压，只是用降压开关稳压IC代替了线性稳压器，在电路中只需增加续流二极管和储能电感器等几只元器件，电路并没有明显复杂化，成本增加很少，而电源的效率却得到了大幅度提高。功率器件发热量很小，可以采用表面积不大的散热器，在负载较轻的情况下，不用散热器也能正常工作。这样便使整机的重量和体积有所减少。 2LM2576—ADJ简介 串联开关稳压器由振荡器、取样放大器、比较器、PWM调制器、功率开关等几部分组成。稳压器已实现了集成化，使外围电路大大简化，与常见的三端集成稳压器相比，并不复杂多少。市售的串联开关稳压器IC种类很多，早期的如L4960、L4962、L296等型号，管脚数目较多，外围电路较复杂。美国NS公司推出的LM2576—ADJ，为单片降压式开关电压调整器，它采用TO 220封装，只有5只管脚，外形和一只塑封晶体管差不多，它是同类产品中最简单的一种。LM2576—ADJ的引脚排列及功能框图如图2、图3所示。 LM2576—ADJ是输出电压可调型的，其技术参数如下： ——输入电压3.5～40V； ——输出电压1.23～37V； ——输出电流3A； ——只需四个外部元器件； ——内部振荡器固定频率52kHz； ——高效；
DH1719A DH1720A DH1722A DH1724A 直流稳压稳流电源技术说明书 北京大华无线电仪器厂2010年1月11日
目录 概述 (2) 1.工作特性 (3) 2. 工作原理 (4) 3. 结构特征 (6) 4. 使用方法 (6) 5. 仪器的维修 (10) 6. 成套性 (12) 7. 储存 (13) 8. 质量保证 (13)
概述： DH1719A、DH1720A、DH1722A、DH1724A型直流单路稳压稳流电源是一种带有4位数字面板表显示的恒压（CV）与恒流（CC）自动转换的高精度电源。 DH1719A、DH1720A、DH1722A、DH1724A型可同时显示输出电压及电流。本机设有输出电压、电流预调电路及输出开关电路。输出开关是一种电子开关，不会产生机械振动及噪声，当输出开关关闭时，电压表指示的值与电压调节旋钮的位置相对应，以便于电压的预调节，电流表指示的值与电流调节旋钮的位置相对应，以便于电流的预调节，按下输出开关，在输出接线柱上便有电压输出。 本电源具有电压远控、电流远控功能，在仪器后部设有远控输入插座。 DH1722A型具有过压保护功能，保护时切断输出。 DH1724A型具有过压、过流保护功能，保护时切断输入。 DH1719A、DH1720A、DH1722A型直流单路稳压稳流电源净高3U，两台并放可上架19英寸机柜。 DH1724A型直流单路稳压稳流电源净高4U，两台并放可上架19英寸机柜。 请在使用本电源以前，先通读一下本说明书。
1.工作特性（部分指标测试方法请参见附件） DH1719A 型号2型3型4型5型 额定值24V－5A 35V－4A 55V－2A 100V－1A 输入电源220V±10％50Hz±5％效率约60% 输出输出电压范围0～24V 0～35V 0～55V 0～100V 电压分辩力25 mV 30 mV 55 mV 100 mV 输出电流范围0～5A 0～4A 0～2A 0～1A 电流分辩力 5 mA 4 mA 2 mA 1 mA 恒压特性源电压效应５×10-5+2 mV 负载效应（负载调整率）５×10-5+２mV 周期与随机偏移（PARD） （5Hz～10MHz）rm s １ｍＶ 温度效应2×10－4／℃ 远控（控制电压／输出电压）5V／24V 5V／35V 5V／55V 5V／100V 恒流特性源电压效应5×10－4+ 2 mA 负载效应5×10－3+ 2 mA 周期与随机偏移(PARD) （5Hz～10MHz）rm s 5mA 远控（控制电压／输出电流）5V／5A 5V/4A 5V／2A 5V／1A 工作温度范围0～40℃（预热30min）工作相对湿度范围20～90％RH 储存温度及湿度范围-40℃～+60℃5～95％RH 冷却方式DC24V智能风机 输出电压极性正或负接线柱接地 准确度DC电压表±0.5%读数＋6个字（在20±2℃和＜80％RH条件下) DC电流表±1％读数＋10个字（条件同上） 输入保险丝 2.5A 重量（Kg）≤10 外形尺寸(mm) 350（L）×210(W）×130（H）仪器可靠性指标MTBF（θ）≥5000小时 遥控输入：DB—9 2（+） 7（-）
开关电源的设计 同组参与者：李方舟、周恒、张涛开关式直流稳压电源的控制方式可分为调宽式和 调频试两种，实际应用中，而调宽式应用的较多，在 目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也 为脉宽调制（PWM）型。 开关稳压电源具有效率高，输出功率大，输入电 压变化范围宽，节约能耗等优点。 开关电源的工作原理就是通过改变开关器件的开 通时间和工作周期的比值即占空比来改变输出电压； 通常有三种方式：脉冲宽度调制（PWM），脉冲频率 调制（PFM）和混合调制。PWM调制是指开关周期 恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式，因为 周期恒定，滤波电路的设计比较简单，也是应用能够 最广泛的调制方式。开关稳压电源的主要结构框架如 图1-1所示，有隔离变压器产生一个15-18V的交流电 压，在经过整流滤波电路，将交流电变成直流电，然 后再经过DC—DC变换，由PWM的驱动电路去控 制开关管的导通和截止，从而产生一个稳定的电压源， 如图1-1所示；
图1-1 一开关转换电路 1：滤波电路 输入滤波电路具有双向隔离作用，它可以抑制交流电网输入的干扰信号，同时也防止开关电源工作时产生的谐波和电磁干扰信号影响交流电网。如图1-2所示滤波电路中C1用以滤除直流份量中的交流成分，隔离电容应选用高频特性较好的碳膜电容,电阻R给电容提供放电回路，避免因电容上的电荷积累而影响滤波器的工作特性，C2、C3跨接在输出端，能有效地抑制共模干扰，为了减小漏电流C2、C3宜选用陶瓷电容器. 图1-2 2.电压保护电路 如图1-3所示为输出过压保护电路。稳压管VS的
击穿电压稍大于输出电压额定值，输出电压正常时，VS不导通，晶闸管VS的门极电压为零，不导通，当输出过压时，VS击穿，VS受触发导通，使光电耦合器输出三极管电流增大，通过UC3842控制开关管关断。 图1-3 输出过压保护电路 3.电压反馈电路 电压反馈电路如图1-4所示。输出电压通过集成稳压器TL431和光电耦合器反馈到的1脚，调节R1 R2的分压比可设定和调节输出电压，达到较高的稳压精度。如果输出电压U0升高，集成稳压器TL431的阴极到阳极的电流在增大,UC3842的输出脉宽相应变窄，输出电压U0变小,同样，如果输出电压U0减小，可通过反馈调节使之升高。