穩(wěn)壓電路輸出端波形圖分析 - 全文

　　當出入電壓Ui變化或負載R變化時，穩(wěn)壓電源的輸出都應保持穩(wěn)定。對于大多數(shù)功率較小的直流電源大多數(shù)都是將50Hz的交流電經過整流、濾波和穩(wěn)壓后獲得。整流電路用來將交流電變換為單向脈動的直流電壓；濾波電路用來濾除整流后單向脈動電壓中的交流成分，使之成為平滑的直流電壓；穩(wěn)壓電路的作用是當輸入交流電源電壓波動、負載和溫度變化時，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。在本設計中，可以實現(xiàn)將220v的交流電壓經過整流，濾波，穩(wěn)壓最終可實現(xiàn)輸出電壓+5V的直流穩(wěn)壓電源。本設計的主要內容是圍繞著如何設計和實現(xiàn)各個部分而展開的。

　　通過我們模擬電子技術理論課的學習我們知道，單相交流電要經過電源變壓器、整流電路、濾波電路還有穩(wěn)壓電路才能轉換成穩(wěn)定輸出的直流電壓。它的總體功能方框圖和各個電路部分輸出電壓的波形如下1圖和圖2所示：

　　其中，

　?。╝）為輸入的220V電壓波形；

　?。╞）為電壓器降壓后的波形；

　?。╟）整流后的電壓波形；

　?。╠）濾波后的電壓波形；

　　（e）最后輸出的直流穩(wěn)壓電源波形。

　　我們知道，直流電源的輸入為220v的市電，因而需要電源變壓器降壓后，再對交流電壓進行處理。變壓器副邊電壓經過整流電路從交流電壓轉換為直流電壓，為較小電壓的脈動，需通過低通濾波電路濾波，是輸出電壓平滑。最后通過穩(wěn)壓電路，使輸出直流電壓基本不受電網電壓波動的影響，不受負載變化的影響，從而獲得足夠高的穩(wěn)定性。如果設計正確的話，它的波形應該如上圖所示。

　　直流穩(wěn)壓電源波形圖分析

　　1整流電路方案選擇

　　整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉換成單向脈動性直流電，這就是交流電的整流過程，整流電路主要由整流二極管組成。電源電路中的整流電路主要有半波整流電路、全波整流電路和橋式整流三種，倍壓整流電路用于其它交流信號的整流，例如用于發(fā)光二極管電平指示器電路中，對音頻信號進行整流。

　　方案一：半波整流電路

　　分析：這種除去半周、圖下半周的整流方法，叫半波整流。不難看出，半波整說是以“犧牲”一半交流為代價而換取整流效果的，電流利用率很低（計算表明，整流得出的半波電壓在整個周期內的平均值，即負載上的直流電壓Usc =0.45U2）

　　方案二：橋式整流電路

　　橋式整流電路克服了全波整流電路要求變壓器次級有中心抽頭和二極管承受反壓大的缺點，但多用了兩只二極管。在半導體器件發(fā)展快，成本較低的今天，此缺點并不突出，因而橋式整流電路在實際中應用較為廣泛。

　　流過負載的脈動電壓中包含有直流分量和交流分量，可將脈動電壓做傅里葉分析。此時諧波分量中的二次諧波幅度最大，最低次諧波的幅值與平均值的比值稱為脈動系數(shù)S，S越小越好。