一種直流穩(wěn)壓電源電路的實現(xiàn)

摘要：隨著社會和科技的不斷發(fā)展，直流穩(wěn)壓電源電路應(yīng)用得越來越廣泛，它的性能好壞直接決定了電子產(chǎn)品的可靠性高低和性能優(yōu)劣。目前，市場上主流的直流穩(wěn)壓電源電路基本都是采用集成芯片制作的，這種電路雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是可調(diào)性欠佳。本文使用電子設(shè)計自動化軟件——Protel DXP 2004，設(shè)計一種直流穩(wěn)壓電源電路。該電路具有較好的可調(diào)性。

Abstract： With the development of society and technology， the DC（Direct Current） stable voltage power supply circuit is widely used， and its performance determines the reliability and performance of the electronic products. At present， the mainstream DC stable power supply circuit in the market is mainly made of integrated chip. Although the circuit is simple in structure， it can not be adjusted well. In this paper， the electronic design automation software， Protel DXP 2004， is used to design a dc stable power supply circuit. The circuit has good tunability.

關(guān)鍵詞：直流穩(wěn)壓電源；集成芯片；電子設(shè)計自動化

Key words： DC stable voltage supply；integrated chip；electronic design automation

中圖分類號：TN86 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）16-0125-02

0 引言

隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子產(chǎn)品已經(jīng)逐漸進入社會生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域。例如：遙控玩具、電動車、手機、單片機開發(fā)板等。在這些產(chǎn)品中，電源作為它們必不可少的環(huán)節(jié)，主要負責(zé)完成對這些產(chǎn)品供給電能并維持其可靠運行工作。換言之，電源的好壞直接影響產(chǎn)品的性能和安全。在眾多的電源中，直流穩(wěn)壓電源電路是最常見的電子電路?，F(xiàn)在市場上普遍采用的是集成芯片制作的直流穩(wěn)壓電源，這種電路的結(jié)構(gòu)簡單，但可調(diào)性相對較差。因此，本文設(shè)計了一種由分立器件構(gòu)成的直流穩(wěn)壓電源電路，該電路具有較好的可調(diào)性。

1 直流穩(wěn)壓電源電路概述

1.1 直流穩(wěn)壓電源電路的組成

直流穩(wěn)壓電源電路一般是由變壓器、整流電路、濾波器和穩(wěn)壓環(huán)節(jié)四部分組成。各部分電路及輸入輸出波形如圖1所示。

1.2 直流穩(wěn)壓電源電路各部分作用及主要元件

1.2.1 變壓器

變壓器主要作用將交流電源電壓（通常是380V或220V電網(wǎng)電壓）變換為符合整流需要的電壓。變壓器是這部分的主要元件。

1.2.2 整流電路

整流電路是將交流電壓變換成為單向脈動直流電壓。整流二極管是這部分的主要元件，如果采用橋式整流電路，需要四個整流二極管。

1.2.3 濾波器

濾波器是減小整流電壓的脈動程度，以適合負載的需要。電解電容是這部分的主要元件。

1.2.4 穩(wěn)壓環(huán)節(jié)

穩(wěn)壓環(huán)節(jié)是克服電網(wǎng)波動或負載變化引起的輸出電壓的變化，從而使輸出電壓保持穩(wěn)定。穩(wěn)壓二極管是這部分的主要元件。

2 直流穩(wěn)壓電源電路的實現(xiàn)

2.1 變壓器

根據(jù)實際的電路需要選擇合適的變壓器，本設(shè)計選擇220V交流電壓轉(zhuǎn)換成9V低壓交流電壓的變壓器，電路原理圖中用T來表示，它是整個電路的交流輸入。

2.2 整流電路

為了能夠?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電同時充分地利用正弦交流電整個周期的電能，本設(shè)計采用的是由VD1、VD2、VD3和VD4四個整流二極管組成的單相橋式整流電路。

2.3 濾波器

濾波器可以極大地減小直流電的脈動成份，本設(shè)計在整流電路的輸出部分（穩(wěn)壓環(huán)節(jié)的輸入部分）采用了電解電容器C1，它可以濾掉單相橋式整流電路輸出直流電中大部分的脈動成份，為了得到較好的濾波效果，可以選擇較大值的C1；為了抑制由于電路中分布電容的存在而產(chǎn)生的自激震蕩，在穩(wěn)壓環(huán)節(jié)中的調(diào)整管的基極處采用了一個電解電容C2；為了提高直流穩(wěn)壓電源抵抗瞬間干擾脈沖沖擊的能力，在整個直流穩(wěn)壓電源電路的最后輸出端使用了電解電容C3。三個電解電容配合使用，使得整個電路能夠穩(wěn)定安全地工作。

2.4 穩(wěn)壓環(huán)節(jié)

穩(wěn)壓環(huán)節(jié)中采用了兩個三極管V1和V2構(gòu)成的復(fù)合調(diào)整管、比較放大管V3、穩(wěn)壓二極管VD5和VD6、一個可調(diào)電阻RP及兩個電阻R1和R2。其中，復(fù)合調(diào)整管V1和V2是通過內(nèi)部管壓降的改變來讓整個輸出電壓基本保持不變，管壓降的變化趨勢和輸出電壓呈相反的趨勢；比較放大管V3和復(fù)合調(diào)整管配合使用共同完成維持輸出電壓不變的作用；穩(wěn)壓二極管VD5和VD6讓比較放大管V3的集電極有一個穩(wěn)定的電壓；可調(diào)電阻RP可以讓直流穩(wěn)壓電源的輸出在一個較小的范圍內(nèi)變化，即完成可調(diào)性；電阻R1既是比較放大管的集電極負載，又是V2基極的偏流電阻，電阻R2是提供穩(wěn)壓二極管正向電流的限流電阻。

最后設(shè)計的直流穩(wěn)壓電源電路既能保證最后的輸出直流電穩(wěn)定，又能保證輸出的直流電在一定范圍內(nèi)可調(diào)。

使用電子設(shè)計自動化軟件——Protel DXP 2004軟件繪制直流穩(wěn)壓電源電路原理圖，如圖2所示。

最后完成了繪制直流穩(wěn)壓電源電路板圖，如圖3所示。

在Protel DXP 2004軟件菜單欄選取視圖菜單，并點擊查看3D視圖，便可得到直流穩(wěn)壓電源電路的3D視圖，通過鼠標(biāo)操作可以從各個角度觀看電路板圖。直流穩(wěn)壓電源電路板圖正面效果如圖4所示。

3 結(jié)束語

本文設(shè)計的直流穩(wěn)壓電源電路由變壓器、整流電路、濾波器、穩(wěn)壓環(huán)節(jié)組成，在穩(wěn)壓環(huán)節(jié)中采用了可調(diào)電阻，在實現(xiàn)過程中，采用Protel DXP 2004軟件來繪制直流穩(wěn)壓電源電路原理圖和繪制電路板圖。整個直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓可以在一定范圍內(nèi)改變，具有較好的可調(diào)性，改善了直流穩(wěn)壓電源的性能，具有很好的實用性。

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