多路輸出直流穩(wěn)壓源的工作原理及設(shè)計(jì)研究

孫活+吳瓊

摘要主要介紹多路輸出直流穩(wěn)壓電源的基本工作原理。在現(xiàn)實(shí)生活中直流穩(wěn)壓源的用處非常大。尤其是在相關(guān)電路方面的實(shí)驗(yàn)時(shí)，很多的電子電路實(shí)驗(yàn)過(guò)程中都需要直流穩(wěn)壓電源。因?yàn)殡娮釉O(shè)備不同，所要求的電壓和電流的值不同。多路輸出直流穩(wěn)壓電源的輸入電壓為我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)電壓220 V，它經(jīng)過(guò)變壓、整流和濾波和電壓轉(zhuǎn)換芯片產(chǎn)生±5 V、±12 V和3 V—18 V的輸出電壓，多路可以同時(shí)工作，使用起來(lái)非常方便。

關(guān)鍵詞多路輸出；直流穩(wěn)壓源；變壓器；整流器

中圖分類號(hào)：TM44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0021-02

1多路輸出直流穩(wěn)壓源簡(jiǎn)介

多路輸出直流穩(wěn)壓源是為電子電路設(shè)備實(shí)驗(yàn)提供直流電壓和電流信號(hào)的一種功能強(qiáng)大的儀器。它在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用十分廣泛，它由電源變壓器、整流器、濾波器、穩(wěn)壓器等多種電路元件組成的多路輸出器件。輸入電壓波形經(jīng)過(guò)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓過(guò)后輸出需要的直流電壓和電流。具體流程圖如圖1所示。

圖1多路輸出直流穩(wěn)壓源流程圖

2多路輸出直流穩(wěn)壓源各模塊原理

2.1 電源變壓器

電源變壓器幾乎在所有的電子產(chǎn)品中都要用到，應(yīng)用十分廣泛。電源變壓器是能改變交流電電壓的靜止電氣設(shè)備，電源變壓器的作用是改變電壓。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，它既可以將發(fā)電站發(fā)出的電升為高壓，來(lái)減少在運(yùn)輸電流中產(chǎn)生的損失，方便長(zhǎng)途運(yùn)輸電。也可以在使用電器時(shí)，將高壓電逐次降低電壓，傳輸?shù)接脩籼?，以供使用?/p>

2.2 整流器

整流器是把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。整流器的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)性直流電，是對(duì)交流電進(jìn)行的整流過(guò)程，整流電路主要由整流二極管組成。經(jīng)過(guò)整流電路之后的電壓已經(jīng)不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓。

2.3 濾波電路

濾波器是對(duì)波進(jìn)行過(guò)濾即信號(hào)處理的電子器件，主要由電感和電容組成。在多路輸出直流穩(wěn)壓源中能將混合的交流和直流電流分開。濾波器允許一部分頻率的信號(hào)通過(guò)。其他部分受到抑制，從而濾除一些不需要的信號(hào)，留下需要的信號(hào)，達(dá)到選頻的作用。在濾波器中，把信號(hào)能夠通過(guò)的頻率范圍稱為通頻帶或者通帶，信號(hào)受到很大衰減或被抑制的頻率范圍稱為阻帶。通帶和租帶之間的分界頻率稱為截止頻率。常見的濾波器根據(jù)頻率特性可以分為高通濾波器、低通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器。根據(jù)作用的元器件可以分為RC濾波器和LC濾波器。

2.4 穩(wěn)壓電路

三端式集成穩(wěn)壓器是一種穩(wěn)壓效果好并且很簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓器。它內(nèi)部集成一個(gè)串聯(lián)式穩(wěn)壓電路，引入電壓負(fù)反饋，穩(wěn)壓效果非常好。三端固定式輸出集成穩(wěn)壓器是一種比較常用的電子器件，是一種簡(jiǎn)單的串聯(lián)式調(diào)整穩(wěn)壓器。它輸出正電壓為78XX系列，輸出負(fù)電壓為79XX系列，三端固定式穩(wěn)壓器輸出電壓共有5 V、6 V、9 V、12 V、15 V、18 V、24 V七種。輸出電流有5 A、3 A、1.5 A、0.5 A、0.1 A五種。三端固定式穩(wěn)壓器的輸出端和公共端之間的電壓即為型號(hào)中表示的標(biāo)稱電壓，常規(guī)應(yīng)用時(shí)為輸出電壓。

3多路輸出直流穩(wěn)壓源各部分設(shè)計(jì)

3.1 整流電路設(shè)計(jì)

橋式整流電路是在日常生活中使用最多的一種整流電路。整流器利用四個(gè)二極管，兩兩對(duì)接，接成橋路，二極管具有單向?qū)ㄐ?。如果輸入正弦波的正半部分則是兩只二極管導(dǎo)通，輸出正信號(hào)。如果輸入正弦波的負(fù)半部分則是另兩只二極管導(dǎo)通，由于這兩只二極管是處于反接狀態(tài)，所以輸出的依然是正弦波的正半部分。橋式整流器對(duì)輸入正弦波的利用效率比半波整流電路的利用效率高一倍。

3.2 濾波電路設(shè)計(jì)

濾波電路的用途是將整流后的單向直流脈沖的電壓中的交流成分濾除掉，使單向脈沖電壓變得平滑，在整流電路之后加上濾波電路，能盡可能的保留直流成分。濾波電路有很多種結(jié)構(gòu)，通常使用的是電容濾波器和電感濾波器。電容式濾波器適用于小功率電源，電感式濾波器適用于大功率電源。電容濾波電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，直流輸出高，紋波小的特點(diǎn)。在電容濾波器中，大多數(shù)采用的都是大容量的電解電容，電容的耐壓值一般大于實(shí)際工作時(shí)承受的最大電壓，耐壓值一般取所接工作電路電壓的2倍左右。

3.3 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)電容濾波器后的輸出電壓雖然比較平滑，但是輸出電壓依然會(huì)隨著負(fù)載的變化而變化，穩(wěn)壓電路就是加載濾波器后的使輸出的直流電壓穩(wěn)定的器件。穩(wěn)壓器種類很多，可以根據(jù)額定電壓和額定電流來(lái)選擇是固定式集成穩(wěn)壓器還是可調(diào)式集成穩(wěn)壓器。

4結(jié)束語(yǔ)

通常在焊接工作完成之后會(huì)有一個(gè)步驟叫做調(diào)試，在調(diào)試過(guò)程中就會(huì)運(yùn)用到多路輸出直流穩(wěn)壓源。調(diào)試時(shí)，將焊接好的電路元件兩個(gè)引腳接在多路輸出直流穩(wěn)壓源兩端，測(cè)試焊接好的電子元件是否焊接成功，能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。在調(diào)試時(shí)會(huì)覺(jué)得多路輸出直流穩(wěn)壓源是一個(gè)很神奇的儀器，能夠提供很多不同量值的電壓和電流，以便我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室調(diào)試時(shí)的使用，感覺(jué)很是方便和實(shí)用。

參考文獻(xiàn)

[1]華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教程[M].清華大學(xué)出版社，2005：315-343.

[2]王衛(wèi)東，李旭瓊.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].電子工業(yè)出版社，2010：267-336.

[3]向軍，萬(wàn)再蓮，周瑋.信號(hào)與系統(tǒng)[M].重慶大學(xué)出版社，2011：78-102.

endprint

摘要主要介紹多路輸出直流穩(wěn)壓電源的基本工作原理。在現(xiàn)實(shí)生活中直流穩(wěn)壓源的用處非常大。尤其是在相關(guān)電路方面的實(shí)驗(yàn)時(shí)，很多的電子電路實(shí)驗(yàn)過(guò)程中都需要直流穩(wěn)壓電源。因?yàn)殡娮釉O(shè)備不同，所要求的電壓和電流的值不同。多路輸出直流穩(wěn)壓電源的輸入電壓為我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)電壓220 V，它經(jīng)過(guò)變壓、整流和濾波和電壓轉(zhuǎn)換芯片產(chǎn)生±5 V、±12 V和3 V—18 V的輸出電壓，多路可以同時(shí)工作，使用起來(lái)非常方便。

關(guān)鍵詞多路輸出；直流穩(wěn)壓源；變壓器；整流器

中圖分類號(hào)：TM44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0021-02

1多路輸出直流穩(wěn)壓源簡(jiǎn)介

多路輸出直流穩(wěn)壓源是為電子電路設(shè)備實(shí)驗(yàn)提供直流電壓和電流信號(hào)的一種功能強(qiáng)大的儀器。它在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用十分廣泛，它由電源變壓器、整流器、濾波器、穩(wěn)壓器等多種電路元件組成的多路輸出器件。輸入電壓波形經(jīng)過(guò)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓過(guò)后輸出需要的直流電壓和電流。具體流程圖如圖1所示。

圖1多路輸出直流穩(wěn)壓源流程圖

2多路輸出直流穩(wěn)壓源各模塊原理

2.1 電源變壓器

電源變壓器幾乎在所有的電子產(chǎn)品中都要用到，應(yīng)用十分廣泛。電源變壓器是能改變交流電電壓的靜止電氣設(shè)備，電源變壓器的作用是改變電壓。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，它既可以將發(fā)電站發(fā)出的電升為高壓，來(lái)減少在運(yùn)輸電流中產(chǎn)生的損失，方便長(zhǎng)途運(yùn)輸電。也可以在使用電器時(shí)，將高壓電逐次降低電壓，傳輸?shù)接脩籼帲怨┦褂谩?/p>

2.2 整流器

整流器是把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。整流器的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)性直流電，是對(duì)交流電進(jìn)行的整流過(guò)程，整流電路主要由整流二極管組成。經(jīng)過(guò)整流電路之后的電壓已經(jīng)不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓。

2.3 濾波電路

濾波器是對(duì)波進(jìn)行過(guò)濾即信號(hào)處理的電子器件，主要由電感和電容組成。在多路輸出直流穩(wěn)壓源中能將混合的交流和直流電流分開。濾波器允許一部分頻率的信號(hào)通過(guò)。其他部分受到抑制，從而濾除一些不需要的信號(hào)，留下需要的信號(hào)，達(dá)到選頻的作用。在濾波器中，把信號(hào)能夠通過(guò)的頻率范圍稱為通頻帶或者通帶，信號(hào)受到很大衰減或被抑制的頻率范圍稱為阻帶。通帶和租帶之間的分界頻率稱為截止頻率。常見的濾波器根據(jù)頻率特性可以分為高通濾波器、低通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器。根據(jù)作用的元器件可以分為RC濾波器和LC濾波器。

2.4 穩(wěn)壓電路

三端式集成穩(wěn)壓器是一種穩(wěn)壓效果好并且很簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓器。它內(nèi)部集成一個(gè)串聯(lián)式穩(wěn)壓電路，引入電壓負(fù)反饋，穩(wěn)壓效果非常好。三端固定式輸出集成穩(wěn)壓器是一種比較常用的電子器件，是一種簡(jiǎn)單的串聯(lián)式調(diào)整穩(wěn)壓器。它輸出正電壓為78XX系列，輸出負(fù)電壓為79XX系列，三端固定式穩(wěn)壓器輸出電壓共有5 V、6 V、9 V、12 V、15 V、18 V、24 V七種。輸出電流有5 A、3 A、1.5 A、0.5 A、0.1 A五種。三端固定式穩(wěn)壓器的輸出端和公共端之間的電壓即為型號(hào)中表示的標(biāo)稱電壓，常規(guī)應(yīng)用時(shí)為輸出電壓。

3多路輸出直流穩(wěn)壓源各部分設(shè)計(jì)

3.1 整流電路設(shè)計(jì)

橋式整流電路是在日常生活中使用最多的一種整流電路。整流器利用四個(gè)二極管，兩兩對(duì)接，接成橋路，二極管具有單向?qū)ㄐ浴Ｈ绻斎胝也ǖ恼氩糠謩t是兩只二極管導(dǎo)通，輸出正信號(hào)。如果輸入正弦波的負(fù)半部分則是另兩只二極管導(dǎo)通，由于這兩只二極管是處于反接狀態(tài)，所以輸出的依然是正弦波的正半部分。橋式整流器對(duì)輸入正弦波的利用效率比半波整流電路的利用效率高一倍。

3.2 濾波電路設(shè)計(jì)

濾波電路的用途是將整流后的單向直流脈沖的電壓中的交流成分濾除掉，使單向脈沖電壓變得平滑，在整流電路之后加上濾波電路，能盡可能的保留直流成分。濾波電路有很多種結(jié)構(gòu)，通常使用的是電容濾波器和電感濾波器。電容式濾波器適用于小功率電源，電感式濾波器適用于大功率電源。電容濾波電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，直流輸出高，紋波小的特點(diǎn)。在電容濾波器中，大多數(shù)采用的都是大容量的電解電容，電容的耐壓值一般大于實(shí)際工作時(shí)承受的最大電壓，耐壓值一般取所接工作電路電壓的2倍左右。

3.3 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)電容濾波器后的輸出電壓雖然比較平滑，但是輸出電壓依然會(huì)隨著負(fù)載的變化而變化，穩(wěn)壓電路就是加載濾波器后的使輸出的直流電壓穩(wěn)定的器件。穩(wěn)壓器種類很多，可以根據(jù)額定電壓和額定電流來(lái)選擇是固定式集成穩(wěn)壓器還是可調(diào)式集成穩(wěn)壓器。

4結(jié)束語(yǔ)

通常在焊接工作完成之后會(huì)有一個(gè)步驟叫做調(diào)試，在調(diào)試過(guò)程中就會(huì)運(yùn)用到多路輸出直流穩(wěn)壓源。調(diào)試時(shí)，將焊接好的電路元件兩個(gè)引腳接在多路輸出直流穩(wěn)壓源兩端，測(cè)試焊接好的電子元件是否焊接成功，能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。在調(diào)試時(shí)會(huì)覺(jué)得多路輸出直流穩(wěn)壓源是一個(gè)很神奇的儀器，能夠提供很多不同量值的電壓和電流，以便我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室調(diào)試時(shí)的使用，感覺(jué)很是方便和實(shí)用。

參考文獻(xiàn)

[1]華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教程[M].清華大學(xué)出版社，2005：315-343.

[2]王衛(wèi)東，李旭瓊.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].電子工業(yè)出版社，2010：267-336.

[3]向軍，萬(wàn)再蓮，周瑋.信號(hào)與系統(tǒng)[M].重慶大學(xué)出版社，2011：78-102.

endprint

摘要主要介紹多路輸出直流穩(wěn)壓電源的基本工作原理。在現(xiàn)實(shí)生活中直流穩(wěn)壓源的用處非常大。尤其是在相關(guān)電路方面的實(shí)驗(yàn)時(shí)，很多的電子電路實(shí)驗(yàn)過(guò)程中都需要直流穩(wěn)壓電源。因?yàn)殡娮釉O(shè)備不同，所要求的電壓和電流的值不同。多路輸出直流穩(wěn)壓電源的輸入電壓為我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)電壓220 V，它經(jīng)過(guò)變壓、整流和濾波和電壓轉(zhuǎn)換芯片產(chǎn)生±5 V、±12 V和3 V—18 V的輸出電壓，多路可以同時(shí)工作，使用起來(lái)非常方便。

關(guān)鍵詞多路輸出；直流穩(wěn)壓源；變壓器；整流器

中圖分類號(hào)：TM44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0021-02

1多路輸出直流穩(wěn)壓源簡(jiǎn)介

多路輸出直流穩(wěn)壓源是為電子電路設(shè)備實(shí)驗(yàn)提供直流電壓和電流信號(hào)的一種功能強(qiáng)大的儀器。它在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用十分廣泛，它由電源變壓器、整流器、濾波器、穩(wěn)壓器等多種電路元件組成的多路輸出器件。輸入電壓波形經(jīng)過(guò)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓過(guò)后輸出需要的直流電壓和電流。具體流程圖如圖1所示。

圖1多路輸出直流穩(wěn)壓源流程圖

2多路輸出直流穩(wěn)壓源各模塊原理

2.1 電源變壓器

電源變壓器幾乎在所有的電子產(chǎn)品中都要用到，應(yīng)用十分廣泛。電源變壓器是能改變交流電電壓的靜止電氣設(shè)備，電源變壓器的作用是改變電壓。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，它既可以將發(fā)電站發(fā)出的電升為高壓，來(lái)減少在運(yùn)輸電流中產(chǎn)生的損失，方便長(zhǎng)途運(yùn)輸電。也可以在使用電器時(shí)，將高壓電逐次降低電壓，傳輸?shù)接脩籼?，以供使用?/p>

2.2 整流器

整流器是把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。整流器的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)性直流電，是對(duì)交流電進(jìn)行的整流過(guò)程，整流電路主要由整流二極管組成。經(jīng)過(guò)整流電路之后的電壓已經(jīng)不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓。

2.3 濾波電路

濾波器是對(duì)波進(jìn)行過(guò)濾即信號(hào)處理的電子器件，主要由電感和電容組成。在多路輸出直流穩(wěn)壓源中能將混合的交流和直流電流分開。濾波器允許一部分頻率的信號(hào)通過(guò)。其他部分受到抑制，從而濾除一些不需要的信號(hào)，留下需要的信號(hào)，達(dá)到選頻的作用。在濾波器中，把信號(hào)能夠通過(guò)的頻率范圍稱為通頻帶或者通帶，信號(hào)受到很大衰減或被抑制的頻率范圍稱為阻帶。通帶和租帶之間的分界頻率稱為截止頻率。常見的濾波器根據(jù)頻率特性可以分為高通濾波器、低通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器。根據(jù)作用的元器件可以分為RC濾波器和LC濾波器。

2.4 穩(wěn)壓電路

三端式集成穩(wěn)壓器是一種穩(wěn)壓效果好并且很簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓器。它內(nèi)部集成一個(gè)串聯(lián)式穩(wěn)壓電路，引入電壓負(fù)反饋，穩(wěn)壓效果非常好。三端固定式輸出集成穩(wěn)壓器是一種比較常用的電子器件，是一種簡(jiǎn)單的串聯(lián)式調(diào)整穩(wěn)壓器。它輸出正電壓為78XX系列，輸出負(fù)電壓為79XX系列，三端固定式穩(wěn)壓器輸出電壓共有5 V、6 V、9 V、12 V、15 V、18 V、24 V七種。輸出電流有5 A、3 A、1.5 A、0.5 A、0.1 A五種。三端固定式穩(wěn)壓器的輸出端和公共端之間的電壓即為型號(hào)中表示的標(biāo)稱電壓，常規(guī)應(yīng)用時(shí)為輸出電壓。

3多路輸出直流穩(wěn)壓源各部分設(shè)計(jì)

3.1 整流電路設(shè)計(jì)

橋式整流電路是在日常生活中使用最多的一種整流電路。整流器利用四個(gè)二極管，兩兩對(duì)接，接成橋路，二極管具有單向?qū)ㄐ?。如果輸入正弦波的正半部分則是兩只二極管導(dǎo)通，輸出正信號(hào)。如果輸入正弦波的負(fù)半部分則是另兩只二極管導(dǎo)通，由于這兩只二極管是處于反接狀態(tài)，所以輸出的依然是正弦波的正半部分。橋式整流器對(duì)輸入正弦波的利用效率比半波整流電路的利用效率高一倍。

3.2 濾波電路設(shè)計(jì)

濾波電路的用途是將整流后的單向直流脈沖的電壓中的交流成分濾除掉，使單向脈沖電壓變得平滑，在整流電路之后加上濾波電路，能盡可能的保留直流成分。濾波電路有很多種結(jié)構(gòu)，通常使用的是電容濾波器和電感濾波器。電容式濾波器適用于小功率電源，電感式濾波器適用于大功率電源。電容濾波電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，直流輸出高，紋波小的特點(diǎn)。在電容濾波器中，大多數(shù)采用的都是大容量的電解電容，電容的耐壓值一般大于實(shí)際工作時(shí)承受的最大電壓，耐壓值一般取所接工作電路電壓的2倍左右。

3.3 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)電容濾波器后的輸出電壓雖然比較平滑，但是輸出電壓依然會(huì)隨著負(fù)載的變化而變化，穩(wěn)壓電路就是加載濾波器后的使輸出的直流電壓穩(wěn)定的器件。穩(wěn)壓器種類很多，可以根據(jù)額定電壓和額定電流來(lái)選擇是固定式集成穩(wěn)壓器還是可調(diào)式集成穩(wěn)壓器。

4結(jié)束語(yǔ)

通常在焊接工作完成之后會(huì)有一個(gè)步驟叫做調(diào)試，在調(diào)試過(guò)程中就會(huì)運(yùn)用到多路輸出直流穩(wěn)壓源。調(diào)試時(shí)，將焊接好的電路元件兩個(gè)引腳接在多路輸出直流穩(wěn)壓源兩端，測(cè)試焊接好的電子元件是否焊接成功，能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。在調(diào)試時(shí)會(huì)覺(jué)得多路輸出直流穩(wěn)壓源是一個(gè)很神奇的儀器，能夠提供很多不同量值的電壓和電流，以便我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室調(diào)試時(shí)的使用，感覺(jué)很是方便和實(shí)用。

參考文獻(xiàn)

[1]華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教程[M].清華大學(xué)出版社，2005：315-343.

[2]王衛(wèi)東，李旭瓊.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].電子工業(yè)出版社，2010：267-336.

[3]向軍，萬(wàn)再蓮，周瑋.信號(hào)與系統(tǒng)[M].重慶大學(xué)出版社，2011：78-102.

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