关于自适应大电压稳压电源的概述文献综述DOCWord文件下载.docx

关于自适应大电压稳压电源的概述文献综述DOCWord文件下载.docx

《关于自适应大电压稳压电源的概述文献综述DOCWord文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《关于自适应大电压稳压电源的概述文献综述DOCWord文件下载.docx（8页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

近年来，电子技术在迅速发展，在电路设计中，为了保护电路，是有必要设计一个自适应大电压稳压电源的。

自适应可调稳压电源，是以LM317为稳压器件，自适应切换电路。

由于在输出电压差较大时，可能击穿内部调整管，或者整管自身的功耗大即大电流输出，大管压降，可能烧坏调整管。

因此，我们要安装上面积大的散热片，它不但价格比较贵，而且笨重，工作中极不方便，所以我们采用自适应调整变压器次级输出电压因此围绕解决这一问题，为此我们应用了双压输出电源变压器、桥式整流电容滤波电路实现变压、整流、滤波、同时应用三端可调集成稳压电路，设计了多种保护电路。

关键词：

LM317，变压器，双压输出电源，桥式整流电容

引言

直流稳压电源又称直流稳压器，它的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都能保持稳定。

稳压器的参数有电压稳定度、纹波系数和响应速度等。

前者表示输入电压的变化对输出电压的影响。

纹波系数表示在额定工作情况下，输出电压中交流分量的大小；

后者表示输入电压或负载急剧变化时，电压回到正常值所需时间。

直流稳压电源分连续导电式和开关式两类。

前者有变压器把单相或三相交流电压变到适当值，然后经整流、滤波，获得不稳定的直流电源，再经稳压电路变成稳定电压。

这种电源线路简单、纹波小、相互干扰小，但体积大、耗材多，效率低。

后者以改变调整元件（或开关）的通断时间比来调节输出电压，从而达到稳压。

这类电源功耗小，效率可达85%左右，所以，从80年代以来发展迅速。

从工作方式上可分为：

1.可控整流型。

用改变晶闸管的导通时间来调整输出电压。

2.斩波型。

输入是不稳定的直流电压，以改变开关电路的通断比得到单向脉动直流，再经滤波后得到稳定直流电压。

3.变换器型。

不稳定直流电压先经逆变器变换成高频交流电，再经变压、整流、滤波后从所得新的直流输出电压取样，反馈控制逆变器工作频率，达到稳定输出直流电压的目的。

在设计过程时，安装和调试自适应可调稳压电源中，应用了双压输出电源变压器,220伏/14伏，28伏，桥式整流电容滤波电路实现变压、整流、滤波、同时应用三端可调集成稳压电路，实现可调稳压输出，其输出电压可调范围+1.25伏---+30伏，当输出电压要求低于某个特定值时，例如12伏---14伏，整流电路输入电压有效值，自动取为交流14伏，当输出电压大于该特定值时，整流电路输出电压自动转换为28伏且电源具有一定的过载功能。

1稳压电源的发展概况

随着工业的发展，电源污染日益严重，电源或多或少都会受到电压浪涌的干扰，这些干扰可能是由于工业设备的运行及供电质量造成的，其表现形式为：

电压变化忽高忽低及瞬态突变[1]。

开关稳压电源问世后，在很多领域逐步取代了线性稳压电源和晶闸管相控电源。

早期出现的是串联型开关电源，其主电路拓扑与线性电源相仿，但功率晶体管工作于开关状态。

随着脉宽调制（PWM）技术的发展，PWM开关电源问世，它的特点是用20kHz的载波进行脉冲宽度调制，电源的效率可达65%~70%，而线性电源的效率只有30％~40％[2]。

因此，用工作频率为20kHz的PWM开关电源替代线性电源，可大幅度节约能源，从而引起了人们的广泛关注，在电源技术发展史上被誉为20kHz革命。

随着超大规模集成（ultra-large-scale-integrated-ULSI）芯片尺寸的不断减小，电源的尺寸与微处理器相比要大得多；

而航天、潜艇、军用开关电源以及用电池的便携式电子设备（如手提计算机、移动电话等）更需要小型化、轻量化的电源[3]。

因此，对开关电源提出了小型轻量要求，包括磁性元件和电容的体积重量也要小。

此外，还要求开关电源效率要更高，性能更好，可靠性更高等。

这一切高新要求便促进了开关电源的不断发展和进步。

40多年来，稳压电源经历了三个重要发展阶段：

第一个阶段是功率半导体器件从双极型器件（BPT、SCR、GT0）发展为MOS型器件（功率MOS-FET、IGBT、IGCT等），使电力电子系统有可能实现高频化，并大幅度降低导通损耗，电路也更为简单。

第二个阶段自20世纪80年代开始，高频化和软开关技术的研究开发，使功率变换器性能更好、重量更轻、尺寸更小。

高频化和软开关技术是过去20年国际电力电子界研究的热点之一[4]。

第三个阶段从20世纪90年代中期开始，集成电力电子系统和集成电力电子模块（IPEM）技术开始发展，它是当今国际电力电子界亟待解决的新问题之一。

自适应可调稳压电源，是以LM317为稳压器件，自适应切换电路，即根据输出电压的高低自动切换输入电压，以减少输入和输出电压的压差，降低电源本身的功耗。

2几种重要电路的介绍

自适应大电压稳压电源的设计电路是由变压电路，整流电路，滤波电路，稳压电路，保护电路及自适应控制等部分组成[5]。

其框图如图1：

图1自适应大电压稳压电源的组成框图

1、变压电路。

将电网电压先经过电源变压器，然后将变换以后的幅边电压再去整流，滤波和稳压最后得到所需要的直流电压幅值。

2、整流电路。

整流电路的作用是利用具有单向导电性能的整流元体，将正负交替的正弦交流电压整流成为单方向的脉动电压。

但是,这种单向脉动电压往往包含着很大的脉动成分，距离理想的直流电压还差的很远。

电路中采用了四个二极管，接成电桥形式，二极管具有单向导电性，因此可以利用二极管的这一特性组成整流电路，将交流电压变换为单向脉动电压。

在小功率直流电源中，经常采用单相桥式整流电路[6]。

利用整流桥电路时，注意输入和输出各引脚要正确连接。

3、滤波电路。

滤波器由电容、电感等储能元件组成，它的作用是尽可能的将单向脉动电压中的脉动成分滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流电压。

但是，当电网电压或负载电流发生变化时，滤波器输出直流电压的幅值也将随之而变化，在要求较高的电子设备中，这种情况是不符合要求的。

所以无论哪种整流电路，它们的输出电压都含有较大的脉动成分。

除了在一些特殊的场合可以直接用作放大器的电源外，通常都要争取一定的措施，一方面尽量将的输出电压中的脉动成分，另一方面又要尽量保留其中的直流成分，是输出电压接近于理想的直流电压。

这样的措施就是滤波。

电容和电感都是进本的滤波元件，利用它们在二极管导电时储存一部分能量，然后再逐渐释放出来，从而得到比较平滑的波形。

或者从另一个角度看，电容和电感对于交流成分和直流成分反映出来的阻抗不同，如果把它们合理的安排在电路中，可以达到降低交流成分，保留直流成分的目的，体现出滤波的作用。

所以电容和电感是组成滤波电路的主要元件[7]。

4、稳压电路。

其作用是采取某些措施，使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定。

整流滤波电路的输出电压和理想的直流电源还有相当的距离，主要存在两方面的问题：

第一，当负载电流变化时由于整流滤波电路存在内阻，因此输出直流电压将随之发生变化；

第二，当电网电压波动时，整流电路的输出电压直接与变压器副边电压有关，因此也要相应的变化。

为了能够提供更加稳定的直流90电源，需要在整流滤波电路的后面在加上稳压电路[8]。

3自适应控制电路的原理

（1）继电器工作原理，如图2

图2继电器工作原理

①继电器的定义

继电器：

当输入量（或激励量）满足某些规定的条件是能在一个或多个电器输出电路中产生跃变的一种器件。

②继电器的继电特性

继电器输出入量和输出量之间在整个变化过程中的相互关系成为继电器的继电特征或控制特征。

用x表示输入回路量，y表示输出回路的输出量，如下图所示。

当输出量x连续变化到一定量xa时，输出量y发生跃变，有0增加到ya植，则是输入量继续增加，是输出保持不变，相反，当减少到xb时，y又突然由ya减少到0，xa被称为继电器的动作值，xb被称为继电器的释放值，ya即是继电器的负载。

③继电器的工作原理和特性

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。

故在电路中起着自动调节，安全保护，转换电路等作用。

a、电磁继电器的工作原理和特性

电磁式继电器一般由铁心，线圈，衔铁，触点簧片等组成的。

只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁心，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。

当线圈断电后电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。

这样吸合释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

对于继电器的“常开常闭”触点，可以这样来区分：

继电器线圈未通过通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；

处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

b、热敏干簧继电器的工作原理和特性

热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料测绘和控制温度的新型热敏开关。

它由温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。

热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。

恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的[9]。

c、固态继电器（SSR）的工作原理和特性

固态继电器是一种两个接线端为输入端，另外两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离，固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。

按开关类型可分为常开型和常闭型。

按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。

（4）保护电路：

a、防止继电器线圈两端出现瞬时高压，而击穿继电器线圈和三极管UT2。

采用继电器线圈并联三极管D3，当UT2由导通变为截止时，D3为继电器线圈提供泻放回路，从而防止了线圈两端出现瞬时高压，保护了继电器线圈和三极管等不发生击穿。

b、C6滤除杂散干扰（高频干扰）：

防止因杂散干扰UT2瞬时导通，继电器瞬时动作，发生变压器次极电压误切换。

若U.<

14伏,继电器误动后，整流输入电压变为28伏，其整流输出电压=1.2=33.6伏，造成输入，输出电压差过大，可能损坏稳压器[10]。

c、防止UT2集电极电流过大而损坏。

若限压电路（使U.max=30伏）出现故障，输出电压U.过大，可能使UT2的基极电位过大造成UT2的集电极电流过大而使UR2和继电器损坏。

在电路中接入Dw2和射极电阻R6、Dw2将Ub2限制在2.5伏以下，同时R6引入电流串联负反馈,使UT2集电极电流稳定，从而可避免Ic过大。

总结

本文主要阐述了稳压的发展和现状，着重介绍了自适应大电压稳压电源的几个主要电路，简单叙述了自适应大电压稳压电源的特点和原理，在设计，安装和调试自适应可调稳压电源中，应用了双压输出电源变压器,220伏/14伏，28伏，桥式整流电容滤波电路实现变压、整流、滤波、同时应用三端可调集成稳压电路，实现可调稳压输出，其输出电压可调范围+1.25伏---+30伏，当输出电压要求低于某个特定值时，例如12伏---14伏，整流电路输入电压有效值，自动取为交流14伏，当输出电压大于该特定值时，整流电路输出电压自动转换为28伏且电源具有一定的过载功能。

通过本课题的实践，使我们对可调稳压电源原理，保护方法及自适应调整与输入电压的方法等有进一步的了解；

同时对创造能力，设计能力，动手能力和综合应用资料的能力有较大的提高；

提高设计，安装和调试的实践，使我们了解了电子产品研制和生产的过程，对今后从事电子研制、生产、经营、维修等就业工作打下一定的基础。

参考文献

[1]杨素行.模拟电子技术简明教材（第二版）.北京：

高等教育出版,1998.10.

[2]余孟尝.数字电子技术基础简明教程（第二版）.北京：

高等教育出版社，1999.10.

[3]谈世哲等.电路设计与制版Protel98.北京：

人民邮电出版社,1998.11.

[4]康华光.数字电子技术基础[M].北京：

清华电子学教研室高教出版社，1985.

[5]吴显鼎.集成电子电子线路设计手冊[M].福州:

福建科技出版社,2003.

[6]谭光仪.用超声波法测量水泵流量[J].四川工业学院学报,1996,15

（1）:

39-44.

[7]高光天.仪表放大器应用.科学出版社.1995

[8]赵学泉，张国华.电源电路.电子工业出版社.1995

[9]蔡武昌.流量仪表若干发展趋势和应用进展[J].中国仪器仪表,2001,34

（2）:

20-32.

[10]李广峰,刘方,高勇.时差法超声波流量计的研究[J].电测与仪表,2000,37（9）:

27-36.

[11]Yamamoto.M.,Amano.A..UltrasonicFlowQuantityMeasuringSystem[P].U.S.Patent:

3555899,1971-01-19.

[12]V.K.hamidullin.thestatusofultrasonicflowmetersinrussia[C].ultrasonicssymposium,1993:

V1395-399.