線性穩(wěn)壓電源實驗

1、. .*民族大學(xué)電子工程師認證實驗報告實驗題目： 線性穩(wěn)壓電源 班級：電子129班*：李大中學(xué)號： 2021131930實驗日期： 2021 年6月8日 線性穩(wěn)壓電源問世后，在很多領(lǐng)域逐步取代了線性穩(wěn)壓電源和晶閘管相控電源。早期出現(xiàn)的是串聯(lián)型開關(guān)電源，其主電路拓撲與線性電源相仿，但功率晶體管工作于開關(guān)狀態(tài)。隨著脈寬調(diào)制PWM技術(shù)的開展，PWM開關(guān)電源問世，它的特點是用20kHz的載波進展脈沖寬度調(diào)制，電源的效率可達65%70%，而線性電源的效率只有3040。因此，用工作頻率為20 kHz的PWM開關(guān)電源替代線性電源，可大幅度節(jié)約能源，從而引起了人們的廣泛關(guān)注，在電源技術(shù)開展史被譽為20kHz革

2、命。隨著超大規(guī)模集成ultra-large-scale-integrated-ULSI芯片尺寸的不斷減小，電源的尺寸與微處理器相比要大得多；而航天、潛艇、軍用開關(guān)電源以及用電池的便攜式電子設(shè)備如手提計算機、移動等更需要小型化、輕量化的電源。因此，對開關(guān)電源提出了小型輕量要求，包括磁性元件和電容的體積重量也要小。此外，還要求開關(guān)電源效率要更高，性能更好，可靠性更高等。這一切高新要求便促進了開關(guān)電源的不斷開展和進步。一、設(shè)計目的：電路電工等綜合性學(xué)習(xí)二、設(shè)計內(nèi)容：1.AC-DC變換電路、DC-DC變換電路如時間充?？稍O(shè)計一個線性的多輸出電源包含正負15V、正負12V、正負5V；2. 輸出電壓范圍可

3、調(diào)；3.系統(tǒng)參數(shù)計算；4.學(xué)會系統(tǒng)仿真、測量和調(diào)試三、設(shè)計要求1、撰寫設(shè)計說明書一份6-8頁(報告內(nèi)容要包括設(shè)計思路、參數(shù)計算、仿真時每個環(huán)節(jié)的仿真實驗現(xiàn)象的截圖及其相應(yīng)實驗結(jié)果的分析)；2、仿真分析報告中最后附有整個系統(tǒng)的仿真電路圖四設(shè)計電路1、DC-DC主回路拓撲的方案選擇：并聯(lián)開關(guān)電路形式。并聯(lián)開關(guān)電路原理與串聯(lián)開關(guān)電路類似，但此電路為升壓型電路，開關(guān)導(dǎo)通時電感儲能，截止時電感能量輸出。只要電感繞制合理，能到達題目要求的110V，且輸出電壓Uo呈現(xiàn)連續(xù)平滑的特性。2、控制方法的方案選擇：采用集成運放芯片。響應(yīng)速度快，死區(qū)時間可以調(diào)整，輸出級為推挽式構(gòu)造，驅(qū)動能力較強。通過深度負反響原理構(gòu)

4、成誤差放大器，電壓比較器和三角波產(chǎn)生器。誤差放大器用于為閉環(huán)控制，調(diào)整速度快。電壓比較器提供PWM信號，保證穩(wěn)定輸出電壓。三角波產(chǎn)生器構(gòu)成信號產(chǎn)生電路，給電壓比較器輸出恒頻三角波。3、電流工作模式的方案選擇：電流斷續(xù)模式。斷續(xù)模式下，電感能量釋放完時，下一周期尚未到來，電容能量得不到及時補充，二極管的峰值電流非常大，對開關(guān)管和二極管的要求就非常高，二極管的損耗非常大，而且由于電流是斷續(xù)的，輸出電流交流成分比較大，會增加輸出電容上的損耗。由于對于一樣功率的輸出，斷續(xù)工作模式的峰值電流要高很多，而且輸出直流電壓的紋波也會增加，損耗大。4、提高效率的方法：在DC-DC變換器中，主要消耗功率的元件有主

5、回路的開關(guān)管、續(xù)流二極管、儲能電感等部件。本設(shè)計中提高效率的措施主要有：1通過增加電感線徑減小電感阻值；2采用低內(nèi)阻的高效率MOSFET作為主回路的開關(guān)元件；3采用高速低正相壓降的肖特基二極管降低其功耗。5、電路工作原理：工頻交流電源經(jīng)過變壓器降壓、整流、濾波后成為一穩(wěn)定的直流電。電源接上負載后，通過采樣電路獲得輸出電壓，將此輸出電壓和基準(zhǔn)電壓進展比較。如果輸出電壓小于基準(zhǔn)電壓，那么將誤差值經(jīng)過放大電路放大后送入調(diào)節(jié)器的輸入端，通過調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)使輸出電壓增加，直到和基準(zhǔn)值相等；如果輸出電壓大于基準(zhǔn)電壓，那么通過調(diào)節(jié)器使輸出減小。集成運放uA741的2腳接電源輸出端；3腳接12v穩(wěn)壓電路VD5上，

6、以110v為基準(zhǔn)電壓；6腳接復(fù)合開關(guān)基極；4腳接地；7腳接整流器輸出端；當(dāng)輸出端電壓低于110v，反響到uA741的反相端2腳，使uA741的6腳輸出高電壓，控制VT1，VT2導(dǎo)通，以大電流給負載及有關(guān)濾波電容，C2，C3等補充電能，很快使電壓升到110v，即uA741的2,3腳電壓平衡。6腳輸出低電壓，VT1，VT2關(guān)閉，暫停補充電能。五、電路仿真現(xiàn)象當(dāng)輸入端加的交流電為138V時，輸出為47.3V的直流電，如圖1： 圖1當(dāng)輸入端加的交流電為220V時，輸出為110V的直流電:，如圖2： 圖2仿真總電路圖 圖3六、實驗總結(jié) 我們在這次實驗中，付出了好多，不管實驗的簡單與否，都需要我們用心去完成，否那么就是失敗的實驗。有時就是坐在那里想問題兩個小時不知不覺的就過去了。在做一個實驗前，我們必須學(xué)會怎樣靈活運用仿真軟件。因為這是一個走向成功的捷徑。仿真的電路運行結(jié)果與你想要的結(jié)果相一致，那么你離成功就不遠了。完成工程的最主要的也是最核心的步驟就是調(diào)試。因為實際中的電路畢竟受許多條件的影響，也會產(chǎn)生雜亂的信號，我們的實驗結(jié)果就遠離了預(yù)期的