第二章直流穩壓電源的設計、安裝、除錯
直流穩壓電源是各種電子產品中不可缺少的一部分，它的質量直接關係到儀器的質量，因此掌握穩壓電源的設計與製作，對以後的實際工作是很有意義的。下面介紹小功率穩壓電源的設計方法與製作過程。
直流穩壓電源，顧名思義，即電源的輸出為穩定的直流電壓。因此直流穩壓電源是一種將交流電轉換為平滑穩定的直流電的能量變換器。過去常採用分立元件來構成穩壓單元，當效能指標要求較高時，電路結構往往比較複雜，給使用和維修帶來許多不便。
現在，隨著積體電路的發展，整合穩壓器的種類越來越多，應用也越來越廣泛，在許多場合我們都偏愛於用整合穩壓器為核心加上一些外圍元件來構成穩壓單元。用整合穩壓器作穩壓單元的電源叫做整合穩壓電源，它具有一般積體電路體積小、重量輕、安裝和除錯方便、可靠性高等優點，因此具有良好的發展前景。
由於整合穩壓器的出現，穩壓電源的設計大為簡化。通過對本章內容的學習與實踐，要求大家學會選擇變壓器、整流二極體（或整流橋）、濾波電容及整合穩壓器等器件來設計直流穩壓電源，掌握穩壓電源的主要效能引數及測試方法，熟悉從理論設計到製作出成品的全過程。
第一節直流穩壓電源
一、直流穩壓電源的結構與原理
不論用分立元件構成穩壓器，還是用整合穩壓器，乙個完整的直流穩壓電源分為變壓、整流、濾波和穩壓四個部分。其框圖及對應的特徵波形如圖2－1－1所示
ｕs220v
50hz
變壓是利用電源變壓器將電網220v的交流電壓u1變換成整流濾波電路所需要的交流電壓u2。當用11的變比來變壓時，通常稱為訊號隔離。
整流是利用二極體的單向導電作用，構成單相半波、全波、橋式或倍壓整流電路，或利用其它半導體器件，如scr可控矽等，將雙向的交流電壓u2變成單向脈動直流電壓。
濾波是利用電容、電感等儲能元件的平波作用構成濾波電路濾除紋波，輸出較平滑的直流電壓u1。
穩壓電路的作用是提高輸出直流電壓uo的帶負載能力和穩定性，分立元件穩壓電路和積體電路常採用串聯負反饋式。圖2－1－2給出了其基本框圖以及對應的一種較簡單的電路。rl是負載電阻，r1.
、r2是取樣電阻，bg1、bg2組成差分式比較放大器，d提供比較放大器的基準電壓，bg3是穩壓器的調整管，當輸出電壓uo發生變化時，變化的量由差動放大器與基準電壓進行比較，並將變化量送至調整管，此時，調整管的uce3作相應的變化，從而使輸出電壓uo達到穩壓效果。設rl變動使uo公升高，其穩壓過程如下：
uo ub1 uc1 ub3 uce3 uo
這個穩壓原理我們可以通過下面的簡單例子加以說明。
電路如圖２－１－３所示
此時rl為負載電阻，當ui變化時，調rx改變其分壓即可保持uo不變。上例中bg3的uce3變化起到了這個作用，只是它利用的是三極體自身的調整功能。
二、直流穩壓電源的技術指標及測試方法
一台整合直流穩壓電源，技術指標如下：
直流輸出電壓uo可調範圍（uomin~uomax)
最大輸出電流iomax
輸出端紋波電壓uo
穩壓係數sv
輸出動態電阻ro
前兩個指標是穩壓電源的特性指標，它決定了電源的適用範圍，同時也決定了穩壓器的特性指標及如何選擇變壓器、整流二極體和濾波電容等。而後三個指標為穩壓電源的質量指標（含溫度係數）。
1.最大輸出電流
最大輸出電流是指穩壓電源正常工作的情況下能輸出的最大電流。用iomax表示。一般情況下的工作電流ioiomax或者輸出端與地短路時損壞穩壓器。
2.直流輸出電壓uo
直流輸出電壓是指穩壓電源的輸出電壓，也即是穩壓器的輸出電壓，用uo表示。
採用圖2－1－４所示電路可同時測量uo與iomax。測試過程是：先調節輸出端的負載電阻，使、交流輸入電壓為220v，此時數字電壓表的測量值即為uo，再使rl逐漸減小，直到uo的值下降5％，此時負載rl中的電流即為iomax(記下iomax後迅速增大rl，以減小穩壓器的功耗）。
3.紋波電壓uo
紋波電壓是指疊加在輸出電壓uo上的交流分量。可以採用示波器直接觀測其峰－峰值，因uop-p一般為mv級，所以示波器ｙ軸偏轉因數選擇開關應打在mv/cm檔。也可用交流毫伏表測量其有效值uo。
因為uo不是正弦波，所以用有效值衡量其紋波電壓，存在一定誤差。uo的大小主要取決於濾波電容、負載電阻及穩壓係數等。
4.穩壓係數sv
sv是衡量穩壓器穩壓效果最主要的指標，它是指當負載電流io和環境溫度都保持不變時輸入電壓ui的相對變化所引起的輸出電壓的相對變化，即
sv越小越好。
sv的測量電路仍如上圖，其過程為：先調節自耦變壓器，例如使ui＝242v，測量此時對應的輸出電壓uo1，再調節自耦變壓器，使ui=198v，測量此時對應的輸出電壓uo2，然後再測出ui＝220v時對應的輸出電壓uo，則穩壓係數sv為
5.輸出動態電阻ro
ro是指在環境溫度t，輸入電壓ui等條件保持不變的條件下，由於負載電流io變化引起的uo變化，即
ro越小，uo的穩定性越好，它主要是由穩壓器的內阻所決定的。
仍用上圖電路測試，但須注意rl不能取得太小，一定要滿足， 否則會因輸出電流過大而損壞穩壓器。
第二節整合穩壓器
，這就是穩壓電路的整合化。
一、基本穩壓器介紹
常見的整合穩壓器有固定式三端穩壓器與可調式三端穩壓器。
(1)固定式三端穩壓器
常見產品有cw78、cw79(國產) ，lm78、lm79(美國)，78系列穩壓器輸出固定的正電壓，如7805的輸出為+5v，79系列穩壓器輸出固定為負電壓，如7905輸出為－5v，其封裝為三個管腳單列直插式（輸入、輸出、公共端），不需要外接元件，使用起來十分方便。它們的引腳功能及構成的典型電路如圖２－２－１所示。其中輸入端接電容
1 2 3
ui 地 uo
cw78
1 2 3
地 ui uo
cw79
ci可以進一步濾除紋波，輸出端接電容co能消除自激振盪，確保電路穩定工作。ci、co最好採用漏電流小的鉭電容，如果採用電解電容，電容量要比圖中數值增加10倍。
cw317
1 2 3
uo ui
（2）可調式三端穩壓器
可調式三端穩壓器輸出連續可調的直流電壓，常見產品有cw317、cw337（國產），lm317、lm337（美國）。317系列穩壓器輸出連續可調的正電壓，337系列穩壓器輸出連續可調的負電壓，可調範圍為1.2～37v,最大輸出電流iomax為1.
5a。穩壓器內部含有過熱、過流保護電路，具有安全可靠、使用方便、效能優良等特點。cw317與cw337系列引腳功能相同，圖２－２－２是它們構成的典型穩壓電路。1
直流穩壓電源
穩定直流電源的電子裝置。直流穩壓電源的供電電源大都是交流電源，當交流供電電源的電壓或負載電阻變化時，穩壓器的直流輸出電壓都會保持穩定。直流穩壓電源隨著電子裝置向高精度 高穩定性和高可靠性的方向發展，對電子裝置的供電電源提出了高的要求。直流穩壓電源按習慣可分為化學電源 線性穩壓電源和開關型穩壓電源。3...
程式控制直流穩壓電源
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直流穩壓電源設計
目錄前言11.總體設計方案介紹2 1.1 整流濾波電路部分2 1.2 穩壓電路部分2 2.單元模組設計3 2.1 整流濾波電路設計3 2.2 穩壓電路設計4 2.2.1 穩壓電路的基本設計方案及引數4 2.2.2 比較放大器6 2.2.3 取樣電路8 2.2.4 整機電路參考圖及 波形圖9 3 穩壓...