線性電路設(shè)計

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1、線性電源電路設(shè)計總述電子電路與電子設(shè)備都需要有一個穩(wěn)定的直流電源提供能量，而且對于我們現(xiàn)在所面臨的控制器而言，都是利用電網(wǎng)提供的交流電源，經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓后，濾去其不穩(wěn)定的脈動、干擾成分，來使電子電路與電子設(shè)備保持正常的工作，并且我們目前絕大部分都是使用的線性電源，即通過降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后而提供給電子電路及芯片工作的。下面我們就原理及設(shè)計規(guī)范分各部分具體說明。第一部分：慮理性介紹下面我們就線性電源的降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓部分分節(jié)做較為詳盡的原理性介紹一、錢帕電源電曙的方桓宙鳥典謾原糧宙：線性電源電路基本上由四部分組成：變壓器降壓、二極管或橋堆整流、電容或電感濾波、三端穩(wěn)

2、壓塊穩(wěn)壓，他們之I'可的組合則可構(gòu)成一個最基本的，也是最可靠的線性電源電路：變壓器4整流4濾波—穩(wěn)壓v°負載方框圖變壓器整流橋78057812C4C3??典型電路圖二.錢槌電嫌電略的棒層耶今即電馀熒％器部今1、結(jié)構(gòu)與原理變壓器rti線圈繞組、鐵芯組成。一壓般而言，變器還有一個外殼，用來起屏蔽和固定作用。一般的變壓器具有一個一次繞組、一個或多個二次繞組，線圈繞在鐵心上。給一次繞組加上交流電，由于電磁感應(yīng)的原理，在二次繞組上則有電壓輸出。給一次繞組加上交流電后，在二次繞組周圍則產(chǎn)生交變磁場，一次繞組通電后產(chǎn)生的磁力線絕大部分由鐵心構(gòu)成回路（鐵心的磁阻遠小于空氣的磁阻）。二次繞組繞在鐵

3、心上，這樣它的線圈切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，結(jié)果在二次繞組兩端有電壓輸出。無論在鐵心上繞幾個二次繞組，二次線圈上都會切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。2、主要特性①電壓比：亦稱匝變比，用n表示。它是一、二次繞組匝數(shù)Z比：n=N2/NfV2/Vi；式中：n—一變壓器的匝比N2一一二次繞組的匝數(shù)N次繞組的匝比V2——二次繞組的輸出電壓Vi次繞組的輸岀電壓將上面的公式變換一下，得：V2=V1WN1從上式可知，當n>l時，。>V】，為升壓變壓器；n=l時，電壓未變化，稱為1：1變壓器（如隔離變壓器）；n

4、的關(guān)系為分析方便，假設(shè)變壓器是無損耗的，那么一次側(cè)輸入功率等于二次側(cè)輸出功率，即Pl=P2o由P二V*I可知:V./V2=I2/I1；從上式可知,當￡>V2時(即nl),有I】>L；換句話說，在降壓變壓器中，二次側(cè)輸出小電壓大電流，二次側(cè)輸出電流大于一次側(cè)輸入電流,所以這種變壓器的二次繞組線徑比一次繞組線徑粗；在升壓變壓器屮，二次側(cè)輸出大電壓小電流，二次側(cè)輸出電流小于一次側(cè)輸入電流，所以這種變壓器的二次繞組線徑比一次繞組線徑細。在實際應(yīng)用中，變壓器是存在損耗的，但電壓、電流關(guān)系仍符合以上所述的關(guān)系。①阻抗關(guān)系變壓器可以進行電圧變換，在某

5、些場合則是利用它的阻抗變換特性。利用歐姆定律，上述推導(dǎo)公式做適當?shù)淖儞Q，得；P二v'/z；P1=P2；Vi7Zi=v27z2；Z2/ZfV27v12=(V2/V1)2=(N2/N1)2=n2；式中：Zi—一變壓器一次輸入阻抗Z2一一二次負載阻抗n匝比由上式分析可知，仏、Z2之間的關(guān)系與『有關(guān)：當山二出時，ZlZ2,這說明變壓器一次側(cè)的輸入阻抗等于二次側(cè)的負載阻抗，此時變壓器無阻抗變換作用；當m>n2時，ZfZ2/n2,這說明變壓器一次側(cè)的輸入阻抗等于二次側(cè)的負載阻抗降低當m

6、合電路中，為了能使負載獲得最大的激勵阻抗，往往采用變壓器(阻抗變壓器)來進行阻抗的兀配。因為最佳阻抗匹配的條件是激勵信號源內(nèi)阻等于負載阻抗,此吋能使負載獲得最大功率。②互感現(xiàn)象變壓器是利用互感現(xiàn)象原理工作的：當一次側(cè)繞組通以交流電時，一次繞組產(chǎn)生磁場,二次繞組的線圈切割磁力線而產(chǎn)生感生電動勢，這樣市交變電場生成磁場，磁場通過閉合的鐵芯耦合到次級繞組，從而在次級線圈中生成感應(yīng)電動勢V01。①屏蔽作用在給變壓器的一次繞組通以交流電時，繞組周圍會產(chǎn)生磁場，盡管有鐵心給絕大部分磁力線構(gòu)成磁路，但仍有一些磁力線散布在變壓器附近的一定空間范圍內(nèi)。這些磁力線會對附近的電路形成一定的磁干擾，所以

7、一般要給變壓器加上屏蔽殼。屏蔽殼不僅可防止變壓器干擾其他的電路，同時亦可防止其他雜散磁場干擾他的正常工作。3、主要參數(shù)①、額定功率在額定的頻率與電壓下，變壓器長期工作而不超過規(guī)定的允許溫升的最大輸岀功率，單位為VA。②、變比即電壓比，它反應(yīng)了變壓器的電壓變換能力。一般用二次側(cè)輸出電壓表示。③、溫升它指在變壓器工作下，溫度達到穩(wěn)定值時，變壓器比環(huán)境溫度高出的部分。要求變壓器溫升愈低愈好。④、效率效率二輸岀功率/輸入功率。效率越高，變壓器的損耗越小。⑤、絕緣電阻絕緣電阻不僅關(guān)系到變壓