電源模塊教程.pdf

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1、4.1電源模塊電源是各種電子系統(tǒng)與設(shè)備的原動(dòng)力，電源系統(tǒng)出故障，會(huì)使整個(gè)電子設(shè)備不能正常工作，因此電源性能的好壞直接影響到系統(tǒng)與設(shè)備工作質(zhì)量和效率。直流穩(wěn)壓電源是一種性能接近理想電壓源的直流電源，分為線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源兩大類，本節(jié)以線性穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)為例來說明電源模塊的設(shè)計(jì)。4.1.1設(shè)計(jì)目的及任務(wù)設(shè)計(jì)目的：理解直流穩(wěn)壓電源各部分的工作原理及作用；熟悉常見的線性集成穩(wěn)壓電源芯片。設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)交流輸入8V和15V，直流輸出+5V、+12V和-12V的線性直流穩(wěn)壓電源。3功能指標(biāo)：輸出紋波電壓小于5mV，穩(wěn)壓系數(shù)小于5×10，輸出內(nèi)阻小于0.1歐。設(shè)計(jì)

2、要求：所設(shè)計(jì)的直流穩(wěn)壓電源應(yīng)滿足EDP實(shí)驗(yàn)儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，并能與整個(gè)系統(tǒng)有效結(jié)合。以下是一個(gè)線性直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)范例及其相應(yīng)電路的講解，僅供參考。4.1.2線性直流穩(wěn)壓電源的基本原理線性穩(wěn)壓電源是指調(diào)整管工作在線性狀態(tài)下的直流穩(wěn)壓電源，該類電源的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高，紋波小，可靠性高。1、線性直流穩(wěn)壓電源的組成線性直流穩(wěn)壓電源通常由變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路等幾部分組成如圖4.1.1所示。圖4.1.1直流穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)框圖變壓器的初級(jí)一側(cè)一般為220V交流電壓，次級(jí)一側(cè)電壓可以根據(jù)所需直流電壓的大小，通過選擇適當(dāng)?shù)淖儔罕葋淼玫?。整流電路利用二極管的單向?qū)щ娦?/p>

3、將交流電變換成脈動(dòng)直流電，利用濾波電路將脈動(dòng)直流電壓濾為較平滑的直流電壓。由于整流、濾波1電路輸出的直流電壓穩(wěn)定性較差，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)輸出電壓也隨之而變化，采用穩(wěn)壓電路后，輸出電壓的穩(wěn)定程度將大為提高。2、線性直流穩(wěn)壓電源的原理圖集成穩(wěn)壓器的種類很多，作為小功率的線性直流穩(wěn)壓電源，應(yīng)用最為普遍的是三端集成穩(wěn)壓器。常用的三端集成穩(wěn)壓器有：78XX系列（正電壓型），79XX系列（負(fù)電壓型）（實(shí)際產(chǎn)品中，XX用數(shù)字表示，XX是多少，輸出電壓就是多少。例如7805，輸出電壓為＋5V）；LM317系列（可調(diào)正電壓型），LM337系列（可調(diào)負(fù)電壓型）。表4.1.

4、1給出了78XX/79XX系列(摩托羅拉公司)部分產(chǎn)品的輸出電壓和輸出電流。表4.1.178XX/79XX系列部分產(chǎn)品的參數(shù)型號(hào)輸出電流(A)輸出電壓(V)78LXX0.15、6、9、12、15、18、2478MXX0.55、6、9、12、15、18、2478XX1.55、6、9、12、15、18、2479LXX0.1-5、-6、-9、-12、-15、-18、-2479MXX0.5-5、-6、-9、-12、-15、-18、-2479XX1.5-5、-6、-9、-12、-15、-18、-24三端集成穩(wěn)壓器有三端固定集成穩(wěn)壓器和三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，如圖4.1.2所示

5、。圖4.1.2三端固定式集成穩(wěn)壓器封裝及管腳排列圖a)TO-92封裝b)TO-202封裝c)TO-220封裝d)TO-3封裝另外在使用78XX與79XX時(shí)要注意，采用TO-3金屬外殼封裝的78XX系列集成電路時(shí)，其金屬外殼為地端；而同樣封裝的79XX系列的穩(wěn)壓器，金屬外殼是負(fù)電壓輸入端。因此，在由二者構(gòu)成多路穩(wěn)壓電源時(shí)，若將78XX的外殼接印刷電路板的公共地，79XX的外殼及散熱器就必須與印刷電路板的公共地絕緣，否則會(huì)造成電源短路。24.1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容1、原理圖及說明EDP實(shí)驗(yàn)儀采用的線性直流穩(wěn)壓電源電路原理圖如圖4.1.3所示，輸入220V的交流電壓，經(jīng)變壓器

6、T1后輸出為8V的交流電壓，經(jīng)變壓器T2后輸出為15V的交流電壓。經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓后輸出的是＋5V、＋12V和—12V的直流電壓。F113+5V2Vin+5VFUSE1D2ACC1GNDC3C441C21000u104~8VV-V+1000u1042AC3~220VU2F27812FUSE113+12VVin+12V3C5C6GNDC8D2470u104C7104470u2~15VAC14V+V-AC~15VF3C1012C9104C11FUSE1470u470uC12104GND23-12VVin-12VU37912圖4.1.3線性直流穩(wěn)壓電源原理圖2、管腳

7、定義試驗(yàn)儀線性穩(wěn)壓電源模塊接口定義如圖4.1.4所示?！?V～8V～8V～8V～15V～15V中心抽頭～15～15+12V+12V3-12V-12V+5V+5VGNDGND線性穩(wěn)壓電源模塊GNDGND圖4.1.4線性穩(wěn)壓電源模塊接口定義3、調(diào)試步驟1）、按照印制電路板焊接線性直流穩(wěn)壓電源模塊電路板，焊接完畢，對(duì)照原理圖認(rèn)真檢查一遍然后開始測(cè)試；2）、打開實(shí)驗(yàn)儀主控開關(guān)，用萬用表檢測(cè)電源模塊插孔交流電壓的輸出是否正確，如果一切正常便可以檢測(cè)電源模塊；3）、關(guān)閉實(shí)驗(yàn)儀主控開關(guān)，插好剛焊接好的電源模塊電路板，打開實(shí)驗(yàn)儀主控開關(guān)，觀察電路板有無異味或異常響動(dòng)，如果一切正

8、?？梢蚤_始下一步的測(cè)試；