可調(diào)直流穩(wěn)壓源的設(shè)計(jì)與仿真論文

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1、可調(diào)直流穩(wěn)壓源的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)論文1緒論1.1課題背景電源是位于市電與負(fù)載之間，向負(fù)載提供優(yōu)質(zhì)電能的供電設(shè)備，是工業(yè)的基礎(chǔ)。直流電源設(shè)備擔(dān)負(fù)著把交流電源轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備所需的各種類別直流電源的任務(wù)。轉(zhuǎn)換后的直流電源要具有良好的穩(wěn)定性，當(dāng)電網(wǎng)或負(fù)載變化時(shí)，它能保持穩(wěn)定的輸出電壓，并具有較低的紋波。由于電子技術(shù)的特性，電子設(shè)備對(duì)電源電路的要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負(fù)載要求的電能，而且通常情況下都要求提供穩(wěn)定的直流電能。提供這種穩(wěn)定的直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源在電源技術(shù)中占有十分重要

2、的地位。能為負(fù)載提供穩(wěn)定直流電源的電子裝置。直流穩(wěn)壓電源的供電電源大都是交流電源，當(dāng)交流供電電源的電壓或負(fù)載電阻變化時(shí)，穩(wěn)壓器的直流輸出電壓都會(huì)保持穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源隨著電子設(shè)備向高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性的方向發(fā)展，對(duì)電子設(shè)備的供電電源提出了高的要求。1、直流穩(wěn)定電源按習(xí)慣可分為化學(xué)電源，線性穩(wěn)定電源和開關(guān)型穩(wěn)定電源，它們又分別具有各種不同類型：(1)化學(xué)電源，我們平常所用的干電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池均屬于這一類，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，又產(chǎn)生了智能化電池；在充電電池材

3、料方面，美國研制人員發(fā)現(xiàn)錳的一種碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、放電時(shí)間長，多次充電后仍保持性能良好的環(huán)保型充電電池。（2）線性穩(wěn)定電源，線性穩(wěn)定電源有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是它的功率器件調(diào)整管工作在線性區(qū)，靠調(diào)整管之間的電壓降來穩(wěn)定輸出。由于調(diào)整管靜態(tài)損耗大，需要安裝一個(gè)很大的散熱器給它散熱。而且由于變壓器工作在工頻（50Hz)上,所以重量較大。該類電源優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高，紋波小，可靠性高，易做成多路，輸出連續(xù)可調(diào)的成品。缺點(diǎn)是體積大、較笨重、效率相對(duì)較低。37（3）開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源，與線性穩(wěn)壓電源不

4、同的一類穩(wěn)電源就是開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源，它的電路型式主要有單端反激式，單端正激式、半橋式、推挽式和全橋式。它和線性電源的根本區(qū)別在于它變壓器不工作在工頻而是工作在幾十千赫茲到幾兆赫茲。功能管不是工作在飽和就是截止區(qū)即開關(guān)狀態(tài)；開關(guān)電源因此而得名。開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕，穩(wěn)定可靠；缺點(diǎn)相對(duì)于線性電源來說紋波較大。它的功率可自幾瓦－幾千瓦均有產(chǎn)品。幾乎所有的電子設(shè)備都要用到直流穩(wěn)壓電源。不同的電子設(shè)備，要求的電壓值、電流值也有所不同。所以將常用的符合規(guī)格的直流供電模塊集成到一個(gè)供電電源上是具有廣

5、泛的應(yīng)用價(jià)值的。常見的電源模塊有+5V，±12V，+24v等。直流穩(wěn)壓電源的類型繁多。但幾乎都是將市電網(wǎng)交流電作為輸入電源。再經(jīng)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成所需參數(shù)的直流電。2、目前生產(chǎn)的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源種類很多，可以從不同的角度分類：（1）按穩(wěn)定方式分，有參數(shù)型穩(wěn)壓器和反饋調(diào)整型穩(wěn)壓器。參數(shù)型穩(wěn)壓器電路簡單，主要是利用電子組件的非線性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。（2）按調(diào)整元件和負(fù)載連接方式分，有并聯(lián)式穩(wěn)壓器和串聯(lián)式穩(wěn)壓器。調(diào)整元件與負(fù)載并聯(lián)的稱為并聯(lián)式穩(wěn)壓器，調(diào)整元件與負(fù)載串聯(lián)的稱為串聯(lián)式穩(wěn)壓器。（3）按作用器件分，有電子管

6、穩(wěn)壓器、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓器、晶體管穩(wěn)壓器、可控硅穩(wěn)壓器等。（4）按調(diào)整器件的工作狀態(tài)分，有線性穩(wěn)壓器和開關(guān)穩(wěn)壓器。調(diào)整器件工作在線性放大狀態(tài)的為線性穩(wěn)壓器，調(diào)整器件工作在開關(guān)狀態(tài)的稱為串聯(lián)式穩(wěn)壓器。（5）按電路的主要部分是集成電路還是分立元件分，有集成線性穩(wěn)壓器、集成開關(guān)穩(wěn)壓器和分立元器件組成的穩(wěn)壓器。1.2可調(diào)直流穩(wěn)壓電源技術(shù)發(fā)展趨勢隨著科技的發(fā)展，電氣、電子設(shè)備已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于日常、科研、學(xué)習(xí)等各個(gè)方面。電源作為電氣、電子設(shè)備必不可少的能源供應(yīng)部件，需求日益增加，而且對(duì)電源的功能、穩(wěn)定性等各項(xiàng)指標(biāo)也

7、提出了更高的要求。對(duì)電源的研究和開發(fā)已經(jīng)成為新技術(shù)、新設(shè)備開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，在推動(dòng)科技發(fā)展中起著重要作用。37可調(diào)直流穩(wěn)壓電源由于具有效率高、體積小、重量輕的特點(diǎn)，近年來獲得了飛速發(fā)展。可調(diào)直流穩(wěn)壓電源高頻化是其發(fā)展的方向，高頻化使開關(guān)電源小型化，并使可調(diào)直流穩(wěn)壓電源進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。近幾年隨著科技的發(fā)展，直流穩(wěn)壓電源的工作頻率由原來的幾十千赫發(fā)展到現(xiàn)在的幾百千，但是和西方的發(fā)達(dá)國家還是有一定的差距；以美國為首的幾個(gè)發(fā)達(dá)國家在這方面

8、的研究已經(jīng)轉(zhuǎn)向高頻下電源的拓?fù)淅碚?、工作原理、建模分析等等方面技術(shù)領(lǐng)先；因此，直流穩(wěn)壓電源的研制及應(yīng)用在此方面與之也存在很大的差距?？烧{(diào)直流穩(wěn)壓電源已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也有應(yīng)用，例如農(nóng)業(yè)環(huán)境靜電除塵，靜電噴霧殺蟲，農(nóng)業(yè)物料靜電噴漆包裹，農(nóng)產(chǎn)品加工中的靜電植絨、農(nóng)業(yè)生物靜電效應(yīng)研究、靜電殺菌、農(nóng)業(yè)種子靜電處理等等。隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，農(nóng)業(yè)科學(xué)研究和農(nóng)業(yè)工程應(yīng)用實(shí)踐隊(duì)高壓靜電電源的需求逐年增多，對(duì)其精度、性能、價(jià)格、品種、類型、體積、智能化操作等方面都提出了許多