目 录
绪论 ...................................................................................................... 2 第一章 小功率整流滤波电路 .......................................................... 3
1.1 单相整流电路 ....................................................................... 3 1.2 滤波电路 ............................................................................... 5 1.3 稳压电路 ............................................................................ 10 第2章 直流稳压电源的技术指标 .............................................. 11
2.1、直流稳压电源的特性指标 .............................................. 11 2.2 稳压电源质量指标 ............................................................ 11 2.3稳压电路的种类 ................................................................. 12 第3章 稳压电路保护 ..................................................................... 13 第4章 直流稳压电源的分类 ...................................................... 14
4.1 电路拓扑结构选择 ............................................................ 14 4.2控制方式的选择 ................................................................. 14 第5章 电源的主电路 ..................................................................... 15 第 6章 纹波的抑制 ...................................................................... 16
6.1.电源纹波产生途径： ......................................................... 16 6.2、本文采取的措施 .............................................................. 16 结束语 ................................................................................................ 17 致谢词 ................................................................................................ 18 参考文献 ............................................................................................ 19
绪论
当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。
一般直流稳压电源由如下部分组成:
整流电路是将工频交流电转换为脉动直流电。
滤波电路将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。
稳压电路采用负反馈技术，对整流后的直流电压进一步进行稳定。
直流稳压电源的方框图如图1.1所示。
图1-1 整流滤波方框图
第一章 小功率整流滤波电路
1.1 单相整流电路
整流电路的任务：把交流电压转变为脉动的直流电压。常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、桥式和倍压整流等。
为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
1 . 单相半波整流电路
v2 >0 时，二极管导通。
v2<0时，二极管截止,输出电流为0
(1) 输出电压波形：
(2) 二极管上的平均电流：ID = IL (3) 二极管上承受的最高电压：(4) 输出电压平均值（VL） 2. 单相全波整流电路
(1) 输出电压波形：
(2) 二极管上的平均电流：(3) 二极管上承受的最高电压：(4) 输出电压平均值：VL= 0.9V2 3. 单相桥式整流电路 (1)工作原理 v2 > 0时: vL= v2
v2 < 0时: vL= -v2
1.2 滤波电路
通常用脉动系数Ｓ来表示输出电压脉动的程度
S定义：整流输出电压的最低次谐波分量的峰值 VL1m与直流分量VL之比。
滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或电感与负载RL串联。
原理：利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。 几种滤波电路
（a）电容滤波电路
（b）电感电容滤波电路（倒L型） （c） 型滤波电路
1. 电容滤波电路 （1）滤波原理
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。
1. RL未接入时 (忽略整流电路内阻) v2正半周：D1、D3导通→向C充电
v2负半周：D2、D4导通→向C充电 （恒定）
2. RL接入时的情况（设v2从0开始上升时接入）
开始v2<vC，二极管截止，电容C通过RL放电，vC按指数规律下降。
当v2>vC时，二极管D1、D3导通，向电容C充电，同时也给RL提供电流，vC随v2上升而上升。
只有电压v2大于vC时，二极管导通，才有充电电流iD ，因此流过二极管的瞬时电流很大。
可见，采用电容滤波时，整流管的导通角θ<π。
（2）电容滤波电路的特点
① 输出电压 VL平均值升高，且与时间常数 RLC 有关 RLC 愈大 电容器放电愈慢 VL(平均值)愈大 一般取
(T:电源电压的周期)
近似估算: VL ≈ 1.2V2 半波整流
电容滤波: VL ≈V2
怎样选电容：C≥(3~5)T/2RL ， 耐压≥(1.5~2)V2
②二极管的导电角 < ，流过二极管瞬时电流很大 故选管时，要留有足够的电流裕度，一般取
③ 输出特性(外特性)较软
直流电压 VL 随负载电流增加而减少，带负载能力差。 如: RL 愈小( IL 越大), Vo下降多, S 增大。
结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合。 2.电感滤波
电路结构: 在整流电路与负载间串入一电感L就构成了电感滤波电路。
滤波原理
对直流分量: XL=0 相当于短路,电压大部分降在RL上。
对谐波分量: f 越高，XL 越大,电压大部分降在XL上。 因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。
当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：VL = 0.9V2
1.3 稳压电路
1.3.1 三端集成稳压器
随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器 集成稳压器的分类
注：型号后 两位数字代表输出电压值 输出电压额定电压值有:
5V、6V、9V、12V 、15V、18V、24V
输出电压固定的三端集成稳压器（正电压 78、负电压 79 ） 1.3.2三端集成稳压器的应用 一、固定电压输出电路
输出为固定正压时的接法如图所示。
注意：输入与输出端之间的电压不得低于2V！ 正常时输入、输出电压差为2~3V。
C1、C2用来实现频率补偿，防止稳压器产生高频自激和抑制电路引入的高频干扰。
C3是电解电容，用来减小稳压电源输出端由输入电源引入的低频干扰。
D是保护二极管。当输入端短路时，给输出电容器C3一个放电通路，防止C3两端的电压对调整管造成损坏。
第2章 直流稳压电源的技术指标
稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，如输出电压、输出电流及电压调节范围；另一类是质量指标，反映一个稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。
2.1、直流稳压电源的特性指标
(1)最大输出电流
它取决于主调整管的最大允许工作电流和变压器的容量以及二极管的最大整流电流等。
(2)输出电压和电压调节范围 这可按照使用对象的要求来确定。对于需要库定电源的设备，其稳压电源的调节范围最好小一些，电压值一旦调好后不再改变。对于输出电压可调电源，其输出范围大都从零伏起调，通常要求调压范围宽些，且连续可调。
(3)保护特性
在直流稳压电源中，当负载电流过载或短路时，调整管会损坏。因此，必须采用快速响应的过流保护电路。此外，当稳压电流出现故障时，输出会出现电压过高的现象，这就会对负载产生危害。因此，还要求有过电压保护电路。
(4)效率
稳压电源是个换能器，因此，也有能量转换效率的问题。提高效率主要是降低调整管的功耗。
2.2 稳压电源质量指标
输出电压
输出电压变化量
输入调整因数
电压调整率
稳压系数输出电阻温度系数
2.3稳压电路的种类
稳压电路的稳压过程
1、当电源电压发生变化（负载不变）时：
2、当负载发生变化（电源电压不变）时：
稳压管的电流调节作用是这种稳压电路能够稳压的关键。R起着电压调整作用和限流保护作用。
第3章 稳压电路保护
稳压电源的内阻很小，如果输出端短路，则输出短路电流很大。同时输入电压将全部降落在调整管上，使调整管的功耗大大增加，调整管将因过损耗发热而损坏，为此必须对稳压电源的短路进行保护。过载也会造成损坏。 保护的方法
反馈保护型
截流型 限流型
PN结温度传感器
1) 截流型
当发生短路时，通过保护电路使调整管截止，从而限制了短路电流，使之接近为零。截流特性见图。
图3.1 截流特性
2)限流型
是当发生短路时，通过电路中取样电阻的反馈作用，输出电流得以限制。限流特性见图
图3.2 限流特性
第4章 直流稳压电源的分类
按稳定对象分有交流稳压电源和直流稳压电源。是交流还是直流要看稳压电源的输出电压是交流还是直流。
按稳定方式分，有参数稳压电源和反馈调整稳压电源。 按稳压电源的调整元件与负载的联接方式来分类，可以分为并联稳压电源和串联稳压电源两种。调整元件与负载并联的叫并联稳压电源或分流稳压电源。调整元件与负载串联的稳压电源叫做串联稳压电源。
按调整元件分，有辉光放电管稳压电源，稳压管稳压电源，电子管稳压电源，晶体管稳压电源，可控硅稳压电源等。
按调整元件的工作状态分，有线性稳压电源和开关稳压电源。 根据需要，还可以有其他分类方法，例如集成电极输出型、发射极输出型，高压、低压，通用、专用等。
4.1 电路拓扑结构选择
电路拓扑结构有推挽型、全桥、半桥等。
4.2控制方式的选择
控制方式有三种：
(1)脉冲宽度调制型(PWM )：开关周期恒定，调节导通脉冲的宽度；
(2)脉冲频率调制型(PFM)：导通脉冲宽度恒定，调节开关工作频率；
(3)混合调制型：把PWM和PFM结合在一起。 控制系统采用单片机为核心的控制系统，
第5章 电源的主电路
图5.1 电源主电路
由图可见，电源主电路遵循一般逆变的AC-DC-AC-DC形式。栅极驱动电路以脉冲方式激励而交替地通断，将直流电压变换成20kHz的中频交变电压，中频变压器同时将大约220V电压降为24V左右的电压，然后经输出整流器整流滤波，输出直流电压。
第 6章 纹波的抑制
6.1.电源纹波产生途径：
(1)低频纹波 (2)高频纹波
(3)闭环调节器引起的纹波
6.2、本文采取的措施
在抑制低频纹波采取下图所示的低频滤波器，该方法是在高频开关整流电压与输出之间串入某一形式的滤波器同时滤去高频开关逆变造成的因PWM调节引起的差模纹波和整流后的低频纹波。图中L与C1或L与C2的取值要合理选用。一般L与C1或L与C2的取值应按f0 1/LC1。式中的f0为开关电源逆变器的逆变频率。
图6.1 低频滤波器电路图
在抑制高频纹波本文采取的是合理布线的方法。
