一款多輸出直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)

摘 要：：本文提出了一種多種電壓輸出的線性直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)。該直流供電電源設(shè)計(jì)以固定式和可調(diào)式集成穩(wěn)壓器件為核心，可以提供6個(gè)固定的直流電壓和一個(gè)連續(xù)可調(diào)的直流電壓輸出。經(jīng)具體設(shè)計(jì)和實(shí)際測試，充分證明了該電源性能好、工作可靠，可廣泛適用于各種電子類研究及實(shí)驗(yàn)室，實(shí)用性強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：直流穩(wěn)壓電源；設(shè)計(jì)；固定；可調(diào)

中圖分類號：TM92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2015） 02-0000-01

在電子線路的相關(guān)應(yīng)用中，電源是其必不可少的部分，電源系統(tǒng)質(zhì)量的優(yōu)劣和性能的可靠性直接決定著整個(gè)電子設(shè)備的質(zhì)量。而當(dāng)今的大多數(shù)電子設(shè)備中，幾乎都必須用到直流穩(wěn)壓電源來使其正常工作。直流穩(wěn)壓電源在各種電子設(shè)備中有著極其重要的地位， 它的性能良好與否直接影響到電子產(chǎn)品的精度、穩(wěn)定性和可靠性。

一、直流穩(wěn)壓電源的基本原理

直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成。一般由電源變壓器、整流電路、濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖如圖1所示。

（1）電源變壓器：將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)檎麟娐匪璧慕涣麟妷簎2，同時(shí)電源變壓器還起到與電網(wǎng)電壓完全隔離的作用。本次設(shè)計(jì)采用的是220V/24V變壓器；（2）整流電路：利用二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⒔涣麟妷簎2變換為單向脈動的直流電壓U3；（3）濾波電路：利用電感電容等儲能元件，盡可能地將單向脈動電壓中的脈動成分濾掉，使之輸出較為平滑的直流電壓U4。本次設(shè)計(jì)中采用電容濾波；④穩(wěn)壓電路：在電網(wǎng)電壓及負(fù)載發(fā)生波動時(shí)，保持直流輸出電壓的穩(wěn)定。本設(shè)計(jì)采用6個(gè)三端固定式集成穩(wěn)壓器和一個(gè)三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器，得到6個(gè)固定直流電壓和一個(gè)可調(diào)直流電壓輸出。

二、多輸出直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)

根據(jù)直流穩(wěn)壓電源的原理，設(shè)計(jì)一款多種穩(wěn)定電壓輸出和一種可調(diào)電壓輸出的直流穩(wěn)壓電源電路。為了有足夠的輸出電流用了220V/24V/20W變壓器，用了四個(gè)1N4007構(gòu)成橋式整流，在整流后加有2200uF/63V電解電容和104的瓷片電容對電源進(jìn)行濾波，濾波后分別用了LM7805、LM7809、LM7812、LM7815、LM7818、LM7824和1.25-30V可調(diào)穩(wěn)壓芯片LM317構(gòu)成了多路輸出和精確輸出端口，使使用者用起來更加方便。

電路如圖2所示，集成穩(wěn)壓器均由同一電源供電，供電電壓相同，相當(dāng)于各集成穩(wěn)壓器并聯(lián)在一起。并聯(lián)使用后各級的輸入電壓一樣，我們用的是24V變壓器，78系列穩(wěn)壓管的輸入極限電壓為36V，但對于7805、7809來說電壓有些偏高芯片發(fā)熱比較大，為了減小輸入電壓，可在輸入級串聯(lián)二極管來降壓（可用1N4007、4148等）。要注意的是一定要選用大電流78系列穩(wěn)壓管，如果要輸出更大電流，可將穩(wěn)壓管并聯(lián)使用，這里要求各管的品牌、系列、批次要一致。

三、電路設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）此電路共有6個(gè)固定電壓輸出，一個(gè)可調(diào)穩(wěn)壓電源輸出，可以適應(yīng)多種場合電源電路的需要，使用方便；（2）在LM317上添加了數(shù)字直流電壓表，使可調(diào)電源端可以一目了然的知道當(dāng)前的電壓值；（3）在5V輸出端接一旁電路（手機(jī)充電5V模塊）給維修手機(jī)等設(shè)備提供可靠的電源；（5111111）為了不讓穩(wěn)壓管過于發(fā)燙增大功耗，在原有散熱片上加有一個(gè)18V的靜音風(fēng)扇給穩(wěn)壓管散熱，良好的散熱體系讓電路時(shí)刻工作在穩(wěn)定的環(huán)境中；⑤在220V的電源輸入端添加了250V/2A的保險(xiǎn)管，增加了電源的安全性、可靠性。

四、多輸出直流穩(wěn)壓電源電路制作與調(diào)試過程

多輸出直流穩(wěn)壓電源電路的最終確定是經(jīng)過反復(fù)調(diào)試與修改才完成的，最初設(shè)計(jì)是所有集成穩(wěn)壓器串聯(lián)，該設(shè)計(jì)制作成后有發(fā)現(xiàn)7812、7809、7805劇烈發(fā)熱，且無輸出，經(jīng)檢查，電路無短路無虛焊，焊接無誤。經(jīng)分析可能是如下原因?qū)е潞蠹壊荒苷９ぷ鳎阂皇怯捎诩夐g串連工作，各級間相互串?dāng)_，各模塊不能獨(dú)立工作；二是高頻信號容易引起自激振蕩，穩(wěn)壓管不能穩(wěn)定工作。且發(fā)熱嚴(yán)重。基于上述兩個(gè)問題作了如下改進(jìn)：①將每級用高速二極管隔離（如MUR460），既能使信號順利流過下一級，又能保證各模塊獨(dú)立工作，不受前后干擾；②在每級78穩(wěn)壓管的輸入引腳對地并接105高頻瓷介電容（即1UF）消除高頻干擾消除高頻自激。改進(jìn)后原故障消除，各級均能正常輸出，穩(wěn)壓管發(fā)熱正常，帶上負(fù)載可正常使用。實(shí)踐證明改進(jìn)后的方案是最佳方案而且是可行的。

五、調(diào)試結(jié)果

按照電路原理圖連接，經(jīng)過反復(fù)調(diào)試和檢測，調(diào)試結(jié)果與設(shè)計(jì)要求相符。表明所設(shè)計(jì)的直流穩(wěn)壓電源電路完全滿足設(shè)計(jì)要求，電源電路性能好，工作可靠，廣泛適用于各種電子類研究及實(shí)驗(yàn)室，實(shí)用性強(qiáng)。

六、結(jié)束語

本文基于直流穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)與工作原理，以固定式和可調(diào)式集成穩(wěn)壓器為核心，完成了對直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)固定電壓輸出和一個(gè)可調(diào)電壓輸出的目的。通過具體設(shè)計(jì)及實(shí)際測試，電源性能好，工作可靠，充分證明了該電路的通用性和實(shí)用性，可滿足各種電子類研究及實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用場合。

參考文獻(xiàn)

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