畢業(yè)設(shè)計(jì)10-直流穩(wěn)壓電源-

PAGEPAGE253目錄一前言二串聯(lián)穩(wěn)壓的原理、整體電路介紹三整流、濾波原理四元器件簡介1、半導(dǎo)體二極管2、半導(dǎo)體三極管3、集成運(yùn)算擴(kuò)大器的特點(diǎn)4、CC7107芯片5．變壓器的基本知識(shí)五0~30V/2A串聯(lián)穩(wěn)壓電源制定1、串聯(lián)穩(wěn)壓電源原理圖2、計(jì)算選型整流管選型計(jì)算電容器選型計(jì)算變壓器選型及制作要求運(yùn)算比較擴(kuò)大的實(shí)現(xiàn)大功率調(diào)整管制定選型其他元器件選型3、運(yùn)放電源、顯示表頭電源、高穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓制定4、輸出電壓電流數(shù)字指示的實(shí)現(xiàn)5、穩(wěn)壓源的功能作用六直流數(shù)顯穩(wěn)壓電源技術(shù)指標(biāo)七謝詞八參照文獻(xiàn)一、前言現(xiàn)在的電子設(shè)備一般都需要直流電源供電，而這些直流電除了少數(shù)直接利用干電池和直流發(fā)電機(jī)外，大多數(shù)是采納把交流電〔市電〕轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷闹绷鞣€(wěn)壓電源。而且這種狀況越來越常見，應(yīng)用也越來越廣泛。特別是這些電子設(shè)備上運(yùn)用的直流電都是低壓電，而且在同一設(shè)備上直流電要求的大小也是不一樣的。針對(duì)這種狀況，本次制定的就是0~30V三檔連續(xù)可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源。此電源的特點(diǎn)就是在0~30v的電壓范圍內(nèi)，電壓連續(xù)可調(diào)，這樣應(yīng)用的范圍就會(huì)非常廣泛。不僅可以用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)的許多電子設(shè)備，而且也可以應(yīng)用于學(xué)習(xí)生活中的許多地方。這款直流穩(wěn)壓電源在制定時(shí)合計(jì)到它的安全性及穩(wěn)定性，而且使用方便，是一款非常適用的直流穩(wěn)壓電源。當(dāng)然，在這次制定中由于時(shí)間和能力的關(guān)系，其中不免有些不夠的地方，希望大家能夠批評(píng)指正！二串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成。電網(wǎng)供給的交流電壓u1〔220V，50Hz〕經(jīng)電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓u2，然后由整流電路變幻成方向不變、大小隨時(shí)間變化的脈動(dòng)電壓u3，再用濾波器濾去其交流分量，就可得到比較平直的直流電壓u1。但這樣的直流輸出電壓，還會(huì)隨交流電網(wǎng)電壓的波動(dòng)或負(fù)載的變化而變化。在對(duì)直流供電要求較高的場合，還需要使用穩(wěn)壓電路，以確保輸出直流電壓更加穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源其整流部分為單相橋式整流，電容濾波電路。穩(wěn)壓部分為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，它由調(diào)整元件；比較擴(kuò)大器；取樣電路；基準(zhǔn)電壓和過流保護(hù)電路晶體管及電阻等組成。整個(gè)穩(wěn)壓電路是一個(gè)具有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，其穩(wěn)壓過程為：當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)引起輸出直流電壓發(fā)生變化時(shí)，取樣電路取出輸出電壓的一部分送入比較擴(kuò)大器，并與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生的誤差信號(hào)經(jīng)晶體管擴(kuò)大后送至調(diào)整管的基極，使調(diào)整管改變其管壓降，以補(bǔ)償輸出電壓的變化，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。由于在穩(wěn)壓電路中，調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)，因此流過它的電流與負(fù)載電流一樣大。當(dāng)輸出電流過大或發(fā)生短路時(shí)，調(diào)整管會(huì)因電流過大或電壓過高而損壞，所以需要對(duì)調(diào)整管加以保護(hù)。穩(wěn)壓電源的主要性能指標(biāo)：輸出電壓U0和輸出電壓調(diào)節(jié)范圍最大負(fù)載電流輸出電阻R0輸出電阻R0定義為：當(dāng)輸入電壓U1〔指穩(wěn)定電路輸入電壓〕堅(jiān)持不變，由于負(fù)載變化而引起的輸出電壓變化量之比，即：R0=△U0/△I0｜U1=常數(shù)穩(wěn)壓系數(shù)S〔電壓調(diào)整率〕穩(wěn)壓系數(shù)定義為：當(dāng)負(fù)載堅(jiān)持不變，輸出電壓相對(duì)變化量與輸入電壓相對(duì)變化量之比，即：S=U1△U0/U0△U1|RL=常數(shù)由于工程上常把電網(wǎng)電壓波動(dòng)±10%做為極限條件，因此也有將此時(shí)輸出電壓的相對(duì)變化△U0/U0做為衡量指標(biāo)，稱為電壓調(diào)整率。紋波電壓輸出波紋電壓是指在額定負(fù)載條件下，輸出電壓中所含交流分量的有效值〔或峰值〕。整體電路介紹：整個(gè)電路由整流濾波環(huán)節(jié)、分壓電路、輸出取樣電路、反饋擴(kuò)大電路、串聯(lián)穩(wěn)壓電路、基準(zhǔn)電壓電路構(gòu)成。電路工作狀況是這樣的：交流電經(jīng)變壓器經(jīng)整流濾波環(huán)節(jié)得直流電，直流電壓經(jīng)過分壓，輸出所需的〔10V-20V-30V〕電壓。但有時(shí)因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓波動(dòng)和外部負(fù)載變化等干擾，導(dǎo)致輸出電壓不理想，因此將輸出電壓和基準(zhǔn)電壓通過比較，再經(jīng)過反饋擴(kuò)大電路、串聯(lián)穩(wěn)壓電路，最終得到所需電壓。三整流、濾波原理單相橋式整流電路：單相橋式整流電路是由四個(gè)二極管接成電橋的形式構(gòu)成的，如圖1-1所示，我們先來分析它的工作狀況。圖1-1單相橋式整流電路在變壓器副邊電壓u的正半周時(shí)，其極性為上正下負(fù)〔圖1-1〕，即a電位高于b點(diǎn)，二極管D1和D3導(dǎo)通，D2和D4截止，電流i1的通路是a~D1~R2~D3~b。這時(shí)，負(fù)載電阻R=12\*ALPHABETICL上得到一個(gè)半波電壓。在電壓u的負(fù)半周時(shí)，變壓器副邊的極性為上負(fù)下正，即b點(diǎn)的電位高于a點(diǎn)。因此，D1和D3截止，D2和D4導(dǎo)通，電流i2的通路是b→D2→RL→D4→a。同樣，在負(fù)載電阻上得到一個(gè)半波電壓。電容濾波器：圖：接有電容濾波器的單相半波整流電路圖中與負(fù)載并聯(lián)的電容器就是一個(gè)簡單的濾波器。電容濾波器是依據(jù)電容器的端電壓在電路狀態(tài)改變時(shí)不能躍變的道理制成的。下面分析電容濾波器的工作狀況。從圖中可以看出，在二極管導(dǎo)通時(shí)，一方面供電給負(fù)載，同時(shí)對(duì)電容器C充電。在忽略二極管正向壓降的狀況下，充電電壓Uc與上升的正弦電壓U一致。電源電壓U達(dá)到最大值，Uc也達(dá)到最大值。而后U和Uc都開始下降，U按正弦規(guī)律下降，當(dāng)U<Uc時(shí)，二極管承受反向電壓而截止，電容器對(duì)負(fù)載電阻RL放電，負(fù)載中仍有電流，而Uc按電容放電曲線下降。在U的下一個(gè)正半周內(nèi)，當(dāng)U>Uc時(shí)，二極管再行導(dǎo)通，電容器再被充電，重復(fù)上述過程。電容器兩端電壓Uc即為輸出電壓Uo，其輸出電壓的脈動(dòng)與沒有電容器濾波想比較大為減小，并且電壓較高。在空載〔RL=∞〕和忽略二極管正向壓降的狀況下，Uo=采納電容濾波時(shí)，輸出電壓的脈動(dòng)程度與電容器的放電時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)系。RLC大一些，脈動(dòng)就小一些。為了得到比較平直的輸出電壓，一般要求RL≥〔10~15〕1/ωc，即RLC≥〔3~5〕T/2。式中T是電源交流電壓的周期。此外，由于二極管的導(dǎo)通時(shí)間短〔導(dǎo)通角小于180°〕，但在一個(gè)周期內(nèi)電容器的充電電荷等于放電電荷，即通過電容器的電流平均值為零，可見在二極管導(dǎo)通期間其電流iD的平均近似等于負(fù)載電流的平均值Io，因此iD的峰值必定較大，產(chǎn)生電流沖擊，容易使管子損壞，因而在選擇二極管時(shí)要合計(jì)到這點(diǎn)?？傊娙轂V波電路簡單，輸出電壓Uo較高，脈動(dòng)也較??；但是外特性較差，且有電流沖擊。因此，電容濾波器一般用于要求輸出電壓較高，負(fù)載電流較小并且變化也較小的場合。通常都采納極性電容器。四元器件簡介1．半導(dǎo)體二極管：將PN結(jié)加上相應(yīng)的引線和管殼，就成為半導(dǎo)體二極管。按結(jié)構(gòu)分，二極管有點(diǎn)接觸型和面接觸型兩類。二極管既然是一個(gè)PN結(jié)，它當(dāng)然具有單向?qū)щ娦裕?dāng) 外加正向電壓很低時(shí)，由于外電場還不能克服PN結(jié)內(nèi)電場對(duì)多載流子〔除少量能量較大者外〕擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的阻力，故正向電流很小，幾乎為零。當(dāng)正向電壓超過一定數(shù)值后，內(nèi)電場大大削弱，電流增長很快。這個(gè)一定數(shù)值的正向電壓稱為死區(qū)電壓，通常硅管的死區(qū)電壓為0.5V，鍺管約為0.1V。導(dǎo)通時(shí)的正向壓降，硅管約為0.6~0.8V，鍺管約為0.2~0.3V。在二極管上加反向電壓時(shí)，由于少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)，形成很小的反向電流。反向電流有兩個(gè)特點(diǎn)：一是它隨溫度的上升增長很快；一是在反向電壓不超過某一范圍時(shí)，反向電流的大小基本恒定。而與反向電壓的凹凸無關(guān)。故通常稱它為反向飽和電流。而當(dāng)外加反向電壓過高時(shí)，反向電流將突然增大 ，二極管失去單向?qū)щ娦?，這種現(xiàn)象稱為擊穿。二極管被擊穿后，一般不能恢復(fù)原來的性能，便失效了。二極管的主要參數(shù)：最大整流電流最大整流電流是指二極管長時(shí)間使用時(shí)，同意通過二極管的最大正向平均電流。點(diǎn)接觸型的二極管的最大整流電流在幾十毫安以下。面接觸型二極管的最大整流電流較大。2、反向工作峰值電壓它是確保二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是反向擊穿電壓的一半或三分之二。反向峰值電流它是指在二極管上加反向工作峰值電壓時(shí)的反向電流值。穩(wěn)壓管：穩(wěn)壓管是一種特別的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管。由于它在電路中與適當(dāng)數(shù)值的電阻配合后能起穩(wěn)定電壓的作用，故稱為穩(wěn)壓管。穩(wěn)壓管工作于反向擊穿區(qū)。反向電壓在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，反向電流很小。當(dāng)反向電壓增高到擊穿電壓時(shí)，反向電流突然劇增，穩(wěn)壓管反向擊穿。此后，電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端的電壓變化很小。利用這一特性，穩(wěn)壓管在電路中能起穩(wěn)壓作用。穩(wěn)壓管與一般二極管不一樣，它的反向擊穿是可逆的。當(dāng)去掉反向電壓之后，穩(wěn)壓管又恢復(fù)正常。但是，如果反向電流超過同意范圍，穩(wěn)壓管將會(huì)發(fā)生熱擊穿而損壞。2．半導(dǎo)體三極管：半導(dǎo)體三極管〔簡稱晶體管〕是最重要的一種半導(dǎo)體器件。晶體管的結(jié)構(gòu)，目前最常見的有平面型和合金型兩類。硅管只要是平面型，鍺管都是合金型。不管平面型或合金型，都分有NPN或PNP三層，因此又把晶體管分為NPN型和PNP型兩類。每一類都分成基區(qū)、發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，分別引出基極B、發(fā)射極E和集電極C。每一類都有兩個(gè)PN結(jié)。基區(qū)和發(fā)射區(qū)之間的結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，基區(qū)和集電區(qū)之間的結(jié)稱為集電結(jié)。通常把晶體管的輸出特性曲線分為三個(gè)工作區(qū)：擴(kuò)大區(qū)輸出特性曲線的近于水平部分是擴(kuò)大區(qū)。在擴(kuò)大區(qū)，Ic=IB。擴(kuò)大區(qū)也稱為線性區(qū)，因?yàn)镮c和IB成正比關(guān)系。當(dāng)晶體管工作于擴(kuò)大狀態(tài)時(shí)，發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，即對(duì)NPN型管而言，應(yīng)使UBE＞0，UBC＜0。〔2〕截止區(qū)IB=0的曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。IB=0時(shí)，Ic=ICEO。對(duì)NPN型硅管而言，當(dāng)UBE＜0.5V時(shí)，即已開始截止，但是為了截止可靠，常使UBE≤0。截止時(shí)集電結(jié)也處于反向偏置。〔3〕飽和區(qū)當(dāng)UCE＜UBE時(shí)，集電結(jié)處于正向偏置，晶體管工作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，IB的變化對(duì)Ic的影響較小，兩者不成正比，擴(kuò)大區(qū)的不能適用于飽和區(qū)。飽和時(shí)，發(fā)射結(jié)也處于正向偏置。三極管的主要參數(shù)：電流擴(kuò)大系數(shù)當(dāng)晶體管工作在動(dòng)態(tài)〔有輸入信號(hào)〕時(shí)，基極電流的變化量為△IB，它引起集電極電流的變化量為△Ic?！鱅c與△IB的比值稱為動(dòng)態(tài)電流〔交流〕擴(kuò)大系數(shù)=△Ic/△IB集-基極反向截止電流ICBOICBO是當(dāng)發(fā)射極開路時(shí)由于集電結(jié)處于反向偏置，集電區(qū)和基區(qū)中的少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)所形成的電流。集-射極反向截止電流ICEOICEO是當(dāng)IB=0〔將基極開路〕、集電結(jié)處于反向偏置和發(fā)射結(jié)處于正向偏置時(shí)的集電極電流。又因?yàn)樗孟笫菑募姌O直接穿透晶體管而達(dá)到發(fā)射極的，所以又稱為穿透電流。集電極最大同意電流ICM集電極電流Ic超過一定值時(shí)，晶體管的值要下降，當(dāng)值下降到正常數(shù)值的三分之二時(shí)的集電極電流，稱為集電極最大同意電流ICM。集電極最大同意耗散功率PCM由于集電極電流在流經(jīng)集電結(jié)時(shí)將產(chǎn)生熱量，使結(jié)溫聲高，從而會(huì)引起晶體管參數(shù)變化。當(dāng)晶體管因受熱而引起參數(shù)變化不超過同意值時(shí)，集電極所消耗的最大功率，稱為集電極最大同意耗散功率PCM。3．集成運(yùn)算擴(kuò)大器的特點(diǎn)：集成運(yùn)算擴(kuò)大器的一些特點(diǎn)與其制造工藝式緊密相關(guān)的，主要有以下幾點(diǎn)：一、在集成電路工藝中還難于制造電感元件；制造容量大于200pF的電容與比較困難，而且性能很不穩(wěn)定，所以集成電路中要盡量避免使用電容器。而運(yùn)算擴(kuò)大電路各級(jí)之間都采納直接耦合，基本上不采納電容元件，因此合適于集成化的要求。必需使用電容器的場合，也大多采納外接的辦法。二、運(yùn)算擴(kuò)大器的輸入級(jí)都采納差動(dòng)擴(kuò)大電路，它要求兩管的性能應(yīng)該相同。而集成電路中的各個(gè)晶體管是通過同一工藝過程制作在同一硅片上的，容易獲得特性相近的差動(dòng)對(duì)管。又由于管子在同一硅片上，溫度性能基本上堅(jiān)持一致，因此，容易制成溫度漂移很小的運(yùn)算擴(kuò)大器。三、在集成電路中，比較合適的阻值大致為100Ω~30kΩ。制作高阻值的電阻成本高，占用面積大，且阻值偏差大〔10%~20%〕。因此，在集成運(yùn)算擴(kuò)大器中往往用晶體管恒流源代替電阻。必需用直流高阻值電阻時(shí)，也常采納外接方式。集成電路中的二極管都采納晶體管構(gòu)成，把發(fā)射極、基極、集電極三者適當(dāng)組配使用。4．CC7107A/D轉(zhuǎn)換器組成的3?位直流數(shù)字電壓表：CC7107型A/D轉(zhuǎn)換器是把模擬電路與數(shù)字電路集成在一塊芯片上的大規(guī)模的CMOS集成電路，它具有功耗低、輸入阻抗高、躁聲低，能直接驅(qū)動(dòng)共陽極LED顯示器，不需另加驅(qū)動(dòng)器件，使轉(zhuǎn)換電路簡化等特點(diǎn)。附圖1是它的引腳排列及功能，各引出端功能見附表2-1。附圖1附表2-1端名功能V+和V-電源的正極和負(fù)極aU~gU個(gè)位、十位、百位筆畫的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，依次接至個(gè)位、十位、百位數(shù)碼管的相應(yīng)筆畫電極aT~gTaH~gHAbk千位筆畫驅(qū)動(dòng)信號(hào)，接千位數(shù)碼管的a、b兩個(gè)筆畫電極PM負(fù)極性指示的輸出端，接千位數(shù)碼管的g段。PM為低電位時(shí)顯示負(fù)號(hào)INT積分器輸出端，接積分電容BUF緩沖擴(kuò)大器的輸出端，接積分電阻AZ積分器和比較器的反相輸入端，接自動(dòng)調(diào)零電容IN+、IN-模擬量輸入端，分別接輸入信號(hào)的正端與負(fù)端COM模擬信號(hào)公共端，即模擬地C外接基準(zhǔn)電壓端基準(zhǔn)電壓的正端和基準(zhǔn)電壓的負(fù)端TEST測試端。該端經(jīng)500Ω電阻接至邏輯線路的公共地。當(dāng)作“測試指示〞時(shí)，把它與V+短路后，LED全部筆畫點(diǎn)亮，顯示數(shù)-1888OSC~OSC時(shí)鐘振蕩器的引出端，外接阻容元件組成的多諧振蕩器由CC7107組成的3?位直流數(shù)字電壓表外圍元件的作用是：R1、C1為時(shí)鐘振蕩器的RC網(wǎng)絡(luò)。R2、R3是基準(zhǔn)電壓的分壓電路。R2使基準(zhǔn)電壓V=1VR4、C3為輸入端阻容濾波電路，以提升電壓表的抗干擾能力，并能加強(qiáng)它的過載能力。C2、C4分別是基準(zhǔn)電容和自動(dòng)調(diào)零電容。R5、C5分別是積分電阻和積分電容。CC7107的第21腳〔GND〕為邏輯地，第37腳〔TEST〕經(jīng)過芯片內(nèi)部的500Ω電阻與GND接通。芯片本身功耗小于15mW〔不包括LED〕，能直接驅(qū)動(dòng)共陽極的LED顯示器，不需要另加驅(qū)動(dòng)器件，在正常亮度下每個(gè)數(shù)碼管的全亮筆畫電流大約為40~50mA。CC7107沒有專門的小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使用時(shí)可將共陽極數(shù)碼管的公共陽極接V+，小數(shù)點(diǎn)接GND時(shí)點(diǎn)亮，接V+時(shí)熄滅。5．變壓器的基本知識(shí)變壓器幾乎在所有的電子產(chǎn)品中都要用到，它原理簡單但依據(jù)不同的使用場合〔不同的用途〕變壓器的繞制工藝會(huì)有所不同的要求。變壓器的功能主要有：電壓變幻；阻抗變幻；隔離；穩(wěn)壓〔磁飽和變壓器〕等，變壓器常用的鐵心形狀一般有E型和C型鐵心。

一、變壓器的基本原理

當(dāng)一個(gè)正弦交流電壓U1加在初級(jí)線圈兩端時(shí)，導(dǎo)線中就有交變電流I1并產(chǎn)生交變磁通ф1，它沿著鐵心穿過初級(jí)線圈和次級(jí)線圈形成閉合的磁路。在次級(jí)線圈中感應(yīng)出互感電勢U2，同時(shí)ф1也會(huì)在初級(jí)線圈上感應(yīng)出一個(gè)自感電勢E1，E1的方向與所加電壓U1方向相反而幅度相近，從而限制了I1的大小。為了堅(jiān)持磁通ф1的存在就需要有一定的電能消耗，并且變壓器本身也有一定的損耗，無論此時(shí)次級(jí)沒接負(fù)載，初級(jí)線圈中仍有一定的電流，這個(gè)電流我們稱為“空載電流〞。

如果次級(jí)接上負(fù)載，次級(jí)線圈就產(chǎn)生電流I2，并因此而產(chǎn)生磁通ф2，ф2的方向與ф1相反，起了互相抵消的作用，使鐵心中總的磁通量有所減少，從而使初級(jí)自感電壓E1減少，其結(jié)果使I1增大，可見初級(jí)電流與次級(jí)負(fù)載有密切關(guān)系。當(dāng)次級(jí)負(fù)載電流加大時(shí)I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好補(bǔ)充了被ф2所抵消的那部分磁通，以堅(jiān)持鐵心里總磁通量不變。如果不合計(jì)變壓器的損耗，可以認(rèn)為一個(gè)理想的變壓器次級(jí)負(fù)載消耗的功率也就是初級(jí)從電源取得的電功率。變壓器能依據(jù)需要通過改變次級(jí)線圈的圈數(shù)而改變次級(jí)電壓，但是不能改變同意負(fù)載消耗的功率。

二、變壓器的損耗

當(dāng)變壓器的初級(jí)繞組通電后，線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵心流動(dòng)，因?yàn)殍F心本身也是導(dǎo)體，在垂直于磁力線的平面上就會(huì)感應(yīng)電勢，這個(gè)電勢在鐵心的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流，好象一個(gè)旋渦所以稱為“渦流〞。這個(gè)“渦流〞使變壓器的損耗增加，并且使變壓器的鐵心發(fā)熱變壓器的溫升增加。由“渦流〞所產(chǎn)生的損耗我們稱為“鐵損〞。另外要繞制變壓器需要用大量的銅線，這些銅導(dǎo)線存在著電阻，電流流過時(shí)這電阻會(huì)消耗一定的功率，這部分損耗往往變成熱量而消耗，我們稱這種損耗為“銅損〞。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產(chǎn)生的。

由于變壓器存在著鐵損與銅損，所以它的輸出功率永遠(yuǎn)小于輸入功率，為此我們引入了一個(gè)效率的參數(shù)來對(duì)此進(jìn)行描述，η=輸出功率/輸入功率。

三、變壓器的材料

要繞制一個(gè)變壓器我們必需對(duì)與變壓器有關(guān)的材料要有一定的熟悉，為此這里我就介紹一下這方面的知識(shí)。

1、鐵心材料：

變壓器使用的鐵心材料主要有鐵片、低硅片，高硅片，的鋼片中加入硅能降低鋼片的導(dǎo)電性，增加電阻率，它可減少渦流，使其損耗減少。我們通常稱為加了硅的鋼片為硅鋼片，變壓器的質(zhì)量所用的硅鋼片的質(zhì)量有很大的關(guān)系，硅鋼片的質(zhì)量通常用磁通密度B來表示，一般黑鐵片的B值為6000-8000、低硅片為9000-11000，高硅片為12000-16000，

2、繞制變壓器通常用的材料有

漆包線，沙包線，絲包線，最常用的漆包線。關(guān)于導(dǎo)線的要求，是導(dǎo)電性能好，絕緣漆層有足夠耐熱性能，并且要有一定的耐腐蝕能力。一般狀況下最好用Q2型號(hào)的高強(qiáng)度的聚脂漆包線。

3、絕緣材料

在繞制變壓器中，線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離，均要使用絕緣材料，一般的變壓器框架材料可用酚醛紙板制作，層間可用聚脂薄膜或紙作隔離，繞阻間可用黃臘布作隔離。

4、浸漬材料：

變壓器繞制好后，還要過最后一道工序，就是浸漬絕緣漆，它能加強(qiáng)變壓器的機(jī)械強(qiáng)度、提升絕緣性能、延長使用壽命，一般狀況下，可采納甲酚清漆作為浸漬材料。五0~30V/2A串聯(lián)穩(wěn)壓電源制定串聯(lián)穩(wěn)壓電路原理圖穩(wěn)壓源調(diào)試說明1指標(biāo)：三檔連續(xù)可調(diào)，10V檔最小值小于0.06V，最大位于10.2V－11V間；20V檔最小值19.1V－19.9V間，最大20.2V-22V間；30V檔最小值19.1V－19.9V間，最大30.2V－33V間；輸出加負(fù)載0.7A；起控電流0.7A；具有短路軟截止保護(hù)，短路電流10V檔小于250；20V檔小于150；30V檔小于50；2．三檔電壓如都偏大或偏小，可改變輸出取樣環(huán)節(jié)4.7K與1.2K的比值〔輸出偏小可在1.2K電阻上并50K左右的一般電阻〕；其中一檔偏大或偏小可改變基準(zhǔn)電壓出三個(gè)電阻的阻值。3．2N5551損壞的機(jī)率較大。4．T3開路、T1CE兩極短路則輸出接近整流值且不可調(diào)、T3短路輸出接近零；T4CE短路輸出隨機(jī)值也不可調(diào)，T4壞則輸出保護(hù)不起作用。2、計(jì)算選型已知：Io≥2A，Uo=30V所以：RL=Uo/Io=15Ω〔1〕選擇整流二極管流過二極管的電流ID=Io/2=1/2*2=1A取Uo=1.2U，所以變壓器副邊過電壓的有效值為：U=Uo/1.2=30/1.2V=25V合計(jì)到變壓器副繞組及管子上的壓降，變壓器的副邊電壓大約要高出10%，即25*1.1=27.5V。于是UDRM=1.414*27.5V=38.89V、因此可以選用二極管1N5408?！?〕選擇濾波電容器依據(jù)RLC=5*T/2，所以RL已知RL=15Ω，所以L選用C=3300uF，耐壓為50V的極性電容器〔3〕變壓器的選擇變壓器的變化：K=220/27.5=8變壓器副邊電流的有效值為：〔4〕依據(jù)電路的反饋原理以及擴(kuò)大系數(shù)、價(jià)格等綜合因素合計(jì)，在制定中可選用LM324型集成運(yùn)算擴(kuò)大器?！?〕大功率調(diào)整管的選擇合計(jì)到變壓器副邊繞組及管子上的電流損耗，變壓器的副邊電流大約要高出10%，即2*1.1=2.2A，于是PT1′在電路中，大功率調(diào)整管的功率應(yīng)大于電路所需功率的30%，即PT1=PT1′可選用3DF10B型大功率管調(diào)整管〔6〕其它元件的選擇集成運(yùn)放和雙向穩(wěn)壓管：依據(jù)實(shí)際工作中的溫度變化、材料質(zhì)量、價(jià)格因素等綜合合計(jì)，在電路中可選用LM324型運(yùn)算擴(kuò)大器，以及2DW231型雙向穩(wěn)壓管，其限流電阻通過計(jì)算可求得：Ω=500Ω可選用電阻為510Ω的限流電阻3、運(yùn)放電源、顯示表頭電源、高穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓制定W7805系列穩(wěn)壓器的內(nèi)部電路也是串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。這種穩(wěn)壓器只有輸入端1、輸出端2和公共端3三個(gè)引出端，故也稱為三端集成穩(wěn)壓器。使用時(shí)只需在其輸入端和輸出端與公共端之間各并聯(lián)一個(gè)電容即可。Ci用以抵消輸入端較長接線的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩，接線不長時(shí)也可不用。Co是為了瞬時(shí)增減負(fù)載電流時(shí)不致引起輸出電壓有較大的波動(dòng)。Ci一般在0.1~1uF之間；Co可用1uF。W7800系列輸出固定的正電壓有5V，8V，12V，15V，18V，24V多種。如上圖所示，本次制定的0~30V串聯(lián)穩(wěn)壓電源，其運(yùn)放電源、高穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓源有W7812穩(wěn)壓器提供，顯示表頭電源由W7805穩(wěn)壓器提供。4．輸出電壓電流數(shù)字指示的實(shí)現(xiàn)由圖〔a〕可知，輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系是：所以要選擇0.1V的電壓表表頭。而圖〔b〕是串聯(lián)在電路中，則其分壓電壓很小，但流過的電流很大，所以要選擇1V的電流表表頭。表頭介紹：1、ICL7107為三位半AD轉(zhuǎn)換器同時(shí)可直接驅(qū)動(dòng)LED共陽數(shù)碼管；2、第36、35腳為基準(zhǔn)電壓〔Uref〕，通常為100mV、1V或0.8V；3、第31、30腳為待轉(zhuǎn)換的模擬電壓〔Uin〕，要求直流2V以下；4、顯示數(shù)值COUNT=〔Uin/Uref〕*1000，芯片不驅(qū)動(dòng)小數(shù)點(diǎn)；5、數(shù)碼管公共端經(jīng)30Ω電阻接到+5V電源，小數(shù)點(diǎn)〔實(shí)質(zhì)是發(fā)光二極管〕通過開關(guān)切換，其中一個(gè)經(jīng)430Ω電阻到電源地構(gòu)成負(fù)極和公共端〔430Ω電阻一端〕引出作成插座，點(diǎn)小數(shù)點(diǎn)則只需將公共端與某一個(gè)小數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管的負(fù)極短接即可點(diǎn)亮小數(shù)點(diǎn)；6、表頭上黑色象三極管的為LM385，可認(rèn)為是1.25V的穩(wěn)壓管；7、第37腳短接到V+時(shí)，表頭顯示‘-1888’，此項(xiàng)常用對(duì)線路及數(shù)ICL7107三位半數(shù)顯表頭5、穩(wěn)壓源的功能作用負(fù)載變化的狀況下穩(wěn)壓