毕业设计（论文）单片机串联直流稳压电源设计.doc

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1、 前言电源是各种电气设备能量的来源，电源的质量是决定电气设备的运行正常与否的关键，稳压电源往往是各种电器设备的重要组成部件，它提供电压电流，就像一个人的心脏一样向全身提供所需的血液，为了能够很好的掌握这门技术，并能熟练的检修维修电源电路的故障，特地在图书馆和网上搜集了一些有管这方面的资料，也为自己能进一步对它有所了解，所以下面就是我在我的指导老师的帮助下写完了这篇有关串联稳压电源的毕业论文，在此特地的感谢他们。 目录绪论40.1选题背景40.2方案的比较和论证5第一章 稳压电源基本知识61.1 常用电源类型与特点61.1.1 线性电源61.1.2 开关电源71.2 常用稳压电源的基本组成91.

2、2.2 开关稳压电源102.1 常用的稳压稳压电源的基本原理122.1串联开关稳压电源132.1.1. 组成特点132.1.2.基本电路142.2并联开关稳压电源152.2.1.组成特点152.2.2基本电路162.3脉冲变压器耦合开关稳压电源172.3.1组成特点172.3.2基本电路182.3常用稳压电源的特性和适用场合192.3.1 常用稳压电源的特性19第3章 衡量稳压电源质量的主要技术指标213.1稳压电源的一些相关参数213.2常用稳压电源的适用场合22第4章串联直流稳压电源相关系统234.1主要硬件选用234.3调整电路284.6采用电路284.7基准电压284.8放大电路29第

3、5章带单片机的串联直流稳压电源295.1 AT89C51单片机295.1.1发展趋势295.2 LED数码管接口原理305.2.1LED数码管结构及工作原理305.2.2数码管结构的判断305.2.3静态显示的原理与接口315.2.4动态显示的原理与接口315.3.键盘显示电路介绍315.4电源电路32摘要【摘要】电源是现在电子工业中最为不可缺的另一支领域，在计算机中就有专设的电源设计部门，再如在工业操作设备中，它的电源也是要求较高的，数控机床、电视机、航天器。这些都是对电源有所要求的，有些还是很高的，航天器就有专设设备，在电源这一块也一样的投入了，大的精力，但在生活中常用的电器设备的电源还是

4、串联稳压电源居多，在较长见的是一些基本的串联稳压电源，没用到单片机，而我设计的这个电路参入了，单片机作为后极的取样之用，因为加有它之后对取样的准确度再度提高，按样在后面的比较电路中会输出的更准确的。【关键字】 工业操作设备 单片机 取样 比较放大【Abstract】The power supply is now in the electronics industry the most indispensable for another one field, in the computer have 4-storey power design department, like again in

5、the industrial operation equipment, its power is also the demand is higher, no machine tools, TV, spacecraft. These are some of the power requirements, and some are high, spacecraft have set up specially equipment, in power the piece also same devotion, the big energy, but in life common electrical

6、equipment of power supply or tandem monostich majority, in a long seen is some basic series monostich, useless to microcontroller, and I designed this circuit, single chip microcomputer as the participation in the extremely sampling used after, because after it has added to the accuracy of sampling

7、again raise, according to the samples in the behind of the comparative circuit will output more accurate.【Keyboard】：Industrial operating equipment microcontroller sampling comparative amplification串联直流稳压电源绪论0.1选题背景众所周知，电气设备没有电源是不能工作的，大部分的设备用的是5V或12V稳压电源，虽然获得直流电源的方式多种多样，但便携式设备大多采用电池，其余的采用220V/380V商业电

8、源。所以需要经过变压器变换成所需的电压值，再由整流变压成直流电供给电路设备，仅仅被整流过的直流电源，受到输入交流电压的变化、变压器和整流二极管本事电压降等的影响，电压的稳定性和精确都不好，严重时足以使电路或设备无法达到预期的性能要求。同样大家也应该知道电压变动的原因，无非就这几种：交流电源电压的变化电源品质的本身不稳定，波动范围大，即在大功率电器使用时，会影响到其他的电器设备供电偏低的现象，即本来的220V电压可能下降到210V左右。电源变压器的电压降：指变压器的大小不同电压降也不同，变压器内部因有线圈绕制而成，所以线圈本身有电阻也产生电压降。整流二极管的电压降：整流大多采用桥式二极管，它由四

9、只二极管组成，在二极管上也会有压降的。纹波电压：交流电源属于正弦波，即使通过电解电容后能够得到一定程度的平滑，但仍然存在纹波电压，纹波电压可以看成是2倍的电源频率连续变化的电压脉动，它的出现会在某个阶段时刻会损坏元器件。0.2方案的比较和论证在传统的串联稳压电源中只用了基本电子元器件，在那里仅仅只用到纯粹的模拟信号，在这其中难免有些误差，但在如今新的电路中有可以加上单片机作其取样电路部分，因为在串联稳压电源中它的关键部分在取样电路，它的作用是将取样来的信号与前面的输入电压进行对比，所以在取样电路中，如有误差偏大的话，那对于前极输入来的电压比较是不准确的，对后面的输入也是存在误差性的。当然还有开

10、关稳压电源，在这支电路中它较复杂，成本高，用在要求较高设备中是最好的，但在一般电路中用串联稳压就已经足够了。第一章 稳压电源基本知识在所有单元电路和电子设备的整机中，都必须有直流电源才能正常工作。它们对直流电源的要求也是多种多样的，不同设备对电源的电压、电流、稳定度及纹波等要求个不相同，而提供直流电源的方式也是多种多样的。 消耗功率小的设备：例如晶体管收音机及电子计算器、电子玩具等，可使用化学电池。 移动设备：例如飞机、汽车与拖拉机、轮船上的电子设备，常使用直流发电机或蓄电池。 现代化电子设备:例如各种测试设备、通信系统、计算机系统、电视机、影碟机、家用影响系统、办公电子设备等，都是将电网中的

11、交流电经过整流、滤波和稳压等一系列变换获得必需的稳定直流电源。因此直流电源的性能将直接影响整机的可靠性及性能指标。1.1 常用电源类型与特点 在下面所说的常用电源是指由电网电压变换后得到的直流电源。主要有线性电源和开光电源两大类。1.1.1 线性电源 线性电源的类型较多，分类方法也有很多种。 1. 根据稳压方式不同分类 根据稳压方式不同分类，线性电源可分为并联稳压方式和串联稳压方式。 （1）并联稳压方式所谓并联稳压：稳压调整元件与负载相并联的一种稳压方法。 （2）串联稳压方式所谓串联稳压：稳压调整元件与负载相串联的一种稳压方法。并联稳压电源方式多采用稳压二级管组成稳压电路，这类稳压电路结构简单

12、，调试方便，常在小型电子设备中广泛采用。但它有两个缺点：首先，输出电压受稳压管限制，不能随意调节；其次，输出电流受稳压管允许工作电流的限制，一般只是数十毫安，不能供给较大的负载电流。串联型稳压方式的电路中设置了调整晶体管，调整晶体管起到调整输出的作用，故其性能优于并联型稳压方式，应用范围最广。2. 根据电路结构不同分类串联型稳压方式根据电路结构的不同又可分为：简单串联稳压电源，带有放大环节的串联稳压电源、具有辅组电源的串联稳压电源、具有差动放大器的串联稳压电源、具有过载保护电路的稳压电源，采用复合管调整的串联型稳压电源等。 3. 根据使用的元器件不同分类 根据使用元器件不同分类，线形电源又可分

13、为：分立元器件线形稳压电源电路和集成电路线形稳压电源电路1.1.2 开关电源作为现在工业上常用的一种电源，少了它如同学生上课时没有带笔上课一样，所以在此也提提有关开光电源。首先开关电源是在在20世纪70年代以来的发展非常迅速的新技术，现在被用在各个领域中中。开稳压电源的效率搞，开关管用在开关状态，功耗小所以效率可达80%90%。而通常的线性调整稳压电源效率仅只有50%左右。开关稳压电源的稳压范围宽，它是将交流市电整流后的直流电压通过开关管的开关作用将直流电变换成交流脉冲，再经过整流滤波将交流脉冲变成直流电压，所以，只要开关管能够正常工作就能够输出稳定的直流电压。由于开关电源允许输入电压大范围地

14、变化，故可适用在电网变化范围大的地区使用；开关稳压电源的种类也是很多的，电路形式也是多样的根据分类方式不同有多种。 1. 根据开关管在电路中的连接方式分类 根据连接方式不同分类为：可分为串联型开关稳压电源，并联型开关稳压电源和脉动变压器耦合式开关电源，前面两个应用最广泛。 （1）并联型开关稳压电源是指：储能电感与负载采用并联方式连接的一种电源电路。 （2）串联型开关稳压电源是指：储能电感与负载采用串联方式连接的一种电源电路并联型开关稳压电路中开关管截至时，集电极和发射机两端承受的电压为输入电压与电感感应电压之和，为串联型开关电源的2倍，对开关管耐压要较高；但并联型开关电源可设置多只不同电感量的

15、储能电感，以同时提供多路输出电压，因此并联型开关电源应用也较广泛。 2. 根据开关管激励方式不同分类 根据开关管激励方式不同可分为：开关电源可分为自激式开关稳压电源和他激式开关稳压电源 （1） 自激式开关稳压电源自激式开关稳压式电源是由开关管和开关变压器构成的正反馈环路，来完成自激振荡的，其工作特点与间歇振荡器相似。 (2) 他激式开关稳压电源他激式开关稳压电源是另加一个振荡器，振荡器产生的开关脉冲加在开关管上，用来控制开关管的导通与截止，使开关电路工作并输出直流电压。3. 同样根据使用元器件可分为根据使用器件可分为：分为分立式元器件的开关稳压电源和由集成电调频式路组成的开关稳压电源4. 根据

16、稳压的控制方式不同分类根据稳压控制方式不同分类，开关稳压电源可分为脉动调宽式和脉冲调频式两种。(1) 脉冲调宽式开关稳压电源是指：由相关电路对开关的脉冲宽度进行调制的一种稳压电路。(2) 脉冲调频式稳压电源电路是指：由相关电路对开关的脉冲频率进行调制的一种稳压电路。5. 其他开关稳压电源电路 (1) 根据误差取样方式分类从误差取样方式分类，还有间接取样和直接取样开关电源两种 (2) 根据输出电压高低分类根据输出电压高低不同分类，可以分为升压式开关稳压电源和降压稳压电源。 (3) 根据电压和频率是否变动分类根据电压和频率是否变动分类，可以分为恒压频式开关稳压电源和变压变频式开关稳压电源 (4)

17、根据效率高低的不同分类 根据效率高低的不同分类，可分为PWM(脉冲调制)和高效率的谐振式开关电源高效率的谐振式开关电源是由基本的PWM 开关电源演变而来的，通常主要用于需要电源具有更轻的重量和更小的体积，并且对电磁才噪声有严格的要求的场合，如航空航天电子设备便携式设备及模块电源。 PWM开关电源比线性电源具有更高的效率和灵活性，通常应用于要求高效率和多组电源电压输出的场合，开关电源的重要比线性电源轻，因为对于相同的输出功率，开关电源的散热器小，但开关电源的成本要高得多， 另外还有单端式、推挽式、半桥式和全桥式开关电源等。6. 常用电源特点对比从目前使用情况使用较多的常用电源主要是：线性电源、脉

18、宽调制开关电源和高效率的谐振式开关电源 表11 四种电源技术特点项目线性电源PWM开关电源谐振变换开关电源准谐振开关电源RF噪声无高 居中居中效率3550708578927892多路输出无有有有重量高中偏低中偏低中偏低价格低高高最高1.2 常用稳压电源的基本组成线性直流稳压电源的结构方框图如下。在图中给出了各关键点上的波形，攻理解电路时参考。该电路通常由电源变压器、整流电流、滤波电路、稳压电路以及保护电路五部分组成。 Ui t U2 t ut t (a) （b） （c） U0 U r （d） （e） 1. 变压部分电网提供的交流电压一般为220V或380V而各种电子设备所需的直流电压幅值各不相

19、同，因此，常需要先将电网电压经电源变压器降压，然后再去进行整流、滤波和稳压，最后得到所需要的直流电压幅值。 2. 整流部分整流部分的作用是利用具有单向导电性能的整流元件，将正负交替的正弦交流电压变成单向的脉动电压。但是，这种单向脉动电压包含着很大的脉动成分，距理想的直流电压相差很远，如图（c）波形 3. 滤波部分滤波部分一般是由电容器、电感器等储能元件组成的其作用是尽可能地将单向脉动电压中的脉动成分滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流电压如图的波形。但是，当电网电压或负载电流发生变化时，滤波器输出的直流电压的幅值也将随之发生变化，在要求比较、高的电子设备中，这种电源是不符合要求的，如图（d）。

20、4. 稳压部分稳压部分一般是有稳压器件（例如稳压二级管、晶体三级管、稳压集成块等电子器件构成的电路）组成的，其作用是采取某些措施，使脉冲系数减小，使输出的直流电压在电网或负载电流发生变化时保持稳定，以进一步提高输出电压的稳定性，如图（e） 5. 保护电路当由于某种偶然因素或误操作使负载短路或输出电流过大时，保护电路启动工作，以保护电路元件不至被损坏。1.2.2 开关稳压电源虽然开关稳压电源的类型较多，电路组成也较复杂，但他们的基本原理是不变的，一般都由图可看出其方框图 理想开关整流LC滤波器 U0ui反馈控制电路 开关稳压电源结构方框图U0O t U0 U0 O t t Ui O （a） （b

21、） （c） 12图1. 输入电压输入电压一般为整流、滤波后的不稳定电压，该电压提供给开关电路。2. 理想开光电路理想开关对输入电压进行振荡，产生出频率在1550KHZ范围的开关脉冲电压送到后级整流及LC滤波电路3. 整流及滤波电路整流及滤波电路对理想开关电路送来的开关脉冲整流和滤波，产生出稳定的直流输出电压。4. 反馈控制电路反馈控制电路对输出电压进行取样，得出的误差电压对理想开关进行负反馈。以保证输出电压稳定。5. 工作过程假设理想开关的开关周期为T接通时间为如果开关频率远大于电源频率则在开关的一个周期内可以不考虑输入电压中的纹波，把视为常量。因此，开关输出电压就是幅值为、周期为T、脉冲宽度

22、为的周期性矩形脉冲，如图12用LC滤波器滤去交流成分后，输出端便得到直流电压，当Uo增加或减少时由反馈电路产生控制信号去控制脉冲的占空系数d，使之减小或增加，从而实现了稳定输出电压的母的。6. 脉冲调制电路的类型在开关稳压电源中，保证输出直流电压的稳定是一个核心问题，通常都是由“脉冲调制电路”来实现的。脉冲调制电路通常分为脉冲宽度调制方式和脉冲频率方式两种，两种的工作原理基本相同，均是采用控制开关脉冲的占空比来实现稳压目的的，也就是通过控制开关管的导通时间与开关周期的比值来使输出的电压稳定。(1) 脉冲宽度调制所谓脉冲宽度调制是指：开关工作的频率受一标准频率锁定，使开关脉冲周期恒定，稳压过程中

23、是通过改变开关管的导通时间，即开关脉冲波形的占空比来到达直流输出电压稳定。(2) 脉冲频率调制脉冲频率调制是指：他也是通过控制开关管的导通时间来稳定输出直流电压的，即开关脉冲宽度受控与输出直流电压的变化的变化量，而其开关工作频率也跟着变化。当输出直流电压升高时，脉冲频率调制电路促使开关管导通时间缩短（开关电源工作频率也随之会升高）。当开关管导通时间缩短以后，就会使储能元件中的储存的能量减少，最终就会使输出电压降下，达到了稳定输出电压的目的。7. 其他方面说明近年来，随着电子技术的发展，用于开关稳压电源电路电路中的新器件越来越多，在电路结构上也进行较大的改进和提高，开关稳压电源也由分立元件逐步发

24、展到了厚膜集成电路。所谓厚膜集成电路：它是将分立元件开关电源电路中的取样电路、基准电路、比较放大电路、脉冲调制电路、开关管集成在一块集成电路内，由此可使开关稳压电源的元件数量大幅度减少，开关电源的可靠性得到进一步提高。微电子技术的迅速发展，也使开关电源稳压电源厚膜集成块的集成度越来越高，新技术的应用也越来越多，例如“过零检测”和逻辑控制电路等选进数字电路的引入，也使开光稳压电源的稳压特性越来越好，保护功能也越来越完善，故障率也越来越低。2.1 常用的稳压稳压电源的基本原理在电子电路中用得较多的是线性稳压电源与开关稳压电源，现在就这两类稳压电源的工作原理分别介绍如下线性稳压电源的类型较多，应用最

25、广乏的是串联型稳压电源电路，该电路的工作原理可用下图所说明。调整管比较 放 大变压器取样整流滤波电路保护电路基准 电 压 AC220V 交流市电由变压器降到所需要的数值后，由整流器把方向、大小都变化的交流电变成单一方向的直流电。这个直流是方向不变但大小有变化的脉动电压。经滤波后除去快速变化的纹波成分，得到基本平滑的直流电压加到调整管输入端。由调整管调整输出u电压提供给负载使用。2.1.1.稳压控制U输出电压一路提供给负载使用的同时，还有一路加到取样电路上。由取样、放大电路对输出的电压进行取样，得到的误差电压来控制调整管的输出电压，以使该电压保持稳定，不受负载和输入电压变化的影响。当输出电压u发

26、生变化时，通过取样电路取出电压的一部分或全部，与基准电压比较后，比较放大器比较其他电压变化，并将这一变化量进行放大，送至调整管的基极，调整管用比较放大器提供的信号来对其输出电压进行调整，使其波动值减小到最低限度，从而达到稳定输出电压的目的。一般来说，比较放大器的放大倍数越大，稳压输出电压的稳定度就越好。 2.1.2.保护电路 如图所用虚线画出过载取样与保护控制电路两部分由于串联稳压电路中的调整管是与负载相串联的，负载所需要的电流都经过调整管，当使用不慎和其他原因使输出短路或过流时，调整中就有很大的电流通过，且几乎全部整流输出电压会加在调整管的c-e极之间，故容易使其损坏。为此，串联稳压电路多设

27、置了过载保护电路会自动启动工作，限制输出电流大小或切断电源，保护调整管不至损坏，当故障排除后，电路又会恢复正常。2.1串联开关稳压电源 串联开关稳压电源是指开关管串联在输入电压与负载电路之间的一种工作方式的电源电路2.1.1. 组成特点串联型开关稳压电源组成方框图如下，其主要有开关管，取样电路、比较放大电路其准电路、脉冲调宽电路等组成。滤波电路整流滤波取样电路比较放大器脉冲调宽基准电压 开关脉冲 （1）稳压过程当输入的交流电压或负载电流发生变化时，就会使输出电压Uo发生变化，这一变化的电压，由取样电路将变化量取出后与基准电压进行对比，得到的误差电压经过比较放大器以后，去控制开关脉冲的宽度，以使

28、输出的直流电压稳定。由上面的分析可以知道，脉冲宽度调整电路的作用，就是开关脉冲的宽度进行调制也就是用误差电压作为调制信号，使开关脉冲宽度受误差电压的控制。 （2）特点串联型开关稳压电源的效率较高，而且工作效率与输入电压Ui的大小无关，不过，由于串联开关稳压电源未使用电源变压器，且其开关管的输入端和整流滤波电路输出的直流电压直接相连（整流滤波电路通路是直接将市电220V交流电压整流滤波后输出），故电路地线往往会带电，属热底板方式。 2.1.2.基本电路串联式开关电源的基本电路如下图，在该图中，VT1为开关管，VD1为续流二极管，L为储能电感，C为滤波电容，R为负载电阻。开关管VT1串联在输入电压

29、与负载之间。当开关管VT1的基极有开关脉冲信号输入时，开关管就会周期性地开关而处于饱和导通和截止两种状态。二极管VD1的作用与彩色电视机行输出电路中的阻尼二极管十分类似，与开关管处于相反的工作状态。当开关管VT1导通时，VT1二极管则截止，而当开关管VT1导通时，VT1则导通，由此就可在负载中有连续的电流通过。正是VD1的这种VD1的这种续流作用，通常称其为续流二极管。设置了VD1二极管，不仅提高了电路的工作效率，而且也改善了输出直流电压中的纹波。(1) VT1基极输入正脉冲当开关管VT1的基极有正脉冲输入时，VT1就会正偏饱和导通，其ce之间电压降到近似为0V,开关管导通后输出的Ui分为两路

30、： 一路加到续流二极管VD1的负极上，使其反偏截止： 另一路经L、C、R形成回路回路电流经L对电容C进行充电，也对R负载供电。由于电感是一种储能元件，故当该回路中电流流入时，电感会以磁场能的形式将能量储存起来。(2) VT1基极输入负脉冲当开关管VT1的基极有负反馈脉冲时，VT1就会反偏截止，从而切断输入电压Ui向负载供电的通路，但由于电感中的电流不能突变，在电感中就会感应出右正、左负的电压。该电压就会使续流二极管正偏导通，储存在电感L中的能量就会 通过VD1导通的二极管继续向电容C充电，同时也为负载提供工作电源，也就是电感中储存的磁能转换为电容的电能或向负载释放，以维持负载电流的连续性。在图

31、中，电感器L和电容器C组成的LC滤波电路具有很好的滤波特性，用于滤波输出直流电压中的开关脉冲频率的纹波及其谐波分量，以使开关电源输出的直流电压更加纯净。2.2并联开关稳压电源并联开关稳压电源是指开关管与输入电压及输出负载并联的一种工作方式的电源电路2.2.1.组成特点并联式开关电源组成方框图，如下，主要由开关管、脉冲整流滤波电路。取样电路，基准电路、比较放大电路、脉冲调宽电路、储能电感组成。脉冲整流滤波储能电感 U0整流滤波AC220V 脉冲调制宽度比较放大器取样电路基准电路开关脉冲 并联式开关稳压电源组成框图(1) 稳压过程并联式开关稳压电源的控制原理与串联式开关稳压电源基本相似。开关管VT

32、1在开关脉冲的信号控制下，周期性的处于饱和导通与截止两种状态，故在开关管VT1的基电极上可获得大幅度的脉冲电压，该电压再经脉冲整流滤波电路处理以后，就可得到直流输出电压UoUo输出电压一路提供给负载电路Rl坐工作电源，另一路加在取样电路。当输出电压Uo变化时，经取样电路取样将输出电压变化量与基准电压进行比较，得到的误差电压经比较放大器进行放大得到的误差控制电压，加到脉冲宽度调制电路，由该电路来对开关管的开关脉冲宽度进行控制，以使输出的直流电压Uo稳定在一定范围内。(2) 特点并联型开关稳压电源的效率高，但由于该电源也未使用电源变压器，且输出端仅是通过脉冲整流电路及储能电感与主整流滤波电源的直流

33、电压直接相连，故电路地线也往往也会带电的。2.2.2基本电路并联式开关电源的基本电路图如下，在电路中，L为储能元件，其与开关管VT1串联后并联在输入电压Ui两端；VD1为脉冲整流二极管，C为滤波电容，Rl为负载电路。当开关管VT1的基极有开关控脉冲输入时，VT1管就会周期性地工作于饱和导通与截止状态。(1)VT1基极输入正脉冲当开关管VT1的基极输入的脉冲为正脉冲时，VT1开关管就会正偏饱和导通，等效于将输入电压Ui加在电感L的两端，此时电感中的电流线性上升，输入电压Ui向电感L提供能量，也就是电感L会储存能量。在此期间，假定电容C两端已村储了电荷，故二极管VD1会反向偏置截止。此时负载R上所

34、需的电流是此前电容上所充的电压提供的。(2)VT1基极输入负脉冲当开关管VT1基极输入的脉冲为负脉冲时，VT1开关管就会反偏而截止，切断了输入电压Ui与电感L的回路，但由于电感中的电流不会突变，在电感上感应出上负下正的感应电压，该电压就会使脉冲整流二极管VD1正偏导通，这样，输入电压Ui与电感L上的电压形成的电流，就会通过VD1为负载R供电并对电容C进行充电。电容C上所充的电荷在开关管VT1导通时，可继续对负载R供电，以维持负载电流的连续性。2.3脉冲变压器耦合开关稳压电源脉冲变压器耦合开关稳压电源是指：开关管与脉冲变压器初级串联后，与输入电压Ui并联的一种工作方式的电源电路2.3.1组成特点

35、脉冲变压器耦合式开关稳压电源组成方框图如下，主要组成有，开关管、取样电路、基准电路、比较放大电路、脉冲宽度调制电路、脉冲变压器组成。脉冲整流滤波整流滤波取样电路比较放大器基准电路脉冲宽度调制 (1)稳压过程开关管VT1的工作状态，受脉冲宽度调制器输送来的开关脉冲信号的控制呈周期性地导通与截止，由此就可以在开关管集电极上形成脉冲电压，经脉冲变压器耦合，在其次极就可得到相应的脉冲电压，该电压再经脉冲整流滤波电路处理后，就可以得到直流输出电压Uo。在上述工作过程中，开关管导通与截止使整流滤波得到的直流电压变成了脉动电压，这一过程为逆变过程。脉冲整流滤电路的Uo电压一方面为负载R供电，另一方面加到取样

36、电路上，当输出电压变化时，取样电路取样后的电压加到比较放大电路，与基准电压比较后的电压信号再送至脉冲宽度调制器，调制后的脉冲信号控制VT1的导通与截止的占空比(2)特点由于脉冲变压器耦合式开关电源是通过改变脉冲变压器初级与次级的匝数比来实现降压或升压的，故可以采用多组次极绕组以获得多个不同值的直流电压，使用灵活方便。另外，脉冲器变压器的初、次间采用交流耦合方式，故可以有效的将负载与输入电网隔离使负载底板不会带电，维修开关电源负载电路时比较安全。2.3.2基本电路脉冲变压器耦合开关稳压电源如图，在电路中，VT1为开关管，T为脉冲变压器，采用软磁铁氧体铁心加绕线圈后制成；VD1为脉冲整流二极管，C

37、为整流电压滤波电容；R为负载电路。由于脉冲变压器耦合开关稳压电源电路中开关管VT1的ce极与脉冲电压器初级线圈串联后并接在输入电压Ui上，故该类开关电源也属于并联开关电路，其工作状态也受开关管VT1基极输入信号控制，当基极有开关控制脉冲输入时，VT1管就会周期性地工作于饱和与截止状态。(1)VT1基极输入正脉冲当开关管VT1的基极输入脉冲为正时，VT1开关管饱和导通，等效于将输入电压Ui加在脉冲变压器初级线圈L1的两端，使L1线圈中有电流流过其上的电压极性为上正下负，根据同名端定义，以及上图所标的同名端，在脉冲变压器T的次级线圈L2上感应的电压极性为上负下正，故此是脉冲整流二极管VD1处于反偏

38、截止状态，此时负载的供电，是由电容C此前所充的电压提供。(2)VTI基极为负脉冲当开关管VT1的基极输入脉冲为负时，VT1开关管反偏截止，开关管电流下降为0，而集电极电压上升为高电压，根据同名端定义，脉冲变压器T次级线圈L2上就会感应得到上正下负的脉冲电压，该电压是二极管VD1正偏导通这样，开关管变压器T次级绕组感应输出的电压一方面为负载R提供电流，另一方面对电容C充电。在上图中，脉冲变压器T所标同名端的使用方式为反向激励方式，由于这种方式在整个开关周期中初级或次级总有一个开关元件导通的缘故，使脉冲变压器总处于低阻状态，从而起到了减弱高频振荡及防止产生过冲脉冲的作用。2.3常用稳压电源的特性和

39、适用场合在电子和电子装置中，电源的性能、质量好坏将直接影响其工作与运行的质量，故对电源地特性有所要求，即要求其稳定性能满足实际设备的要求，又不至对电源要求过高而造成浪费，故对常用稳压电源的特性要有所了解，以便正确选用。 2.3.1 常用稳压电源的特性仍以目前用量较大的串联型线性稳压电源和开关电源为例来说明稳压电源的特性。2.串联稳压电源在晶体管串联稳压电源，由于调整管和负载是串联关系，且工作在放大区，在其集电极与发射极之间流过的电流很大，管压降亦较大，调整管本身也要消耗很大的功率。故电路的效率很底，对输入交流电压要求很高（即适应市电电压变化范围较小），需要功率较大的大功率管作调整管。但串联型稳

40、压电路也有其优点，这类电源的纹波系数小，开关干扰较小，维修方便，故特别适用于功率较小、要求不高的场合。2.开关稳压电源开关稳压电源特性较多，主要有下面几点：(1)电路工作效率高在开关电源电路中，开关管工作在开关状态，当其截止时，由于五电流通过而不会消耗功率，故极大地提高了电源的效率，开关电源的工作效率可达80%95%。(2)适用交流电源电压范围广开关电源适用的交流电源电压的范围很宽，当输入的交流电源电压在150250之间变化时，均可正常稳定地输出所需的直流电源电压，输出电压的变化小于2%。因此。开关稳压电源特别适用于电网电压波动较大的地区。(3)功率小由于开关稳压电源电路中的开关管工作在开关状

41、态，功率消耗小，故可以不加电源变压器，也不需要加很大的散热片，较小的功耗使机内温升较低，机内电子元器件可以长期工作而免受其损，极大的提高了整机的稳定性和可靠性。(4)体积小重量轻开关电源使用的元器件虽多，但未使体积较大的、体积较重的变压器，故实际体积和重量比串联稳压电源电路小得多和轻得多。(5)安全可靠无论是那一种类型的开关稳压电源，其电路中通常都设置了保护电路，当稳压电路和其负载电路出现故障或短路时，相关保护电路均会启动工作，自动切断电源，且反应灵敏、可靠。(6)不足处开关稳压电路出现故障时，往往会导致多个元件受损，检修难度较大，检修技术要求较高。开关干扰影响较大，故其输入部分需要设置一定的抗干扰电路。3.特性对比串联稳压电源与开关稳压电源的主要特征对比如下表