线性电路设计

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1、线性电源电路设计总述电子电路与电子设备都需要有一个稳定的直流电源提供能量，而且对于我们现在所面临的控制器而言，都是利用电网提供的交流电源，经过整流、滤波、稳压后，滤去其不稳定的脉动、干扰成分，来使电子电路与电子设备保持正常的工作，并且我们目前绝大部分都是使用的线性电源，即通过降压、整流、滤波、稳压后而提供给电子电路及芯片工作的。下面我们就原理及设计规范分各部分具体说明。第一部分：虑理性介绍下面我们就线性电源的降压、整流、滤波、稳压部分分节做较为详尽的原理性介绍一、钱帕电源电曙的方桓宙鸟典谩原糧宙：线性电源电路基本上由四部分组成：变压器降压、二极管或桥堆整流、电容或电感滤波、三端稳

2、压块稳压，他们之I'可的组合则可构成一个最基本的，也是最可靠的线性电源电路：变压器4整流4滤波—稳压v°负载方框图变压器整流桥78057812C4C3««典型电路图二.钱槌电嫌电略的棒层耶今即电馀荧％器部今1、结构与原理变压器rti线圈绕组、铁芯组成。一压般而言，变器还有一个外壳，用来起屏蔽和固定作用。一般的变压器具有一个一次绕组、一个或多个二次绕组，线圈绕在铁心上。给一次绕组加上交流电，由于电磁感应的原理，在二次绕组上则有电压输出。给一次绕组加上交流电后，在二次绕组周围则产生交变磁场，一次绕组通电后产生的磁力线绝大部分由铁心构成回路（铁心的磁阻远小于空气的磁阻）。二次绕组绕在铁

3、心上，这样它的线圈切割磁力线而产生感应电动势，结果在二次绕组两端有电压输出。无论在铁心上绕几个二次绕组，二次线圈上都会切割磁力线而产生感应电动势。2、主要特性①电压比：亦称匝变比，用n表示。它是一、二次绕组匝数Z比：n=N2/NfV2/Vi；式中：n—一变压器的匝比N2一一二次绕组的匝数N次绕组的匝比V2——二次绕组的输出电压Vi次绕组的输岀电压将上面的公式变换一下，得：V2=V1WN1从上式可知，当n>l时，。>V】，为升压变压器；n=l时，电压未变化，称为1：1变压器（如隔离变压器）；n

4、的关系为分析方便，假设变压器是无损耗的，那么一次侧输入功率等于二次侧输出功率，即Pl=P2o由P二V*I可知:V./V2=I2/I1；从上式可知,当£>V2时(即nl),有I】>L；换句话说，在降压变压器中，二次侧输出小电压大电流，二次侧输出电流大于一次侧输入电流,所以这种变压器的二次绕组线径比一次绕组线径粗；在升压变压器屮，二次侧输出大电压小电流，二次侧输出电流小于一次侧输入电流，所以这种变压器的二次绕组线径比一次绕组线径细。在实际应用中，变压器是存在损耗的，但电压、电流关系仍符合以上所述的关系。①阻抗关系变压器可以进行电圧变换，在某

5、些场合则是利用它的阻抗变换特性。利用欧姆定律，上述推导公式做适当的变换，得；P二v'/z；P1=P2；Vi7Zi=v27z2；Z2/ZfV27v12=(V2/V1)2=(N2/N1)2=n2；式中：Zi—一变压器一次输入阻抗Z2一一二次负载阻抗n匝比由上式分析可知，仏、Z2之间的关系与『有关：当山二出时，ZlZ2,这说明变压器一次侧的输入阻抗等于二次侧的负载阻抗，此时变压器无阻抗变换作用；当m>n2时，ZfZ2/n2,这说明变压器一次侧的输入阻抗等于二次侧的负载阻抗降低当m

6、合电路中，为了能使负载获得最大的激励阻抗，往往采用变压器(阻抗变压器)來进行阻抗的兀配。因为最佳阻抗匹配的条件是激励信号源内阻等于负载阻抗,此吋能使负载获得最大功率。②互感现象变压器是利用互感现象原理工作的：当一次侧绕组通以交流电时，一次绕组产生磁场,二次绕组的线圈切割磁力线而产生感生电动势，这样市交变电场生成磁场，磁场通过闭合的铁芯耦合到次级绕组，从而在次级线圈中生成感应电动势V01。①屏蔽作用在给变压器的一次绕组通以交流电时，绕组周围会产生磁场，尽管有铁心给绝大部分磁力线构成磁路，但仍有一些磁力线散布在变压器附近的一定空间范围内。这些磁力线会对附近的电路形成一定的磁干扰，所以

7、一般要给变压器加上屏蔽壳。屏蔽壳不仅可防止变压器干扰其他的电路，同时亦可防止其他杂散磁场干扰他的正常工作。3、主要参数①、额定功率在额定的频率与电压下，变压器长期工作而不超过规定的允许温升的最大输岀功率，单位为VA。②、变比即电压比，它反应了变压器的电压变换能力。一般用二次侧输出电压表示。③、温升它指在变压器工作下，温度达到稳定值时，变压器比环境温度高出的部分。要求变压器温升愈低愈好。④、效率效率二输岀功率/输入功率。效率越高，变压器的损耗越小。⑤、绝缘电阻绝缘电阻不仅关系到变压