可调直流稳压源的设计与仿真

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1、1绪论1.1课题背景电源是位于市电与负载之间，向负载提供优质电能的供电设备，是工业的基础。直流电源设备担负着把交流电源转换为电子设备所需的各种类别直流电源的任务。转换后的直流电源要具有良好的稳定性，当电网或负载变化时，它能保持稳定的输出电压，并具有较低的纹波。由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电

2、阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。1、直流稳定电源按习惯可分为化学电源，线性稳定电源和开关型稳定电源，它们又分别具有各种不同类型：(1)化学电源，我们平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类，各有其优缺点。随着科学技术的发展，又产生了智能化电池；在充电电池材料方面，美国研制人员发现锰的一种碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、放电时间长，多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。（2）线性稳定电源，线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调

3、整管工作在线性区，靠调整管之间的电压降来稳定输出。由于调整管静态损耗大，需要安装一个很大的散热器给它散热。而且由于变压器工作在工频（50Hz)上,所以重量较大。该类电源优点是稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路，输出连续可调的成品。缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。（3）开关型直流稳压电源，与线性稳压电源不同的一类稳电源就是开关型直流稳压电源，它的电路型式主要有单端反激式，单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹。功能管不是工作在饱和就是截止区即开关状态；开关电源因此而得名。开关电源的优点是体积小

4、，重量轻，稳定可靠；缺点相对于线性电源来说纹波较大。它的功率可自几瓦－几千瓦均有产品。几乎所有的电子设备都要用到直流稳压电源。不同的电子设备，要求的电压值、电流值也有所不同。所以将常用的符合规格的直流供电模块集成到一个供电电源上是具有广泛的应用价值的。常见的电源模块有+5V，±12V，+24v等。直流稳压电源的类型繁多。但几乎都是将市电网交流电作为输入电源。再经转换电路转换成所需参数的直流电。2、目前生产的可调直流稳压电源种类很多，可以从不同的角度分类：（1）按稳定方式分，有参数型稳压器和反馈调整型稳压器。参数型稳压器电路简单，主要是利用电子组件的非线性实现稳压。（2）按

5、调整元件和负载连接方式分，有并联式稳压器和串联式稳压器。调整元件与负载并联的称为并联式稳压器，调整元件与负载串联的称为串联式稳压器。（3）按作用器件分，有电子管稳压器、稳压管稳压器、晶体管稳压器、可控硅稳压器等。（4）按调整器件的工作状态分，有线性稳压器和开关稳压器。调整器件工作在线性放大状态的为线性稳压器，调整器件工作在开关状态的称为串联式稳压器。（5）按电路的主要部分是集成电路还是分立元件分，有集成线性稳压器、集成开关稳压器和分立元器件组成的稳压器。1.2可调直流稳压电源技术发展趋势随着科技的发展，电气、电子设备已经广泛的应用于日常、科研、学习等各个方面。电源作为电气

6、、电子设备必不可少的能源供应部件，需求日益增加，而且对电源的功能、稳定性等各项指标也提出了更高的要求。对电源的研究和开发已经成为新技术、新设备开发的重要环节，在推动科技发展中起着重要作用。可调直流稳压电源由于具有效率高、体积小、重量轻的特点，近年来获得了飞速发展。可调直流稳压电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使可调直流稳压电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。近几年随着科技的发展，直流稳压电源的工作频率由原来的几十千赫发展到现在的几百千，但是和西方的发达国家还是有一定的差距；以美国为首的几个发达国家在这

7、方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论、工作原理、建模分析等等方面技术领先；因此，直流稳压电源的研制及应用在此方面与之也存在很大的差距。可调直流稳压电源已经广泛应用于各行各业，农业领域也有应用，例如农业环境静电除尘，静电喷雾杀虫，农业物料静电喷漆包裹，农产品加工中的静电植绒、农业生物静电效应研究、静电杀菌、农业种子静电处理等等。随着农业科学技术的不断发展进步，农业科学研究和农业工程应用实践队高压静电电源的需求逐年增多，对其精度、性能、价格、品种、类型、体积、智能化操作等方面都提出了许多新的要求，现有的高压直流稳压电源已经不能满