單片機中電源電路設計

1、單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用4.2 電源電路設計電源電路設計一一. . 組成及各部分功能組成及各部分功能二、全波整流電路二、全波整流電路三、三、 橋式整流電路橋式整流電路四、四、 濾波電路濾波電路五、五、 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用一一. . 組成及各部分功能組成及各部分功能電源變壓器電源變壓器: 將交流電網電壓將交流電網電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整流電路整流電路: 將交流電壓將交流電壓u2變?yōu)槊}動的直流電壓變?yōu)槊}動的直流電壓uR。濾波電路濾波電路: 將脈動直流電壓將脈動直

2、流電壓uR轉變?yōu)檩^平滑的直流電壓轉變?yōu)檩^平滑的直流電壓uF。穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路: 清除電網波動及負載變化的影響清除電網波動及負載變化的影響,保持輸出直流電保持輸出直流電壓壓U0的穩(wěn)定。的穩(wěn)定。單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用一一. . 組成及各部分功能組成及各部分功能單相電源變壓器單相電源變壓器+-U1N1N2+-U2ZLnNNUUk11212單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用二、全波整流電路二、全波整流電路原理原理：變壓器副邊中心抽頭，：變壓器副邊中心抽頭，感應出感應出 兩個相等的電壓兩個相等的電壓u2當當u2正半周時，正半

3、周時， D1導通，導通，D2截止。截止。當當u2負周時，負周時， D2通，通，D1截止。截止。u2uouD1 t 2 3 4 0uD2單相全波整流電壓波形單相全波整流電壓波形單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用uo 2 0 t( ) 01 tduUoo( ) 01tdsin t22UIo= Uo /RL =0.9 U2 / RL 229. 02UU2輸出電壓平均值輸出電壓平均值輸出電流平均值輸出電流平均值單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用三、三、 橋式整流電路橋式整流電路u1u2TD3D2D1D4RLuo1.組成：由四個二極管組

4、成橋路組成：由四個二極管組成橋路單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用+u1u2TD3D2D1D4RLuou2正半周時電流通路正半周時電流通路D1 、D4導通，導通， D2、D3截止截止2.工作原理工作原理單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用-+u0u1u2TD3D2D1D4RLu2負半周時電流通路負半周時電流通路D2、D3 導通，導通， D1 、D4截止截止單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用2o2220122sind0.92UUt

5、tUU2oL0.9UIR單相橋式整流電路輸出電壓平均值單相橋式整流電路輸出電壓平均值單相橋式全波整流電路輸出電流平均值單相橋式全波整流電路輸出電流平均值 3、主要參數、主要參數 uo 2 0 t單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用D2oL10.452UIIR單相橋式全波整流電路二極管上承受的最高反向電壓：單相橋式全波整流電路二極管上承受的最高反向電壓：DRM22UU單相橋式全波整流電路中二極管的平均電流和輸出電流：單相橋式全波整流電路中二極管的平均電流和輸出電流：（選購時：二極管額定電流（選購時：二極管額定電流 2ID)（選購時：最大反向電壓（選購時：最大反向電

6、壓 2URM)單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用濾波的基本概念濾波的基本概念: :交流電壓經整流電路整流后輸出的是脈動直流，其中交流電壓經整流電路整流后輸出的是脈動直流，其中既有直流成分又有交流成份。濾波電路就是利用儲能元件既有直流成分又有交流成份。濾波電路就是利用儲能元件電容電容兩端的電壓兩端的電壓(或通過或通過電感電感中的電流中的電流)不能突變的特性不能突變的特性, 將將電容電容與負載與負載RL并聯并聯(或將或將電感電感與負載與負載RL串聯串聯)，濾掉整流電，濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達到平滑輸路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份

7、，達到平滑輸出電壓波形的目的。這一過程稱為出電壓波形的目的。這一過程稱為。四、四、 濾波電路濾波電路單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用一般取一般取L(3 5)2TR C(T為電源電壓的周期為電源電壓的周期)近似估算近似估算: U0=1.2U2(2) 流過二極管瞬時電流很大流過二極管瞬時電流很大 RLC越大越大U0越高越高,負載電流的平均值越大負載電流的平均值越大整流管導整流管導電時間越短電時間越短iD的峰值電流越大。的峰值電流越大。一般選管時，取一般選管時，取00DFL1(23)(2 3)22IUIR1 1、電容濾波電路的特點、電容濾波電路的特點(1) 輸出電

8、壓輸出電壓U0與時間常數與時間常數RLC有關有關 RLC愈大愈大電容器放電愈慢電容器放電愈慢U0(平均值平均值)愈大。愈大。RLC單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用2 2、LC-LC- 型濾波型濾波電路結構電路結構LC- 型濾波型濾波電路特點電路特點 濾波效果比濾波效果比LC濾波器更好，但整流二極管中的沖濾波器更好，但整流二極管中的沖擊電流較大。擊電流較大。電感線圈體積大而笨重、成本高。電感線圈體積大而笨重、成本高。單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用3 3、RC-RC- 型濾波型濾波電路結構電路結構RC- 型濾波型濾波電路特點

9、電路特點 R愈大，愈大，C2愈大，濾波效果愈好。但愈大，濾波效果愈好。但R太大，將使直太大，將使直流壓降增加。流壓降增加。 主要適用于負載電流較小而又要求輸出電壓脈動很主要適用于負載電流較小而又要求輸出電壓脈動很小的場合。小的場合。單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用1、集成穩(wěn)壓電源簡介集成穩(wěn)壓電源簡介三端集成穩(wěn)壓器的硅片封裝在普通功率管的外殼內，三端集成穩(wěn)壓器的硅片封裝在普通功率管的外殼內，電路內部附有短路和過熱保護環(huán)節(jié)。電路內部附有短路和過熱保護環(huán)節(jié)。 隨著半導體工藝的發(fā)展隨著半導體工藝的發(fā)展, ,現在已生產并廣泛應用的現在已生產并廣泛應用的單片集成穩(wěn)壓電源

10、，具有體積小單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小, ,可靠性高可靠性高, ,使用靈活使用靈活, ,價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端出和公共引出端, ,故稱之為故稱之為。五、五、 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用三端集成穩(wěn)壓器實物照片三端集成穩(wěn)壓器實物照片單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用三端集成穩(wěn)壓器管腳排列三端集成穩(wěn)壓器管腳排列7878系列輸出系列輸出電壓電壓7979系列系列輸出輸出電壓電壓78055V78066V78088V78099V

11、781010V781212V781515V781818V782424V79055V79066V79088V79099V791010V791212V791515V791818V792424V輸輸入入輸輸出出公公共共端端輸輸入入輸輸出出公公共共端端單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用（1 1）輸出為固定正電壓的電路）輸出為固定正電壓的電路2、應用電路、應用電路注意：輸入與輸出端之間的電壓差不得低于注意：輸入與輸出端之間的電壓差不得低于3V3V！單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用（2）輸出正、負電壓的電路）輸出正、負電壓的電路單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用UXX: 為為78XX固定輸出電壓固定輸出電壓 ，則，則 Uo=UXX+UZ（3）提高輸出電壓的電路）提高輸出電壓的電路單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用（3）擴大輸出電流的電路）擴大