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1樓
電源對單片機(jī)系統(tǒng)來說是比較重要的一部分，電源電壓的穩(wěn)定性與整個系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定有密切關(guān)系，因此設(shè)計穩(wěn)定的電源是必不可少的。
1 直流穩(wěn)壓電源電路原理
直流穩(wěn)壓電源一般由變壓器、整流器、濾波器和穩(wěn)壓器四部分組桑繽?所示。變壓器把220V交流電（市電）變?yōu)榉€(wěn)壓所需的低壓交流電；整流器把低壓交流電變?yōu)橹绷麟?；整流后的直流電中仍會含有交流成分，可以通過濾波電路將交流成分濾除；經(jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。
1.1 電源變壓器
變壓器的作用是將220V 50Hz交流電變成整流濾波所需的交流電壓。本設(shè)計需要把220V交流電變?yōu)?V 交流電，變壓器匝數(shù)比 n=原邊匝數(shù)/副邊匝數(shù)≈25，如圖2所示。
1.2 整流濾波電路
整流電路將交流電壓變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的波紋成分，輸出波紋較小的直流電壓。整流通常有半波整流和全波整流。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。本設(shè)計采用橋式整流濾波，如圖2所示。
設(shè)變壓器副邊電壓(1)， U2為有效值。
輸出電壓平均值
（2）
解得 （3）
橋式整流電路的基波 的角頻率是 的2倍，即100Hz，則
（4）
故脈動系數(shù)
（5）
與半波整流電路相比，輸出脈動減小很多。
濾波后，輸出平均電壓(6)，在實(shí)際電路中，為獲得較好的濾波效果，應(yīng)選擇電容的容量滿足RLC=(3～5)T/2（式中T為輸入交流信號周期（100Hz），RL為整流濾波電路的等效負(fù)載阻抗），則(7),電容的耐壓值應(yīng)大于1.1*1.414U2,即約12.4V。
1.3 穩(wěn)壓電路
經(jīng)整流濾波輸出的電壓通常是不穩(wěn)定的，不能直接對系統(tǒng)供電，因此需要經(jīng)過穩(wěn)壓電路將電壓穩(wěn)定到單片機(jī)系統(tǒng)所需的要求。
對任何穩(wěn)壓電路都應(yīng)從兩個方面考察其穩(wěn)壓特性，一是設(shè)電網(wǎng)電壓波動，研究起輸出電壓是否穩(wěn)定；二是設(shè)負(fù)載變化，研究其輸出電壓是否穩(wěn)定。
直流穩(wěn)壓電路分為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路和開關(guān)型穩(wěn)壓電路，本設(shè)計采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓器一般包括單管穩(wěn)壓器和集成穩(wěn)壓器。常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器和可調(diào)式三端穩(wěn)壓器，本設(shè)計同時使用固定式三端穩(wěn)壓器W7805和可調(diào)式三端穩(wěn)壓器M711，其分別輸出5V和3V電壓。
2 穩(wěn)壓電源技術(shù)指標(biāo)
穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)可以分為兩大類：一類是特性指標(biāo)，如輸出電壓、輸出電流及電壓調(diào)節(jié)范圍；另一類是質(zhì)量指標(biāo)，反映一個穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣，包括穩(wěn)定度、等效內(nèi)阻（輸出電阻）、波紋電壓及溫度系數(shù)等。
對穩(wěn)壓電源的性能，主要有以下四個方面的要求：
2.1、穩(wěn)定性好
當(dāng)輸入電壓Usr(整流、濾波輸出電壓)在規(guī)定范圍內(nèi)變動時，輸出電壓Usc的變化一般要求很小。
由于輸入電壓變化而引起輸出電壓變化的程度，稱為穩(wěn)定度指標(biāo)，長用穩(wěn)壓系數(shù)S來表示：S的大小，反映一個穩(wěn)壓電源克服輸入電壓變化的能力。在同樣的輸入電壓變化條件下，S越小，輸出電壓的變化越小，電源的穩(wěn)定度越高。通常S約為10-2～10-4。
（8）
2.2、輸出電阻小負(fù)載變化時（從空載到滿載），輸出電壓Usr應(yīng)基本保持不變，其這方面的性能可用輸出電阻表征。輸出電阻（又稱等效內(nèi)阻）用rn表示，他等于輸出電壓變化量和負(fù)載電流變化量之比，即
（9）
rn反映負(fù)載變動時，輸出電壓維持恒定的能力,rn越小，則Ifz變化時輸出電壓的變化也越小。性能優(yōu)良的穩(wěn)壓電源，輸出電阻可小到1Ω，甚至0.01Ω。
2.3、電壓溫度系數(shù)小
當(dāng)環(huán)境溫度變化時，會引起輸出電壓的漂移。良好的穩(wěn)壓電源，應(yīng)在環(huán)境溫度變化時，有效地抑制輸出電壓的漂移，保持輸出電壓穩(wěn)定，輸出電壓的漂移用溫度系數(shù)KT來表示。
2.4、輸出電壓紋波小
所謂紋波電壓，是指輸出電壓中50Hz或100Hz的交流分量，通常用有效值或峰值表示。經(jīng)過穩(wěn)壓作用，可以使整流濾波后的紋波電壓大大降低，降低的倍數(shù)反比于穩(wěn)壓系數(shù)S.
知識庫標(biāo)簽：
|列兵
