单片机中电源电路设计

1、单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用4.2 电源电路设计电源电路设计一一. . 组成及各部分功能组成及各部分功能二、全波整流电路二、全波整流电路三、三、 桥式整流电路桥式整流电路四、四、 滤波电路滤波电路五、五、 稳压电路稳压电路单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用一一. . 组成及各部分功能组成及各部分功能电源变压器电源变压器: 将交流电网电压将交流电网电压u1变为合适的交流电压变为合适的交流电压u2。整流电路整流电路: 将交流电压将交流电压u2变为脉动的直流电压变为脉动的直流电压uR。滤波电路滤波电路: 将脉动直流电压将脉动直

2、流电压uR转变为较平滑的直流电压转变为较平滑的直流电压uF。稳压电路稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响清除电网波动及负载变化的影响,保持输出直流电保持输出直流电压压U0的稳定。的稳定。单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用一一. . 组成及各部分功能组成及各部分功能单相电源变压器单相电源变压器+-U1N1N2+-U2ZLnNNUUk11212单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用二、全波整流电路二、全波整流电路原理原理：变压器副边中心抽头，：变压器副边中心抽头，感应出感应出 两个相等的电压两个相等的电压u2当当u2正半周时，正半

3、周时， D1导通，导通，D2截止。截止。当当u2负周时，负周时， D2通，通，D1截止。截止。u2uouD1 t 2 3 4 0uD2单相全波整流电压波形单相全波整流电压波形单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用uo 2 0 t( ) 01 tduUoo( ) 01tdsin t22UIo= Uo /RL =0.9 U2 / RL 229. 02UU2输出电压平均值输出电压平均值输出电流平均值输出电流平均值单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用三、三、 桥式整流电路桥式整流电路u1u2TD3D2D1D4RLuo1.组成：由四个二极管组

4、成桥路组成：由四个二极管组成桥路单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用+u1u2TD3D2D1D4RLuou2正半周时电流通路正半周时电流通路D1 、D4导通，导通， D2、D3截止截止2.工作原理工作原理单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用-+u0u1u2TD3D2D1D4RLu2负半周时电流通路负半周时电流通路D2、D3 导通，导通， D1 、D4截止截止单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用2o2220122sind0.92UUt

5、tUU2oL0.9UIR单相桥式整流电路输出电压平均值单相桥式整流电路输出电压平均值单相桥式全波整流电路输出电流平均值单相桥式全波整流电路输出电流平均值 3、主要参数、主要参数 uo 2 0 t单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用D2oL10.452UIIR单相桥式全波整流电路二极管上承受的最高反向电压：单相桥式全波整流电路二极管上承受的最高反向电压：DRM22UU单相桥式全波整流电路中二极管的平均电流和输出电流：单相桥式全波整流电路中二极管的平均电流和输出电流：（选购时：二极管额定电流（选购时：二极管额定电流 2ID)（选购时：最大反向电压（选购时：最大反向电

6、压 2URM)单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用滤波的基本概念滤波的基本概念: :交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成分又有交流成份。滤波电路就是利用储能元件既有直流成分又有交流成份。滤波电路就是利用储能元件电容电容两端的电压两端的电压(或通过或通过电感电感中的电流中的电流)不能突变的特性不能突变的特性, 将将电容电容与负载与负载RL并联并联(或将或将电感电感与负载与负载RL串联串联)，滤掉整流电，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输路输出电压中的交流成份，保留其直流成份

7、，达到平滑输出电压波形的目的。这一过程称为出电压波形的目的。这一过程称为。四、四、 滤波电路滤波电路单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用一般取一般取L(3 5)2TR C(T为电源电压的周期为电源电压的周期)近似估算近似估算: U0=1.2U2(2) 流过二极管瞬时电流很大流过二极管瞬时电流很大 RLC越大越大U0越高越高,负载电流的平均值越大负载电流的平均值越大整流管导整流管导电时间越短电时间越短iD的峰值电流越大。的峰值电流越大。一般选管时，取一般选管时，取00DFL1(23)(2 3)22IUIR1 1、电容滤波电路的特点、电容滤波电路的特点(1) 输出电

8、压输出电压U0与时间常数与时间常数RLC有关有关 RLC愈大愈大电容器放电愈慢电容器放电愈慢U0(平均值平均值)愈大。愈大。RLC单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用2 2、LC-LC- 型滤波型滤波电路结构电路结构LC- 型滤波型滤波电路特点电路特点 滤波效果比滤波效果比LC滤波器更好，但整流二极管中的冲滤波器更好，但整流二极管中的冲击电流较大。击电流较大。电感线圈体积大而笨重、成本高。电感线圈体积大而笨重、成本高。单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用3 3、RC-RC- 型滤波型滤波电路结构电路结构RC- 型滤波型滤波电路特点

9、电路特点 R愈大，愈大，C2愈大，滤波效果愈好。但愈大，滤波效果愈好。但R太大，将使直太大，将使直流压降增加。流压降增加。 主要适用于负载电流较小而又要求输出电压脉动很主要适用于负载电流较小而又要求输出电压脉动很小的场合。小的场合。单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用1、集成稳压电源简介集成稳压电源简介三端集成稳压器的硅片封装在普通功率管的外壳内，三端集成稳压器的硅片封装在普通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护环节。电路内部附有短路和过热保护环节。 随着半导体工艺的发展随着半导体工艺的发展, ,现在已生产并广泛应用的现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源

10、，具有体积小单片集成稳压电源，具有体积小, ,可靠性高可靠性高, ,使用灵活使用灵活, ,价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端出和公共引出端, ,故称之为故称之为。五、五、 稳压电路稳压电路单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用三端集成稳压器实物照片三端集成稳压器实物照片单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用三端集成稳压器管脚排列三端集成稳压器管脚排列7878系列输出系列输出电压电压7979系列系列输出输出电压电压78055V78066V78088V78099V

11、781010V781212V781515V781818V782424V79055V79066V79088V79099V791010V791212V791515V791818V792424V输输入入输输出出公公共共端端输输入入输输出出公公共共端端单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用（1 1）输出为固定正电压的电路）输出为固定正电压的电路2、应用电路、应用电路注意：输入与输出端之间的电压差不得低于注意：输入与输出端之间的电压差不得低于3V3V！单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用（2）输出正、负电压的电路）输出正、负电压的电路单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用UXX: 为为78XX固定输出电压固定输出电压 ，则，则 Uo=UXX+UZ（3）提高输出电压的电路）提高输出电压的电路单片机在大学生科技创新活动中的应用单片机在大学生科技创新活动中的应用（3）扩大输出电流的电路）扩大