1、第五章 串联谐振中频电源整流保护电路第六章 直流稳压电源和主要芯片的介绍6.1 直流稳压电源直流稳压电源一般有电源变压器、整流电路、滤波电路及稳压电路组成，如图 6-1 所示：稳压电源A C 2 2 0 V5 5 H ZU 1U 2TU 3U 4U 0电源变压器整流电路 滤波电路 稳压电路负载RR图 6-1 直流稳压电源基本组成电源变压器的作用是将电网 220V 的交流电压 转换成整流电路所需要的1U电压 。整流电路的作用是将交流电压 转换成脉动的直流电压 。滤波电2U2 3路的作用是将脉动直流电压滤除纹波，变成纹波小的直流电压 。稳压电路的4作用就是将不稳定的直流电压转换成稳定的直流电压 。
2、0(1) 15V 电源的设计该直流稳压电源的稳压电路可选用由 W7800 系列和 W7900 系列三端固定式集成稳压器组成的同时输出正、负电压的稳压电路，其整流滤波电路采用桥式整流、电容滤波电路。电路如图 6-2 所示。第六章 直流稳压电源和主要芯片的介绍2 2 0 V123123W 7 8 1 5W 7 9 1 5C i 10 . 3 3 u FC i 22 . 2 u FC o 10 . 1 u FC o 21 . 0 u FC2 0 0 0 u FU 2图 6-2 15V 直流稳压电源该电路的特点是它们共用一组整流、滤波电路，且有共同的公共端，可以同时输出正、负电压，使用十分方便。元件参
3、数的选择：稳压电路可选用 W7815 和 W7915 各一块，其输出电压为 15V，满足要求。组件的输入电压需满足最小输入输出电压差 2.5V，并小于最大输出电压 35V 的要求，所以选定组件的输入电压 为 23V。组件的输入、输出端电iU容可选用 ， ， ， ，耐压 50V 的F3.0C1iF2.iF1.0CoF0.1o电容器。整流滤波电路元件参数的确定。首先确定整流变压器副边电压 ：因2U每块组件的输入电压 ,所以整流滤波电路的输出电压V23Ui1i，所以变压器的副边电压 。V462Uid V382.1Ud2再确定整流管的参数：每个二极管流过的平均电流 ，当A5.02I电网电压升高 10，
4、每个二极管承受的最大反向电压 ，91RM因此，可选用四只硅整流二极管 2CZ55C。再次选择滤波电容，滤波电容之后为稳压电路负载时，可认为是恒流放电，则它两端电压变化是 ，其中，t 是电容CIdt1tiCUc放电时间，在桥式整流的条件下，最大放电时间可取交流电源的半周期；为滤波电容上电压在平均值上下的波动量，取 2.5V，则总波动量CU=5V； 为滤波电容放电电流，一般取最大负载电流，即 ，I A1IOC第六章 直流稳压电源和主要芯片的介绍则 。F20UtICC最后确定变压器的容量：已知变压器的副边电压的有效值 ，在V38U2桥式整流电容滤波时，变压器副边电流有效值本次取 ，则变压器AIo2副
5、边视在功率 ,查表知 ，则原边视在功率 ，变压器VA76S2 8.095S1的额定容量 ,所以，可以选用额定容量为 100VA、电压)(21N为 220/38V 且副边绕组有中间抽头的变压器。(2) +12V 电源的设计电路如图 5-8 所示，电路的设计原理与上述 15V 电源的相类似。2 2 0 V123W 7 8 1 50 . 1 u F0 . 2 2 u F2 2 0 0 u F0 . 1 u F0 . 1 u F1 7 V图 6-3 +12V 直流稳压电源6.2 主要芯片的介绍6.2.1 LM324LM324 是 带 有 真 差 动 输 入 的 四 运 算 集 成 放 大 器 。 LM
6、324 可 以 在3.0V 32V 的 电 源 下 工 作 ， 其 静 态 电 流 为 MC1741 的 静 态 电 流 的 五 分 之 一 。如图 6-4(a)所示， LM324 中 的 四组运算放大器共用一个电源，每个运算放大器均可独立的工作。其中每 一 组 运 算 放 大 器 的 均 可 表 示 成 图 6-4(b)所 示 的 集 成运 算 符 号 ， 它 有 5 个 引 脚 ， 其 中 、 均 为 信 号 输 入 端 ， 是 同 相 信 号iVi iV输 入 端 ， 表 示 的 输 出 信 号 与 该 端 的 相 位 相 同 ； 是 反 相 信 号 输 入 端 ，O i表 示 的 输
7、出 信 号 与 该 端 的 相 位 相 反 。 、 是 正 、 负 电 源 端 ， 是 输V O出 端 。第六章 直流稳压电源和主要芯片的介绍1234567 891 01 11 21 31 41234输出 1输入 1输出 2输入 2 输出 3 输入 3输出 4 输入 4V C CG N DVVii ov（ 反相输入端 ）（ 同相输入端 ）图 6-4 (a) LM324 管脚连接图 (b) LM324 集成运算符号LM324 的主要性能参数：(1)能与所有形式的逻辑电路兼容；(2)低功耗(800)，适于电池供电场合；(3)电压工作范围宽：单电源在 330V，双电源在A1.5 15V；(4)具有很
8、高的增益： ；(5)内设频率补偿及温度补 dB10AV偿电路。6.2.2 NE555 和 NE556555 定时器是一种多用途的单片集成电路。在外部附加一些阻容器件，就能够形成多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器等电路。555 定时器具有性能优良的、运用灵活和操作简单等优点，所以广泛的运用在波形的触发和转换、测量电路和控制电路以及家用电器、电子玩具等众多领域中。由图 6-5(a)可知， NE555 主要由电阻分压器、电压比较器、基本 RS 触发器、NMOS 放电管 T 四部分组成。如图 6-5(b)，NE555 的各管脚的作用：1 脚 (接地线或共同接地) ，通常被连接到电路的共同接地。2
9、脚 (触发端) ，用来触发 NE555 使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压要 ，下缘要DV32。3 脚 (输出端) ，当时间周期开始，NE555 的输出脚的电位，移至比DV1电源电压少 1.7V 的高电位；周期结束时，输出回到 0V 左右的低电位，在高电位时的最大输出电流大约 200mA。4 脚(强制复位端 ) ，低电平有效，当 的DR电位低于 0.4V 时，定时过程中断，强制 Q=0，输出 =0，它通常被接到正电OU源或忽略不用。5 脚 (控制端) ，它准许由外部电压改变触发和闸限电压，当计第六章 直流稳压电源和主要芯片的介绍时器在稳定或振荡的方式下运作时，这输入能用来改变或调整输出频率
10、。 6 脚(重置锁定 )，重置锁定并使输出呈低态，当这个接脚的电压从 以下移DV31至 以上时，启动这个动作。7 脚 (放电端) ，它与主要的输出接脚有相DV32同的电流输出能力，当输出为 ON 时为 LOW，对地为低阻抗，当输出为 OFF时为 HIGH，对地为高阻抗。8 脚(V +) ，这是 555 的正电源电压端，所接电压的范围是+4.5 V+16V。1 11 1QDR41235678RRSDTU oTHUTRCORROU2OC 2C 11refrefD DVTHCOR7621 5384GNROU图 6-5 (a) 555 定时器的内部电路结构图 (b)逻辑符号NE555 的功能如表 6-
11、1 所示，由于阈值端 (6 脚)为高电平( )时，THUDV32触发器置 0，故也称该端为高电平触发端；而触发端 (2 脚)为低电平(R)时，触发器置 1，故也称该端为低电平触发端。DV31表 6-1 NE555 的功能表输入 输出THUTRDOUT 0 0 导通DV32D311 1 截止1 0 导通D32D311 保持原状态 保持原状态第六章 直流稳压电源和主要芯片的介绍NE556 是在同一基片上集成 2 个 555 单元。电源 14 脚与地 7 脚是共用的1 41 31 21 11 0 981 2 3 4 6 7cV2DISCTH2cVR2OUT1DISCTH1CVR1OUTRGND5N
12、E 5 5 6图 6-6 NE556 的管脚图NE556 的管脚与 NE555 的管脚的对应关系如表 6-2 所示表 6-2 NE556 的管脚与 NE555 的管脚的对应关系NE555 NE556(1) NE556(2)1-地 7-地 7-地2-触发 6-触发 8-触发3-输出 5-输出 9-输出4-复位 4-复位 10-复位5-控制电压 3-控制电压 11-控制电压6-阈值 2-阈值 12-阈值7-放电端 1-放电端 13-放电端8-电源 14-电源 14-电源6.2.3 CD4020CD4020 是 14 级异步二进制计数器，其引脚排列和真值表如图 6-7 所示。第六章 直流稳压电源和主
13、要芯片的介绍1234567891 01 11 21 31 41 51 6QQ14SUQ8Q90DURCPC D 4 0 2 0CPR001功能不变计数清零 14Q)=0(图 6-7 CD4020 的引脚排列图和真值表CD4020 内部是由 14 级 T 型触发器组成的串行二进制计数器。它有两个输入端，一个是时钟输入端 (表示是负跳边沿有效，即在时钟的下降沿计数)、CP另一个是清零端 R(高电平有效，也即当 R=“1”时，全部输出为“0”)。有 12个分频输出端 及 ,最大分频系数为 。CD4020 所有的输入1Q41 638424和输出端都设有缓冲级，因而可得到较好的噪声容限。CD4020 可
14、以和CC4020、MC14020 直接换用。6.2.4 CD4046如图 6-8 所示，(a)为 CD4046 的内部简略框图，(b)为 DIP16 脚封装的引脚图。自偏置电路相位比较器P C 1相位比较器P C 2压控振荡器V C O源跟随器1 4391 65821 3141 11 2671 01 5S I G NC O M PV C DV D DI N HU s sP C 1P C 2P C PV C OR 1R 2C AC BS FZ E N E R稳压管1234567891 01 11 21 31 41 51 6C D 4 0 4 6P C P O U TP C 1 O U TC O
15、M I NV C D O U TI N HC AC BU s sV C D I NS F O U TR 1R 2P C 2 O U TS I G N I NZ E N E RU D D图 6-8 (a)CD4046 的内部简略框图 (b) CD4046 的引脚图第六章 直流稳压电源和主要芯片的介绍CD4046 的各引脚功能如下，引脚 1： 锁相环锁定指示，电路进入OUTPC锁定状态时该端为“1” 。引脚 2： ,相位比较器 PC1 的输出。引脚 3：,相位比较器的输入。引脚 4： ,压控振荡器的输出。引脚INCOMPV5：INH，压控振荡器的禁止端，该端为高电平时振荡器停振。引脚6、7： 、
16、,外接振荡电容。引脚 8： ,电源负极，接地。引脚 9：ABS,压控振荡器控制电压输入端。引脚 10： ,控制电压经跟随器后的输INVOUTF出。引脚 11、12： 、 ，振荡器的外接电阻。引脚 13： ,相位比较1R2 OUT2PC器 PC2 的输出。引脚 14： ,基准频率（外加信号）输入。引脚INSG15：ZENER, 内部接一个 5.4V 稳压管的负极，其正极已全部接地，必要时可供使用。引脚 16：UDD，电源正极。CD4046 中包含两个不同类型的相位比较器 PC1 和 PC2，它们的输入是并联的，输出是分开的。PC1 是一个异或门，要求进入比较器的两个信号 (即外部输入信号 和压控
17、振荡器 VCO 的输出信号 )必须是占空比为 50的方波。iUoUPC2 是一个数字边沿触发器，输入的信号可以是任意占空比的脉冲串。如果外部输入信号频率 比 VCO 振荡频率 低，则 PC2 输出“0” ；反之若 ，ifof oif则 PC2 输出“1” ；若 ，则 PC2 输出脉冲串，其宽度与相位差成比例。当oif时，若 超前于 ，则 PC2 输出脉冲为正；若 落后于 ，则 PC2 输出oifi ifof脉冲为负。当压控振荡器的输入控制电压为零时，振荡频率最低；当控制电压 升CU高时，振荡频率随之线性的增高；当控制电压 等于电源电压 时，频率CUD最高。压控振荡器 VCO 的振荡频率范围由外部元件 R、C 确定。CD4046 内部还有一个未连接的稳压管（5.4V） ，需要时可供外部连接使用。附录
