PDF《硅湖职业技术学院毕业论文（设计）》

6 1)为了提高系统的稳定性、减小由于负载变化带来的影响,我们在每路电 源电压的输出端接如了去耦电容,减少了电路的干扰.表1为实际稳压电源电 路中所采用的元器件参数. (2)在所要求的工作温度范围内,把直流开关稳压电源的输出电压、电流 限制在所给定的技术指标之内. (3)要求保护电路本身的可靠性高、逻辑关系严密、电路最简单、元件最 少.所以必须全面系统地考虑稳压电源各种保护措施,确保直流开关稳压电源 的正常工作和高效率与高可靠性. 表1 元器件清单 参数 滤波电容(u f) 去耦电容(u f) 稳压芯片 +15V

2200 0.1

7815 -15V

2200 0.1

7915 +5V

1000 0.1

7805 -5V

1000 0.1

7905 -1.2V至-37V

2200 0.1 LM337 1.2V至37V

2200 0.1 LM317

三、 干扰分类 开关稳压器与线性稳压器的最大不同之处在于调整管工作于开关状态. 调整管在理想开关工作状态下功耗极小,不需要设置大功率散热器.另外, 开关电源的开关频率比工频 (50Hz)高千倍至万倍,达到50KHz甚至1MHz以上, 使得开关电源中的变压器可以相当小巧,不需要笨重的工频变压器. 图7 15V 电源电路稳定输出 硅湖职业技术学院毕业论文(设计)

7 总之,在大电流、大功率、输出电压稳定要求不太高的固定负载、固定 输出电压的场合,开关稳压器显示出极大的优越性.但是开关稳压器与线性 稳压器相比,电路机构复杂,容易产生干扰,稳压精度不高. 3.1 共模干扰 共模干扰是信号对地的电位差,主要由电网串入、地电位差及空间电磁 辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加所形成.共模电压有时较大, 特别是采用隔离性能差的配电器供电室,变送器输出信号的共模电压普遍较 高,有的可高达130V 以上.共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直 接影响测控信号,造成元器件损坏(这就是一些系统 I/O 模件损坏率较高的 主要原因) ,这种共模干扰可为直流、亦可为交流. 抑制共模干扰的主要方法是应用共模扼流圈.共模扼流圈是共模插入损 耗中起主导作用的电感元件.它是在一个磁环/闭合磁路的上下两个半环上 (铁氟体) ,分别绕制相同匝数但绕向相反的线圈(见图8) . 上图中由于共模电流 Icm 和I'

cm 方向相同,所以在磁环中形成的磁力 线a和a'

是相互叠加的,即磁通相互叠加.由于磁通 Φ=L*I,故共模扼流 圈的总电感 Lc=(Φa+Φ'

a)/Icm.若将共模扼流圈串在电路中,则相当于 在电路中串入一个共模电流产生的电感,此电感相当于一个低通滤波元件, 从而起到共模抑制作用.而当两线圈流过差模电流时,磁环中的磁通相互抵 消,几乎没有电感量,所以差模电流可以无衰减地通过.因此共模电感在平 衡线路中能有效地抑制共模干扰信号,而对线路正常传输的差模信号无影响. 图8 共模扼流圈 硅湖职业技术学院毕业论文(设计)

8 共模干扰是在信号线与地之间传输,属于非对称性干扰.消除共模干扰的方 法还包括: (1)采用屏蔽双绞线并有效接地 . (2)强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽 . (3)布线时远离高压线,更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线. (4)采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV). 3.2 差模干扰 差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号 间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种让直接叠加在 信号上,直接影响测量与控制精度. 差模干扰在两根信号线之间传输,属于对称性干扰.消除差模干扰的方 法是在电路中增加一个偏值电阻(差模电感),并采用双绞线. 3.3 其他干扰 (1)一次整流回路的干扰 开关电源中的主要噪声干扰之一是由二极管断开时的反向恢复现象引起 的,一次整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过,它受 反偏电压而转向截止时,由于 PN 结中有较多的载流子积累,因而在载流子消 失前的一段时间,电流会反向流动,从而导致很大的电流变化.即一次整流 回路的干扰. (2)开关回路的干扰 电源工作时,开关处于高频通断状态,在高频电流环路中,可能会产生 较大的空间辐射噪声. (3)二次整流回路的干扰 电源工作时,整流二极管处于高频通断状态,由脉冲变压器、整流二极 管以及滤波电容构成的高频开关电流环路,可能向空间辐射噪声. (4)控制回路的干扰 控制回路中的脉冲控制信号是主要的干扰源. (5)分布........