电子大赛培训之整机供电

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1、整机供电1.固定式线性集成稳压电路（a）7800系列 （b）7900系列 图8.5给出三端稳压器的应用电路。图8.5 7800/7900三端稳压的应用电路在实用中，有时要求扩展输出电压，三端稳压器扩压电路如图8.6所示。（a）7800电阻分压扩压 （b）7900电阻分压扩压 （b）运放缓冲扩压图8.6三端稳压器扩压电路 扩压输出 （8-2） （8-3）三端稳压器可以通过外接功率管来扩展输出电流，如图8.7所示。 （a）普通扩流电路 （b）具有限流保护的扩流电路 图8.7三端稳压器扩流电路(a)图中外接的PNP调整管与78MXX组成复合管，使用时应根据所需的负载电流选用适当的外接调整管。由于通过

2、R1的电流有78MXX的空载电流和部分负载电流，故R1阻值不宜大，取3，同时小电阻有限流作用，当三端稳压器电流超过1.5A时，R1上的压降使调整管截止，电路无输出。2.可调式线性集成稳压器 （8-5）可见输出电压由R1、Rw的比值确定，Rw越大，UO越高。基准电阻R1兼有限流作用，一般取，故。(a) W117/217/317 (b) W137/237/337 (c)W117调节端的接法图8.8可调式三端稳压器外形及电路符号为消除Rw的影响，可以采用稳压管代替电阻Rw，如图8.9所示，R3用以微调输出电压。图8.10是典型应用，图中D1、D2为保护二极管，一旦输入短路时，C3上的电压通过D1放电

3、保护稳压块，而D2则为的C2放电通路。图8.9稳压管代替Rw的稳压电路 图8.10可调稳压电源基本电路输出电压连续可调，可正、可负的稳压电源可以用LM117和LM137来实现，如图8.11所示。图中的R1、R2应选精度1%的电阻，该电路输出电压调节范围V，输出电流1A。 图8.11可调正负稳压电源3.流馈电电路直流电源是向电路提供能量的装置。实用中的直流电源有电池和稳压电源两种情况，以下所述的直流电源泛指稳压电源。在电子设计与制作中，直流电源及其馈电电路的设计是很重要的内容。通常，电子作品在调试时可以采用外电源供电，但在作品完成后，应自带电源，因此为作品设计一个性能优良的供电系统，显然是“锦上

4、添花”的事。3.1独立电源供电的考虑通常，电子系统由控制部分、信号处理部分、输出（驱动）部分组成，如图8.34（a）所示。从电子系统角度看，为避免由电源串入的干扰，各部分应分级用独立电源供电。何为独立电源？一般而言，设一个变压器有n个副边，若每个副边均挂整流、滤波、稳压电路，该电源的每一路输出均为独立电源，如图8.34（b）所示。（a）一般电子系统 （b）n路独立电源 图8.34独立电源供电 当然，亦可每路独立电源均由单独变压器产生，效果更好，只是成本增加。3.2数字电路与模拟电路供电的考虑如果你所设计的是较简单的系统，可以采用单路电源供电；如果你所设计的是数字、模拟、单片机控制的混合系统，这

5、时就要考虑采用多路电源供电，例如单片机部分用+5V供电，数字、模拟两部分也分别供电，而且分别设置“数字地”和“模拟地”，即数字电路“地”都接数字电源的“地”，模拟电路的“地”都接模拟电源的“地”。当然，两个“地”最后还是要连到一起的，只不过在设计电路板时将各自的“地”集中在一起，或分成两块电路板。但仅有一个共地点把“模拟地”和“数字地”连起来，如图8.35所示。 图8.35电路共地 这样可以有效地克服信号通过电源或“地”的串扰，这种考虑又称为可靠性设计。如果你所设计的系统既需要多路电源，还需要正、负电源，这时情况就更为复杂。这就要求在设计系统的同时，也一并考虑供电，能用单电源就不用双电源，能用

6、单路供电就不用多路供电，使供电尽可能简化。这里提及的多路电源是指多路各自独立的电源，并非一路电源派生出的多路。多路电源可以出自于一个电源变压器，一个原边，多路副边，每路副边都有整流、滤波、稳压，这种形成的电源是各自独立的。当然也可由多个电源变压器来产生，效果更好。例如信号处理部分用一个小功率电源变压器，功率电路部分用一个较大功率的电源变压器。至于是采用线性电源还是开关电源，视情况而定，在负载较重的情况下，采用开关电源效率较高。对供电电源的要求是：电源的容量（输出功率）应视负载的大小留有一定的余量。电源的内阻尽量小，稳压范围宽。电源输出电压的纹波应尽量小。3.3退耦滤波电路的考虑一个电路可能由多

7、个单元组成，当用一个电源为多单元电路供电时，就应设置退耦滤波器。退耦滤波器可以有效地克服各单元信号通过电源干线引起的相互干扰。退耦滤波器很简单，通常由一个电阻（或电感）与一个电容构成，分别称RC或LC退耦滤波器，每个退耦滤波器称为“一节”，在供电时，视需要可设置多节退耦滤波器。在用退耦滤波器为电路供电时，又分为串联馈电和并联馈电两种情况，如图8.36所示。 （a）串联馈电 （b）并联馈电 图8.36退耦滤波器馈电对退耦滤波器作几点说明：图中给出的是二节退耦滤波器给三个单元供电，通常未级（单元3）由Vcc直接供电，前面各级用退耦滤波供电。R1C1、R2C2为退耦滤波器，一般电阻取值范围5.110

8、0， C1、C2取值 100F470F均可。通常在分析电路时认为Vcc端子就是交流“地”，为什么？退耦电容C的意义不言而喻。有时退耦电阻可用电感L取代（特别在高频电路中），这时串联馈电和并联馈电所需的L是有区别的。串联馈电所需的电感量较小，如果电路的工作频率在0.5MHz以下，L取110mH，工作频率越高，电感量越小，如工作频率20MHz时，L取值1550H。并联馈电L取值应远大于单元电路中调谐回路的电感量，取调谐回路电感量的1020倍或更大些。如果被供电的单元电路是普通的低频电路，则无论串联馈电还是并联馈电，L取值在几mH十几mH均可。L可采用现成的色码电感，亦可用漆包线在圆柱体磁芯上或金属膜电阻（阻值大于100k）上乱绕而成。使用中除了注意电感量外，对Q值要求不高，还应注意工作电流较大时，退耦电感留有电流余量，退耦电阻留有功率余量。有时退耦电容可与稳压二极管并联，特别是前端电路，对噪声、干扰要求比较严格，并上稳压管有稳压作用。在高频电路中，退耦电容常常用“一大一小”二个电容并联，例如大电容用100F，小电容用0.01F。为什么这样？是因为大电容具有电感效应，对高频滤波不利，用小电容克服电感效应。