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如何看懂电气原理图?线性稳压电源工作原理

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一、如何看懂电气原理图?

各种电气设备图形符号和文字组成的。图中的每个图形符号,文字符号都有着不同的含义,必须在看图前加以了解和掌握。一般来说,,主电路是供给某些电气设备电源的。

它受辅助电路的控制。而辅助电路是供给控制电器电源用的,也是控制主电路动作的电路。图中每个图形和符号都标志着各种电气设备,组件的名称和作用,掌握了图中的设备和组件的名称及作用后,便可看图了。

看图的一般方法是先看主电路,后看辅助电路,并用辅助电路的回路研究主电路的控制程序,看图的步骤首先是看主电路中有哪几种电气设备,每个电气设备的用途,接线方式和有关要求与联系。就以电动机为例,从种类上看是直流还是交流;是异步还是同步。

从绕组上看是星形接线还是三角形接线;从起动方式上看是全压起动还是降压起动;釆用哪种控制方式,是正转还是反转的,等等。再全面了解其它电器组件的相互联系和作用,如电源开关,熔断器,继电器,接触器等。

电气系统图的种类:

电气系统图主要有电气原理图、电器布置图、电气安装接线图等,绘图软件有电气CAD、protel99、Cadence等。

因此,电气原理图是电气系统图的一种。是根据控制线图工作原理绘制的,具有结构简单,层次分明。主要用于研究和分析电路工作原理。

电气布置安装图主要用来表明各种电气设备在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置。为机械电气在控制设备的制造、安装、维护、维修提供必要的资料。

电气安装接线图是为了进行装置、设备或成套装置的布线提供各个安装接线图项目之间电气连接的详细信息,包括连接关系,线缆种类和敷设线路。

二、稳压电源电路图详细解析及常见问题解决方案

稳压电源是电子设备正常运行的基础,它通过自动调节输出电压,保证电压稳定。本文将详细解析稳压电源电路图,并提供常见问题的解决方案,帮助您更好地理解稳压电源的工作原理以及在实际应用中的注意事项。

工具原料:

系统版本:Windows11或macOSVentura

品牌型号:DellXPS13或AppleMacBookAirM2

软件版本:LTspiceXVII或AltiumDesigner22

一、常见的稳压电源电路类型

1、线性稳压电路:线性稳压器通过调整电流流动来保持输出电压的稳定。常见的型号有LM317和7805。这种稳压电路简单且具有良好的噪声特性,但效率不高,多用于低功率应用。

2、开关稳压电路:开关稳压器使用脉冲调制技术进行电压调节,具有高效率的优点。典型应用包括DC-DC转换器,如Buck、Boost和Buck-Boost转换器。这类电路适用于高功率需求的便携设备。

3、超级电容稳压:随着技术的进步,超级电容稳压器的应用逐渐增多,尤其是在需要快速充放电的场景中,例如在电动工具和电动汽车中使用。

二、稳压电源电路设计要点

1、选择合适的稳压器:考虑最大输入电压、输出电压和负载电流。在选择线性还是开关稳压器时,要根据电路功耗、噪声要求和效率等因素进行取舍。

2、散热管理:线性稳压器容易产生热量,因此需要良好的散热设计,可以通过增加散热片或风扇来增强散热能力。开关稳压器的散热相对容易,但也不可忽略。

3、滤波电容的应用:在输入端和输出端加入适当的滤波电容,可以有效降低电压纹波,提升电压质量。通常使用钽电容或铝电解电容。

4、保护措施:为了保护稳压电源和负载设备,通常在设计中加入过流、过压保护电路,如在关键部分添加保险丝或使用保护二极管。

三、稳压电源常见故障及解决方案

1、输出电压不稳定:可能是由于输入电压过低或负载变化引起的。检查并确保输入电源的稳定性,并适时调整稳压器参数。

2、电源过热:检查散热片是否接触良好,是否需要增加散热片或风扇。同时检查负载电流是否超出稳压器规格。

3、输出噪声过大:可能由于滤波电容损坏或布局不合理。更换滤波电容,并重新设计PCB布局,以减少电磁干扰。

拓展知识:

1、转换效率的考量:线性稳压器通常效率低,但是优于高频噪声情况,而开关稳压器则在效率上占优。这也直接影响了电源的温升及散热管理。

2、稳压器的动态响应:在负载快速变化时,稳压器需要快速响应以保持输出电压稳定。设计时要考虑负载瞬变响应特性。

3、稳压与稳流:一般稳压电源同时支持稳流功能,尤其是在对充电设备供电时,需要保证电流的稳定性。

总结:

三、线性稳压电源工作原理

线性稳压电源的工作原理,首先需要理解的是它如何调节电压。图示中,可变电阻RW与负载电阻RL构成分压电路,输出电压公式为:Uo="Ui"×RL/(RW+RL)。通过调节RW,即可调整输出电压。请注意,如果仅看RW变化,Uo的输出并非线性,但结合RW与RL整体来看,呈现线性关系。实际应用中,电源常工作在采样与反馈模式,使用前馈方法相对较少。


为了实现稳压目的,可以使用三极管或场效应管作为调整元件,检测输出电压变化,调整其阻值,使电压保持恒定。三极管或场效应管负责调整输出电压大小,因此被称为调整管。


串联型稳压电源,如图所示,调整管串联于电源与负载之间,实现电压调节。并联型稳压电源则将调整管与负载并联,如基准稳压器TL431。并联原理通过分流确保放大管射极电压稳定,其图示可能需要仔细观察,才能明确看出并联关系。


调整管作为电阻工作,电流通过时发热,导致效率降低,是线性稳压电源的主要缺点。具体组成包括调整管、参考电压、取样电路、误差放大电路等部分,可能还包含保护与启动电路。简单的线性稳压电源原理图中,取样电阻监测输出电压,与参考电压比较,误差放大电路放大比较结果,控制调整管导通程度,确保输出电压稳定。


扩展资料

根据调整管的工作状态,我们常把稳压电源分成两类:线性稳压电源和开关稳压电源。线性稳压电源是比较早使用的一类直流稳压电源。线性稳压直流电源的特点是:输出电压比输入电压低;反应速度快,输出纹波较小;工作产生的噪声低;效率较低(现在经常看的LDO就是为了解决效率问题而出现的);发热量大(尤其是大功率电源),间接地给系统增加热噪声。

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线性电源电路图怎么看
发布人:evslouqiang 发布时间:2025-03-13