直流电源讲义

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1、一、概述1.稳压电源的作用和组成电子设备一般是由整流器供电的。当交流电网电压或负载电流变化时，整流器输出电压也会随之发生变化。但是，许多电子设备，比如精密的电子测试仪器、自动控制仪表设备和电子计算机等，都要求直流电源电压稳定不变，否则，将造成测量和计算误差，或引起自动控制装置工作不稳，甚至根本无法工作。为了供给稳定的电流电压，必须采用直流稳压电路。直流稳压电路与整流器和滤波器合在一起，构成直流稳压电源，其方框图如图1所示。图1直流稳压电源方框图如果在整流器的前面加入交流稳压器，稳定交流输入电压，如图2所示，也能使整流

2、器的输出电压稳定。不过，当负载变化时，这种稳压电源的输出电压有较大的变化，所以，这种稳压电源只能适用于固定负载。图2稳定整流器输入电压的稳压电源方框图在实际应用中，如果需要负载电流保持稳定，可以采用稳流电路。在电源电压和负载阻抗发生变化的情况下，稳压电路能够使负载电流保持不变。2.稳压电源的基本工作原理对于理想的稳压电源来说，不管输入电压、负载或温度如何变化，输出电压都应保持不变，并且在任一频率上，输出阻抗都应当为零。理想稳压器的调整特性曲线（即输出电压Vo与负载电流IL的关系曲线）如图3所示。实际上，稳压器不可能完

3、全具有这种理想特性。图3理想稳压器的调整特性曲线稳压器的基本工作原理可用图4所示的基本等效电路来说明。图4稳压器的基本等效电器从该电路可以清楚地看出，当输入电压Vi和负载电流IL变化时，只要适当调整电阻R1或R2的阻值，输出电压Vo就能保持稳定不变。如果R1采用固定电阻，R2采用可变电阻，那么，当输入电压Vi保持不变而负载电阻Rl减小时，必然引起负载电流Il增加，从而使输出电压Vo降低。此时，如果增大电阻R2的阻值，可以使流过电阻R2的电流IR2减小，这样就能维持流过电阻R1的总电流不变，输出电压Vo也可以维持不变。

4、同样，假设负载电阻Rl不变而输入电压Vi增加时，只要减小电阻R2的值，增加流过电阻R2的电流，从而增加流过电阻R1的电流，使电阻R1两端的降压增大，也可保持输出电压Vo不变。在这种电路中，由于能够调整输出电压Vo的电阻R2与负载RL并联，所以这类稳压器叫做并联稳压器。如果R2采用固定电阻，R1采用可变电阻，因输入电压Vi或负载电流IL变化而使输出电压VO升高时，只要适当增加电阻R1的阻值，就能使R1两端的降压增加，从而使输出电压VO保持不变。如果由于输入电压或负载电流变化而使输出电压降低时，只要适当减小电阻R1的阻值

5、，使R1两端的降压减小，也能使输出电压VO保持不变。在这种电路中，由于能够调整输出电压的电阻R1与负载RL串联，所以这类稳压器叫做串联稳压器。如果电阻R1用开关元件代替，再增加适当的脉冲发生器和滤波器，就组成了开关稳压器。开关元件通常采用晶体管和可控硅等有源器件。脉冲民生器根据输出电压的变化来改变其工作状态或频率，以控制开关元件导通或截止的时间。滤波器能使输出电压比较平稳。二、直流稳压电源的基本知识在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。稳压电源的组成如下图所示，它由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四

6、部分组成。　　直流稳压电源的技术指标特性指标：输入电压、输出电压、输出电流、输出电压范围1.单相整流电路　　整流电路是小功率直流稳压电路电源的组成部分。其主要功能是利用二极管的单向导电性，将正弦交流电转变成单方向的脉动直流电。桥式整流电路　　桥式整流属于全波整流，它不是利用副边带有中心抽头的变压器,而是用四个二极管接成电桥形式，使在电压V2的正负半周均有电流流过负载，在负载形成单方向的全波脉动电压。电容滤波电路电路组成：　　如图10.14所示的电路是由运放组成的串联反馈稳压电路。它由基准电压、比较放大、调整管和取样电

7、路四部分构成。三、稳压电源的分类稳压电源的作用是消除或减弱输入电压负载电流和温度变化对输出电压的影响,为了完成这个作用,可以采用各种类型的稳压电路,根据稳压电路与负载连接方法的不同,可分为并联稳压电源和串联稳压电源;根据稳压电路工作状态的不同,可分为线行稳压电源和开关稳压电源.四、线性直流稳压电源介绍1.线性稳压电源概述所谓线性稳压电源，是指在稳压电源电路中的调整功率管是工作在线性放大区。其工作过程为：将220V、50HZ的工频电压经过线性变压器降压以后，再经过整流、滤波和线性稳压，最后输出一个波纹电压和稳定性能均符

8、合要求的直流电压。其原理方框图如图1-1所示。图1-1线性稳压电源原理图2.线性稳压电源的优点：（1）电源稳定度及负载稳定度较高；（2）输出波纹电压小；（3）瞬态响应速度快；（4）线路结构简单、便于维修；（5）没有开关干扰。3.线性稳压电源的缺点：（1）功耗大，效率低，其效率一般只有45%；（2）体积大、重量重、不能微小型化；（3）必须有较大容