直流电源讲义.docVIP

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。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，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 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、调整管和取样电路四部分构成。 三、分类四、线性直流稳压电源介绍HZ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： 电源稳定度及负载稳定度较高； 输出波纹电压小； 瞬态响应速度快； 线路结构简单、便于维修； 没有开关干扰。 3.线性稳压电源的缺点： 功耗大，效率低，其效率一般只有45%； 体积大、重量重、不能微小型化； 必须有较大容量的滤波电容。 4.造成这些缺点的原因： （1）从图1-1的线性稳压电源的原理图中可以看到，调整管V在电源的整个工作过程中，一直是工作在晶体管特