直流穩(wěn)壓電源原理圖解析，直流穩(wěn)壓電源的組成與工作原理

　　穩(wěn)壓電源（stabilized voltage supply）是能為負載提供穩(wěn)定的交流電或直流電的電子裝置，包括交流穩(wěn)壓電源和直流穩(wěn)壓電源兩大類。

　　直流穩(wěn)壓電源是一種可以為負載提供穩(wěn)定直流電源的電子裝置。直流穩(wěn)壓電源的供電電源大都是交流電源，當交流供電電源的電壓或負載電阻變化時，穩(wěn)壓器的直流輸出電壓都會保持穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源隨著電子設(shè)備向高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性的方向發(fā)展，對電子設(shè)備的供電電源提出了高的要求。

　　在采用市電作動力源的儀器中，首先通過變壓器把市電電壓變成所需電壓，然后經(jīng)整流變成直流再供給儀器使用。其任務(wù)是將有效值一般為 220V ，頻率為 50Hz 的交流輸入電壓轉(zhuǎn)換成幾伏至幾十伏的直流輸出電壓，且要求直流輸出電壓平滑、穩(wěn)定。實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換大體需要采用變壓、整流、濾波及穩(wěn)壓等四部分電路，其總體框圖如圖所示。

　　常用的直流電源中根據(jù)其工作原理的不同，可分為直流穩(wěn)壓電源和開關(guān)電源。直流穩(wěn)壓電源具有輸出精度高，紋波小等優(yōu)點；而開關(guān)電源具有體積小，效率高等優(yōu)點。

　　直流穩(wěn)壓電源由輸入電壓變換電路、整流、濾波電路和穩(wěn)壓輸出電路組成。輸入電壓變換電路由電源變壓器、整流電路、濾波電路組成，其中整流電路方式有半波整流、全波整流和橋式整流三種。為了獲得直流電壓最常用的方法是將交流市電經(jīng)電源變壓器產(chǎn)生合適的交流電壓后，再利用二極管的單向?qū)щ娞匦詫⑵滢D(zhuǎn)變?yōu)閱畏较颍粗绷鳎┟}動電壓，這一過程稱為整流。

　　直流穩(wěn)壓電源的原理圖與其組成：

　　電源變壓器： 將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。

　　整流電路： 將交流電壓u2變?yōu)槊}動的直流電壓u3。

　　濾波電路： 將脈動直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。

　　穩(wěn)壓電路： 清除電網(wǎng)波動及負載變化的影響，保持輸出電壓uo的穩(wěn)定。

　　直流穩(wěn)壓電源由四個環(huán)節(jié)組成：電源變壓器，整流電路，濾波電路及穩(wěn)壓電路。結(jié)構(gòu)框圖如上圖所示

　　直流穩(wěn)壓電源的工作原理：

　　直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成。四個環(huán)節(jié)的工作原理如下：

　?。?）電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。

　?。?）整流濾波電路：整流電路將交流電壓Ui變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓U1。

　?。?）濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓各濾波電容C滿足RL-C=（3~5）T/2，

　?。?）穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負載的變化而變化。

　　電路中，D5、D6和C1共同組成全波整流濾波電路，將輸入的交流電轉(zhuǎn)換成直流電；Q1、Q2組成一達林頓射隨電路，Q1稱為調(diào)整管，Q2稱為推動管，為負載供電；Q3、D8、R2、R3、RW1共同組成輸出電壓取樣負反饋電路，Q3稱為采樣放大管，D8稱為基準穩(wěn)壓管，此部分用于穩(wěn)定輸出電壓；Q4、R5組成輸出電流取樣電路，為輸出提供過流保護；C5為輸出濾波電容。由于調(diào)整管和負載相對于輸入而言呈串連的關(guān)系，故這種電源稱為串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源。

　　220V 交流電經(jīng)電源變壓器降壓為低壓交流電后，經(jīng)由D5、D6、C1組成的全波整流濾波電路整流濾波變成直流電，輸送給達林頓射隨電路，最后由射隨電路向負載提供直流電壓VO，該電壓VO的大小由基準電壓VREF和采樣支路的分壓比決定。當輸出電壓VO由于某種原因瞬時升高時，輸出電壓取樣電路的Q3的集電極電流就會增大，導(dǎo)致射隨電路的基極電流下降，調(diào)整管的內(nèi)阻增大，管壓降增加，輸出電壓VO降低；當輸出電壓VO瞬時降低時，輸出電壓取樣電路的Q3的集電極電流就會減小，射隨電路的基極電流就會增加，管壓降減小，從而使輸出電壓VO也跟著升高；上述過程使得輸出電壓穩(wěn)定在某個電壓值上，從而實現(xiàn)穩(wěn)壓。通過調(diào)節(jié)RW1 ，可以改變輸出電壓值的大小。

　　當負載電流超過額定輸出電流時，在R5上的壓降將使Q4導(dǎo)通，迫使射隨電路的偏置電壓減小，內(nèi)阻增加，管壓降增加，則射隨電路的輸出電流被限制，輸出電壓也降低，從而起到過流保護作用，這種結(jié)構(gòu)屬于限流型保護電路。

　　輸入的 220V交流電壓經(jīng)過變壓器降壓后，經(jīng)整流二極管整流后輸出為脈動直流電壓，具有較大的電壓紋波，經(jīng)過電容C1、C2、 C3平滑濾波后輸出電壓較為平穩(wěn)，再輸入到穩(wěn)壓電路，就可在輸出端得到一個穩(wěn)定的、電壓紋波很小的直流穩(wěn)壓電源。

　　直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用：

　　直流穩(wěn)壓電源引可廣泛應(yīng)用于國防、科研、大專院校、實驗室、工礦企業(yè)、電解、電鍍、直流電機、充電設(shè)備等。除此之外還可以應(yīng)用于：

　?。?）可用于各種電子設(shè)備老化，如PCB板老化，家電老化，各類IT產(chǎn)品老化，CCFL老化，燈管老化;

　?。?）適用于需要自動定時通、斷電，自動記周期數(shù)的電子元件的老化、測試;

　　（3）電解電容器脈沖老練;

　?。?）電阻器，繼電器，馬達等測試老練;

　?。?）整機老練;電子元器件性能測試，例行試驗。