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直流穩(wěn)壓電源范文第1篇

關(guān)鍵詞 直流穩(wěn)壓電源；線性電源；開關(guān)電源

中圖分類號：TM44 文獻標識碼：A 文章編號：1671―7597（2013）031-134-01

1 線性直流穩(wěn)壓電源

1）晶體管串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源：晶體管串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源工作在線性放大狀態(tài)，因而具有反應迅速，電壓穩(wěn)定度和負載穩(wěn)定度高，輸出紋波電壓小，噪聲小。在電路技術(shù)方面，其控制電路所用的元件少。對調(diào)整管的開關(guān)特性，濾波器的高頻性能等無特別要求，所以可靠性高。

串聯(lián)式穩(wěn)壓電源的嚴重缺點是效率低。要提高效率就必須降低調(diào)整管上的壓降，減少在調(diào)整管上的損耗。解決的辦法：①PNP和NPN晶體管互補：串聯(lián)式穩(wěn)壓電源輸出電源電流較大時，通常調(diào)整管都要接成共集電極的達林頓組合管。因為在晶體管電參數(shù)相同情況下在保持電流放大倍數(shù)相等的情況下，互補連接的組合調(diào)整管的集射極壓降減少了，因而電源的效率得到提高；②偏置法：一般共集電極組合管集射間的壓降一定程度上取決偏置電流。采用偏置連接法當輸出電流一定時可以有效的提高電源效率；③開關(guān)穩(wěn)壓器作前置予調(diào)節(jié)：在輸入-輸出電壓差比較大，輸出電流也比較大的場合，采用開關(guān)穩(wěn)壓器作串聯(lián)式穩(wěn)壓器的前置予調(diào)節(jié)也是提高電源效率的有效辦法。開關(guān)予調(diào)節(jié)還可以設(shè)置在電源變壓器的原邊。

2）集成線性穩(wěn)壓器發(fā)展：早期市場集成穩(wěn)壓器的廠家很多，產(chǎn)量大、應用廣泛。主要有半導體單片式集成穩(wěn)壓器和混合式集成穩(wěn)壓器兩大類。它們的電路形式、封裝、電壓及電流的規(guī)格都是多種多樣的。集成穩(wěn)壓器可分為定電壓的，可調(diào)的，跟蹤的和浮動的。但是不管哪一種形式，它們通常由基準電壓源，比較放大器，調(diào)整元件即功率晶體三極管和某種形式的限流電路組成。有些集成穩(wěn)壓器內(nèi)部還有邏輯關(guān)閉電路和熱截止電路。集成穩(wěn)壓器與由分立元件組成的穩(wěn)壓器比較，集成穩(wěn)壓器的優(yōu)點非常明顯，成本低，體積小，使用方便，性能好，可靠性高。

3）恒流源網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)壓電源技術(shù)：采用恒流網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)壓是目前串聯(lián)穩(wěn)壓電源的有一特點。采用恒流網(wǎng)絡(luò)可以有效地提高電源的穩(wěn)定性。集成穩(wěn)壓器中普遍采用了恒流網(wǎng)絡(luò)。分立元件組成的串聯(lián)穩(wěn)壓器也愈來愈多地運用恒流技術(shù)。使用晶體管場效應管和恒流二極管等元件可以實現(xiàn)恒流。恒流二極管在分立元件的串聯(lián)穩(wěn)壓器中使用更為方便。

2 開關(guān)直流穩(wěn)壓電源

開關(guān)式直流穩(wěn)壓電源指其功率調(diào)整元件以“開”、“關(guān)”方式工作的一種直流穩(wěn)壓電源。早期的磁放大器開關(guān)直流穩(wěn)壓電源是利用鐵芯的“飽和”、“非飽和”兩種狀態(tài)進行“開”、“關(guān)”控制，那是一種低頻磁放大器。在此過程中出現(xiàn)的可控硅相控整流穩(wěn)壓電源也屬于開關(guān)直流穩(wěn)壓電源。隨后，高頻開關(guān)功率變換技術(shù)得到了快速發(fā)展，這主要是指變換器方式的高頻開關(guān)直流穩(wěn)壓電源。上個世紀90年代電力電子技術(shù)、PWM等技術(shù)的日趨成熟，直流開關(guān)電源和交流開關(guān)電源已成為主導市場。電力電子技術(shù)是利用電力電子技術(shù)對電能進行控制和轉(zhuǎn)換的學科。它包括電力電子器件 、變流電路和控制電路三個部分，是電力、電子、控制三大電氣工程技術(shù)領(lǐng)域之間的交叉學科。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)由于和現(xiàn)代控制理論、材料科學、電機工程、微電 子技術(shù)等許多領(lǐng)域密切相關(guān)，已逐步發(fā)展成為一門多學科相互滲透的綜合性技術(shù)學科。

1）無工頻變壓器化：省掉工頻電源變壓器而采用直接從電網(wǎng)整流輸入方式是開關(guān)電源減少體積和重量的一個重要措施。無工頻變壓器化已成為當代先進開關(guān)電源的一個特點。無工頻變壓器的開關(guān)電源與各種有工頻變壓器的直流穩(wěn)壓電源相比，其突出優(yōu)點是體積小、重量、效率高。開關(guān)電源的電路形式已多種多樣了。就調(diào)制技術(shù)而言有脈寬調(diào)制型、頻率調(diào)制型、混合調(diào)制型，其中脈寬調(diào)制占絕大多數(shù)。目前出現(xiàn)了完全無變壓器的開關(guān)電源，即連高頻變換器都不需要。這種電源的最大特點是體積還可比現(xiàn)在的無工頻變壓器開關(guān)電源小的多，而且沒有繞制的變壓器這一類器件，可以集成電路工藝制作。

2）開關(guān)電源高頻化：現(xiàn)代開關(guān)電源的一個顯著特點是開關(guān)頻率不斷提高，不管是晶體管開關(guān)電源、可控硅開關(guān)電源還是場效應管開關(guān)電源都是向高頻化方向發(fā)展。隨著功率IGBT和MOSFET的出現(xiàn)，開關(guān)電源的工作頻率已從早期典型的20KHz逐步提高到兆赫范圍甚至G赫范圍。

3）控制電路集成化：早期開關(guān)電源的控制電路是用分立元件構(gòu)成的。這樣，電路設(shè)計復雜，調(diào)試維修麻煩，影響開關(guān)電源的推廣應用。為了適應開關(guān)電源的迅速發(fā)展，集成化的開關(guān)電源控制電路被研制成功，而且功能愈加完善。開關(guān)電源控制電路集成化，大大簡化了開關(guān)電源的設(shè)計，提高了開關(guān)電源的電性能和可靠性，而且體積小，降低成本。

4）主要元器件高頻化：為了適應開關(guān)電源迅速發(fā)展的需要，開關(guān)電源所用的主要元器件的發(fā)展也很快，其主要目標是高頻化。開關(guān)電源中的開關(guān)元件-功率晶體管、可控硅和場效應管都在提高看工作頻率方面取得了成績。但是最引人注目的是功率管IGBT復合管，MOSFET場效應管的出現(xiàn)，它不僅開關(guān)頻率提高到1MHz-1GHz，而且開關(guān)特性好，所需驅(qū)動功率小，不存在二次就穿，能防止熱奔等特殊優(yōu)點。另外大電流肖特基勢壘的出現(xiàn)大大改善了低電壓電流開關(guān)電源的整流效率，它具有開關(guān)速度快、反向恢復時間短，正向壓降地等優(yōu)點。在濾波過程中，電容器等器件也要在材料、結(jié)構(gòu)工藝諸方面進行研制，以適應開關(guān)電源高頻化的要求。

5）全數(shù)字化控制：開關(guān)電源的控制已經(jīng)由模擬控制，模數(shù)混合控制，進入到全數(shù)字控制階段。全數(shù)字控制是一個新的發(fā)展趨勢，已經(jīng)在許多功率變換設(shè)備中得到應用。但是過去數(shù)字控制在DC/DC變換器中用得較少。近兩年來，開關(guān)電源的高性能全數(shù)字控制芯片已經(jīng)開發(fā)，費用也已降到比較合理的水平，歐美已有多家公司開發(fā)并制造出開關(guān)變換器的數(shù)字控制芯片及軟件。全數(shù)字控制的優(yōu)點是：數(shù)字信號與混合模數(shù)信號相比可以標定更小的量，芯片價格也更低廉；對電流檢測誤差可以進行精確的數(shù)字校正，電壓檢測也更精確；可以實現(xiàn)快速，靈活的控制設(shè)計。

參考文獻

直流穩(wěn)壓電源范文第2篇

電路原理

整機電路如圖1所示。主輸出電路由晶閘管預調(diào)壓電路和晶體管線性調(diào)整電路串聯(lián)而成。

1.主輸出電路原理 主電路的輸出回路見附圖中粗實線。B2為升壓型高壓變壓器，初級輸入220V，次級升壓至560V，次級額定輸出電流大于5A。B2次級輸出的交流電壓經(jīng)晶閘管SCR301、SCR302全波整流、C303、C304、L301濾波后產(chǎn)生一直流電壓U2，晶閘管的導通角受控后可在0~180°范圍內(nèi)調(diào)整，因此U2的輸出電壓范圍很寬，約數(shù)伏到500多伏。變壓器B301為一個多繞組的變壓器，其中次級16V繞組的額定輸出電流大于5A，其它次級繞組的電流大于1A即可。次級16V繞組輸出的電壓經(jīng)全橋ZL201整流、C201濾波后，產(chǎn)生出約20V的低電壓U1。大家可以看出，U1與U2是串聯(lián)疊加的。由于二極管D304的箝位作用，加在線性調(diào)整管Q301、Q302的c、e極兩端的最大電壓不會超過U1的值。因此輸出電壓UO由U1+U2串聯(lián)升壓后再經(jīng)Q301、Q302線性穩(wěn)壓后產(chǎn)生。Q301、Q302承受的最高電壓不超過20V，即使輸出電流達5A時，最大功耗也才100W，只要加上合適的散熱器，完全在安全工作范圍內(nèi)。而Q301、Q302則處于開關(guān)狀態(tài)，功耗也不大，再加上使用了大電流高耐壓的單向晶閘管（25A/1200V），因此整個系統(tǒng)的可靠性非常高。

2.晶閘管移相觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路

B301的次級雙14V繞組電壓經(jīng)D101、D103全波整流后，形成100Hz的脈動波加至IC101A的同相輸入端。IC102穩(wěn)壓產(chǎn)生12V的穩(wěn)定工作電壓，該電壓由R103、R104、R105串聯(lián)支路分壓產(chǎn)生1.5V、0.5V兩個參考電壓。其中0.5V參考電壓加至IC101A的反相輸入端，1.5V參考電壓加至IC101B的同相輸入端。IC101A為一電壓比較器，由其將100Hz脈動波整形成前后沿陡峭的矩形波（占空比接近100%）。IC101B構(gòu)成積分器電路，它將矩形波轉(zhuǎn)換成線性良好的鋸齒波。IC101C也為一電壓比較器，這里它構(gòu)成了脈沖寬度調(diào)制器，IC101C的反相端加入鋸齒波，同相端則加入調(diào)制電壓信號。當同相端的電壓升高時，IC101C輸出的脈沖占空比升高。反之則降低。

3.基準電壓產(chǎn)生電路 B301的次級18V繞組電壓經(jīng)橋式整流濾波后，產(chǎn)生約20V的非穩(wěn)定電壓，該電壓供IC2工作。D107為9V的穩(wěn)壓二極管，它產(chǎn)生一精確的基準電壓，經(jīng)IC2C變換成14V穩(wěn)定參考電壓。

4.比較放大器 IC102D構(gòu)成電壓比較放大器（實際上為一跟隨器）。VR301為調(diào)節(jié)輸出電壓的主電位器，VR302、VR102等構(gòu)成補償電路，調(diào)節(jié)VR301后，即可改變加于IC102D同相端的參考電壓。調(diào)整過程如下：當某種原因（如溫漂）使Q302的發(fā)射極電壓上升時，經(jīng)1R27、FL301、R125后反饋回IC102D的反相端，進而使IC102D的輸出電壓下降，Q302趨于截止，使Q302的發(fā)射極電壓恢復正常。

5.限流保護電路 IC102B、電流取樣電阻1R27、FL301等構(gòu)成保護電路。VR303為調(diào)節(jié)限流的主電位器，VR101為補償電位器。IC102B的同相端加一穩(wěn)定的參考電壓，而反相端則加上由1R27、FL301電流取樣后轉(zhuǎn)換出的電壓。一旦過流，IC102B的反相端電壓大于同相端電壓，IC102B輸出低電平，經(jīng)D111后使Q301、Q302截止，同時使Q201導通，通過光耦N201后使Q202、Q203導通，蜂鳴器FM301報警，單穩(wěn)電路IC201動作，J302吸合（當K303閉合時）切斷輸出主回路。同時J302的另一副觸點閉合自保，維持J302吸合。

6.晶閘管的預調(diào)壓 IC101C產(chǎn)生的PWM脈沖信號，經(jīng)Q101、Q102、Q103電流放大后，加于SCR301、SCR302的門極上進行移相觸發(fā)，進而控制其導通角，實現(xiàn)晶閘管在大范圍內(nèi)進行預調(diào)壓。調(diào)整過程如下：有某種因素使輸出電壓UoQ301、Q302的基極電流IbQ301、Q302的c、e極電壓UceQ104的基極電流IbQ104的c、e極電壓UceIC101C輸出的矩形波占空比SCR301、 SCR302導通角預調(diào)電壓U1Uo恢復正常。

7.其它 IC202、IC203穩(wěn)壓產(chǎn)生的兩組5V電源供數(shù)字電流表及數(shù)字電壓表工作所用。電路中A為三位半電流表，V為四位半電壓表，M301為冷卻風扇， FL301錳銅絲制成的電流表取樣電阻。

元件選用

變壓器B2的次級繞組額定電流應達5A。變壓器B301的次級16V繞組額定電流也應達5A，其它次級繞組的額定電流有1A就可以了。

晶閘管SCR301、SCR302選25A/1200V。V301~V305為25A/1200V整流二極管，它們均需安裝在合適的鋁質(zhì)散熱器上。C301~C306、C310~C311應選進口高品質(zhì)鋁電解電容器。VR301、VR303為多圈式精密線繞電位器。其它元件均按圖中標示選用。

主要技術(shù)特點

直流穩(wěn)壓電源范文第3篇

關(guān)鍵詞：無級；可調(diào)直流電壓源；晶振測試

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）05-0235-02

The Design of Stepless DC Regulated Power Supply with Crystal Test

ZHENG Qi ， SHANG Dong-mei ， BAI Yun ， AN Jing-yu ， HAN Juan

（Xi'an University of Science and Technology，Engineering Training Center， Xi'an 710000， China）

Abstract： As an important part in quality-oriented education of undergraduate education practice， our school is a compulsory training course in science and engineering， electrical and electronic design in this course， with no exception of adjustable regulated power supply is used， as well as the crystal vibration tester. In order to meet the urgent needs of the electrical and electronic training courses in our school， has been developed with the test crystals stepless adjustable dc regulated power supply. This paper mainly introduces the stepless adjustable with the test crystals is main part of dc regulated power supply， working principle and application.

Key words： stepless. adjustable dc voltage source； crystal vibration test

作為理工科類大學生鍛煉動手能力的最基礎(chǔ)的電工電子實訓課程-電工電子設(shè)計實訓課程是我校面向理工類本科生的必選基礎(chǔ)實訓課程，覆蓋面大、學生多、工作量大。提供給學生選擇及要求學生選做的多個實訓套件需要的電源不同。為了能夠提供實訓中不同套件的電源，需要具有可調(diào)直流電源。本文所述電源分為無級可調(diào)直流穩(wěn)壓電源及測試晶振兩個模塊?；谠搶嵱栒n程需要的所購的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源成本較高，數(shù)量有限，故研制該儀器以解決現(xiàn)存問題。該帶測試晶振的無級可調(diào)直流穩(wěn)壓電源比專門的儀器相比，體積小巧，價格低廉、使用方便。晶振測試可用于51單片機12MHZ晶振的測試，市面上測試晶振的儀器比較少、且價格較高，51單片機的晶振經(jīng)測試后再焊，可避免焊上壞的導致不易拆除、更換。

1 帶測試晶振的無級可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的主要性能

可調(diào)直流穩(wěn)壓電源能夠任意輸出1.3-36V以內(nèi)的直流電壓，誤差達到10%左右；實訓所用晶振的測試誤判率5%左右。

2 電原理圖、方案及設(shè)計

2.1 無級可調(diào)直流穩(wěn)壓電源模塊

電路主要應用了LM317。LM317是美國國家半導體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。其輸出電壓范圍是1.2V-37V，最大負載電流為1.5A。使用時只需外接兩個電阻即可設(shè)置輸出電壓。它的線性調(diào)整率和負載調(diào)整率比標準的穩(wěn)壓器好。LM317過載保護、輸出短路保護、安全區(qū)保護等多種保護電路。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標準三端穩(wěn)壓器高得多的紋波抑制比。典型線性調(diào)整率0.01%，典型負載調(diào)整率0.1%。80dB紋波抑制比。輸出短路保護，過流、過熱保護，安全區(qū)保護。標準三端晶體管封裝。

Vout≈1.25V*（1+R3/R2）

用LM317制作可調(diào)穩(wěn)壓電源，常因電位器接觸不良使輸出電壓升高而燒毀負載。如果增加一只三極管（如下圖所示），在正常情況下，T1的基極電位為0，T1截止，對電路無影響；而當W1接觸不良時，T1的基極電位上升，當升至0.7V時，T1導通，將LM317T的調(diào)整端電壓降低，輸出電壓也降低，從而對負載起到保護作用。

2.2 晶振測試模塊

主要通過三極管和周邊元件構(gòu)成電路滿足“巴克豪森準則”（即公式a），（環(huán)路增益不能太大，否則也不起振，）形成震蕩，使晶振起振，如果不起振，那么晶振就是壞的，從而鑒別晶振的好壞。

|H（jω0）|R1

2.3 儀器設(shè)備硬件設(shè)計電原理圖

2.3.1晶振測試模塊電路原理圖如圖1所示。 印制板為PCB板1。

2.3.2可調(diào)直流電壓源模塊電原理圖如圖2所示。印制板為PCB板2。

3 帶測試晶振的無級可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的應用及使用

3.1 帶測試晶振的無級可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的應用

該設(shè)備可作為需要直流電壓源套件的電源：收音機電源、門鈴電源、報警器電源、功放電源、收音機電源、51單片機電源，另外晶振測試模塊可用于51單片機晶振測試。

3.2 帶測試晶振的無級可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的使用

輸出端正極（紅鱷魚夾）接電路正極，輸出端負極（黑鱷魚夾）接電路負極。將220V的電源線插頭插在市電插座上。打開開關(guān)1，直流電壓源指示燈（紅）亮，調(diào)節(jié)旋鈕，輸出電壓變化，其值顯示在電壓表頭上；另外，打開開關(guān)K2，測試晶振，晶振電源指示燈（紅）亮，如果晶振是好的，晶振質(zhì)量綠指示燈亮，否則綠指示燈不亮。

3.3 帶測試晶振的無級可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的調(diào)試

調(diào)試過程：測試晶振的電源指示燈串聯(lián)的限流電阻阻值1.8K，原先過于偏低，發(fā)光二極管發(fā)燙，經(jīng)過多次試驗最終選定合適值為5.1K；無級可調(diào)直流電壓源原先設(shè)計的可調(diào)電位器（用于調(diào)節(jié)輸出電壓）為4.7K，電壓輸出偏低，經(jīng)過調(diào)試，最終確定為6.8K，電壓輸出符合要求；LM317選用鐵殼封裝，否則溫度過高容易高溫損壞。

參考文獻：

[1] 姜愛婷，楊毅，楊靜. 高頻開關(guān)直流屏的設(shè)計[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2013（12）：41-38.

直流穩(wěn)壓電源范文第4篇

關(guān)鍵詞：直流穩(wěn)壓電源；生產(chǎn)過程；項目；任務(wù)

中圖分類號：TM44-4 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.03.056

1 教材分析

通過本課程的學習，使學生掌握電子技術(shù)公共的基礎(chǔ)知識和基本技能，培養(yǎng)和提高學生運用所學專業(yè)基礎(chǔ)與技能分析問題、解決問題的能力，以及繼續(xù)學習專業(yè)課程的能力，為學生職業(yè)生涯的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

教學內(nèi)容選自第一章和第四章的整流器、濾波器和穩(wěn)壓器三部分內(nèi)容。它們是模擬電路的基本電路，也是模擬電路應用的基礎(chǔ)，因此在電子技術(shù)中占有非常重要的地位。

教材上的對三部分內(nèi)容上的設(shè)計是獨立分離的，對理論知識依然偏重。為了體現(xiàn)體現(xiàn)“三以一化”課程理念，本人對教材進行項目課例開發(fā)，打破傳統(tǒng)的教學模式，開發(fā)了基于生產(chǎn)過程的《直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計與制作》項目，融合了多門學科（電子CAD課程、仿真軟件課程和電子技能課程），由單一能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合職業(yè)能力的提升。

2 教學目標及重點

2.1 知識與技能目標

①理解整流、濾波和穩(wěn)壓電路的原理；②熟悉橋式整流電路、電容濾波電路和穩(wěn)壓器的作用并能正確應用；③掌握直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計與制作并能實現(xiàn)+5V、+15V、-15V、+18V和-18V穩(wěn)壓電源功能；④掌握檢測元器件、使用常用儀器儀表、裝配和調(diào)試直流穩(wěn)壓電源電路的能力；⑤會用Multsim仿真軟件驗證直流穩(wěn)壓電源電路功能；⑥會用Protel2004軟件設(shè)計直流穩(wěn)壓電源電路板；⑦掌握資料檢索、信息收集、制定方案及撰寫報告的能力。

2.2 方法和過程目標

①學會自主探究、嘗試性學習的方法；②學會小組分工合作、團隊協(xié)作學習的方法；③學會在相互討論、評價中提高能力；④通過對任務(wù)要求的解讀，提高分析問題和解決問題的能力。

2.3 情感和態(tài)度價值觀目標

①培養(yǎng)學生自信、勤奮、樂于動腦、嚴謹治學的學習態(tài)度和精神；②培養(yǎng)學生利用網(wǎng)絡(luò)學習環(huán)境主動獲取信息的意識；③通過探索、自主學習，體驗成功的喜悅和實現(xiàn)自我價值；④培養(yǎng)學生良好的職業(yè)道德、團隊精神、組織協(xié)調(diào)能力及創(chuàng)新意識。

根據(jù)課程標準和職業(yè)學校人才培養(yǎng)要求，確立本項目的教學重點為：①橋式整流電路、電容濾波電路和三端集成穩(wěn)壓器的工作原理；②直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計和制作方法和過程。

3 教學過程設(shè)計

直流穩(wěn)壓電源范文第5篇

【關(guān)鍵詞】直流；穩(wěn)壓電路；原理分析

穩(wěn)壓電路是指在輸入電壓、負載、環(huán)境溫度、電路參數(shù)等發(fā)生變化時仍能保持輸出電壓恒定的電路。這種電路能提供穩(wěn)定的直流電源，對各種電子設(shè)備能夠穩(wěn)定工作起到了重要的作用。常見直流穩(wěn)壓電路主要有四種，分別為：穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路、串聯(lián)晶體管穩(wěn)壓電路、并聯(lián)晶體管穩(wěn)壓電路和開關(guān)型穩(wěn)壓電路。

一、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓二極管，又叫齊納二極管，是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。在這臨界擊穿點上，反向電阻降低到一個很小的數(shù)值，在這個低阻區(qū)盡管流過二極管的電流變化很大，而其兩端的電壓卻變化極小，并且這種現(xiàn)象的重復性很好，從而起到穩(wěn)壓作用。因為這種特性，穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準元件使用。

圖1為穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路，由限流電阻RS和穩(wěn)壓二極管DZ組成。

Us為未穩(wěn)壓的輸入直流電壓， UO為經(jīng)過穩(wěn)壓的直流電壓， RS為DZ的限流保護電阻， 又起電壓調(diào)整作用， DZ為穩(wěn)壓二極管， RL為負載電阻。其工作原理是： 此電路主要利用穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓特性， 即DZ反向?qū)ê笃鋬啥说膲航祷颈３植蛔?。當US增大引起RS上的電流增大， 但UO 即DZ兩端的電壓保持恒定不變， 這樣US的增大量全部降在RS上， 以保持UO不變， 反之亦然。在實際應用中RS的特性和DZ的特性對整個穩(wěn)壓過程起關(guān)鍵作用。

這種穩(wěn)壓電路的工作范圍受穩(wěn)壓管最大功耗的限制，Iz不能超過一定數(shù)值。其關(guān)鍵是：在US、RL及UO均為給定的條件下，Rs值的選取應保證在輸入電壓為最大值USmax時，穩(wěn)定電流Iz和穩(wěn)壓管允許的功耗不超過規(guī)定的最大值；在輸入電壓為最小值時，又能保證Iz不低于最小的穩(wěn)定電流。

二、并聯(lián)晶體管穩(wěn)壓電路

晶體管是一種固體半導體器件，可以用于檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號調(diào)制和許多其它功能。晶體管作為一種可變開關(guān)，基于輸入的電壓，控制流出的電流，因此晶體管可做為電流的開關(guān)。

圖2為并聯(lián)晶體管穩(wěn)壓電路。其中T是調(diào)整管、DZ是基準穩(wěn)壓管，Rs是Dz的限流電阻，RO是負載。這個穩(wěn)壓電路的輸出電壓約等于穩(wěn)壓管DZ的穩(wěn)壓值（實際上要加上T發(fā)射結(jié)電壓，一般鍺管取0.3V，硅管取0.7V）。這是由于電源在工作時，T發(fā)射結(jié)導通，發(fā)射極電壓與基極電壓連結(jié)一致，而基極電壓被DZ穩(wěn)定在一個固定值。這個電路可以看作T將DZ的穩(wěn)壓作用放大了β倍，相當于接入一個穩(wěn)壓值為DZ穩(wěn)壓值，穩(wěn)壓效果為β倍DZ穩(wěn)壓效果的穩(wěn)壓管。

并聯(lián)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓性能有所提高，線路也不復雜，其優(yōu)點是：有過載自保護性能，輸出斷路時調(diào)整管不會損壞；在負載變化小時，穩(wěn)壓性能比較好；對瞬時變化的適應性較好。 但并聯(lián)穩(wěn)壓電路也有比較大的缺點：效率較低，特別是輕負載時，電能幾乎全部消耗在限流電阻和調(diào)整管上；輸出電壓調(diào)節(jié)范疇很?。环€(wěn)定度不易做得很高。這些固有的缺點很難改進，所以現(xiàn)在普遍利用的都是串聯(lián)穩(wěn)壓電路。

三、串聯(lián)晶體管穩(wěn)壓電路

圖3為簡單的串聯(lián)晶體管穩(wěn)壓電路。調(diào)整管T與負載電阻RO相串聯(lián)，當由于供電或用電發(fā)生變化引起電路輸出電壓波動時，它都能及時地加以調(diào)節(jié)，使輸出電壓保持基本穩(wěn)定，因此它被稱做調(diào)整管。穩(wěn)壓管DZ為調(diào)整管提供基準電壓，使調(diào)整管基極電位不變。RS 是DZ的保護電阻，限制通過DZ的電流，起保護穩(wěn)壓管的作用。

電路穩(wěn)壓過程是這佯的：如果輸人電壓US增大，使輸出電壓UO增大時，由于Ub=Uw固定不變，調(diào)整管基射集間電壓Ube =Ub-US將減小，基極電流Ib隨之減小，而管壓降Uce 隨之增大，從而抵消了US 增大的部分，使UO基本穩(wěn)定。如果負載電流IO增大，使輸出電壓UO減小時，由于Ub固定，Ube 將增大，Uce 減小，也同樣地使UO基本穩(wěn)定。

從上面分析中可以看到，調(diào)整管既象是一個自動的可變電阻：當輸出電壓增大時，它的“阻值”就增大，分擔了大出來的電壓；當輸出電壓減小時，它的“阻值”就減小，補足了小下去的電壓。無論是哪種情況，都使電路保持輸出一個穩(wěn)定的電壓。這種穩(wěn)壓電路也能輸出較大的電流，而且輸出電阻低，穩(wěn)壓性能好；電路也易于制作，但其也有輸出電壓不可調(diào)等缺點。

四、開關(guān)型穩(wěn)壓電路

基于上述線性穩(wěn)壓電路的線性穩(wěn)壓電源雖然電路結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，但它存在著效率低（只有30%-50%）、體積大、銅鐵消耗量大，工作溫度高及調(diào)整范圍小等缺點。為解決線性型穩(wěn)壓電源功耗較大的缺點，研制了開關(guān)型穩(wěn)壓電源。開關(guān)穩(wěn)壓器的轉(zhuǎn)換率可達60%～85%以上，而且可以省去工頻變壓器和巨大的散熱器，體積和重量都大為減小，具有體積小，效率高的優(yōu)點。這種開關(guān)型電路已在各種電子設(shè)備中獲得廣泛的應用。

開關(guān)式穩(wěn)壓電源接控制方式分為調(diào)寬式和調(diào)頻式兩種，在實際的應用中，調(diào)寬式使用得較多，在目前開發(fā)和使用的開關(guān)電源集成電路中，絕大多數(shù)也為脈寬調(diào)制型。

開關(guān)式穩(wěn)壓電源的基本電路框圖如圖4所示。 交流電壓經(jīng)整流電路及濾波電路整流濾波后，變成含有一定脈動成份的直流電壓，該電壓進人高頻變換器被轉(zhuǎn)換成所需電壓值的方波，最后再將這個方波電壓經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷??？刂齐娐窞橐幻}沖寬度調(diào)制器，它主要由取樣器、比較器、振蕩器、脈寬調(diào)制及基準電壓等電路構(gòu)成。這部分電路目前已集成化，制成了各種開關(guān)電源用集成電路?？刂齐娐酚脕碚{(diào)整高頻開關(guān)元件的開關(guān)時間比例，以達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。

常用的實現(xiàn)開關(guān)控制的方法；有自激式開關(guān)穩(wěn)壓器、脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓器和直流變換式開關(guān)穩(wěn)壓器等。開關(guān)型穩(wěn)壓電路體積小，轉(zhuǎn)換效率高，但控制電路較復雜。隨著自關(guān)斷電力電子器件和電力集成電路的迅速發(fā)展，開關(guān)電源已得到越來越廣泛的應用。

參考文獻：

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