直流穩(wěn)壓電源簡介

　　能為負載提供穩(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，對電子設備的供電電源提出了高的要求。

　　由于電子技術的特性，電子設備對電源電路的要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負載要求的電能，而且通常情況下都要求提供穩(wěn)定的直流電能。提供這種穩(wěn)定的直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源在電源技術中占有十分重要的地位。另外，很多電子愛好者初學階段首先遇到的就是要解決電源問題，否則電路無法工作、電子制作無法進行，學習就無從談起。

　　直流穩(wěn)壓電源分類

　　1.線性

　　線性穩(wěn)定電源有一個共同的特點就是它的功率器件調整管工作在線性區(qū)，靠調整管之間的電壓降來穩(wěn)定輸出。由于調整管靜態(tài)損耗大，需要安裝一個很大的散熱器給它散熱。而且由于變壓器工作在工頻（50Hz）上，所以重量較大。

　　該類電源優(yōu)點是穩(wěn)定性高，紋波小，可靠性高，易做成多路，輸出連續(xù)可調的成品。缺點是體積大、較笨重、效率相對較低。這類穩(wěn)定電源又有很多種，從輸出性質可分為穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源及集穩(wěn)壓、穩(wěn)流于一身的穩(wěn)壓穩(wěn)流（雙穩(wěn)）電源。從輸出值來看可分定點輸出電源、波段開關調整式和電位器連續(xù)可調式幾種。從輸出指示上可分指針指示型和數字顯示式型等等。

　　2.開關型

　　與線性穩(wěn)壓電源不同的一類穩(wěn)電源就是開關型直流穩(wěn)壓電源，它的電路型式主要有單端反激式，單端正激式、半橋式、推挽式和全橋式。它和線性電源的根本區(qū)別在于它變壓器不工作在工頻而是工作在幾十千赫茲到幾兆赫茲。功能管不是工作在飽和及截止區(qū)即開關狀態(tài)；開關電源因此而得名。

　　開關電源的優(yōu)點是體積小，重量輕，穩(wěn)定可靠；缺點相對于線性電源來說紋波較大（一般≤1%VO（P-P），好的可做到十幾mV（P-P）或更?。?。它的功率可自幾瓦－幾千瓦均有產品。

　　直流穩(wěn)壓電源基本功能

　　1．輸出電壓值能夠在額定輸出電壓值以下任意設定和正常工作。

　　2．輸出電流的穩(wěn)流值能在額定輸出電流值以下任意設定和正常工作。

　　3．直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓與穩(wěn)流狀態(tài)能夠自動轉換并有相應的狀態(tài)指示。

　　4．對于輸出的電壓值和電流值要求精確的顯示和識別。

　　5．對于輸出電壓值和電流值有精準要求的直流穩(wěn)壓電源，一般要用多圈電位器和電壓電流微調電位器，或者直接數字輸入。

　　6．要有完善的保護電路。直流穩(wěn)壓電源在輸出端發(fā)生短路及異常工作狀態(tài)時不應損壞，在異常情況消除后能立即正常工作。

　　直流穩(wěn)壓電源組成介紹

　　直流穩(wěn)壓電源主要由四部分組成：電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路。

　　1.電源變壓器

　　電源變壓器是一種軟磁電磁元件，功能是功率傳送、電壓變換和絕緣隔離，在電源技術中和電力電子技術中得到廣泛的應用。

　　2.整流電路

　　“整流電路”（rectifying circuit）是把交流電能轉換為直流電能的電路。大多數整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。它在直流電動機的調速、發(fā)電機的勵磁調節(jié)、電解、電鍍等領域得到廣泛應用。整流電路通常由主電路、濾波器和變壓器組成。20世紀70年代以后，主電路多用硅整流二極管和晶閘管組成。濾波器接在主電路與負載之間，用于濾除脈動直流電壓中的交流成分。變壓器設置與否視具體情況而定。變壓器的作用是實現(xiàn)交流輸入電壓與直流輸出電壓間的匹配以及交流電網與整流電路之間的電隔離。

　　整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉換成單向脈動性直流電，這就是交流電的整流過程，整流電路主要由整流二極管組成。經過整流電路之后的電壓已經不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓。習慣上稱單向脈動性直流電壓。

　　3.濾波電路

　　濾波電路常用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負載電阻兩端并聯(lián)電容器C，或與負載串聯(lián)電感器L，以及由電容，電感組成而成的各種復式濾波電路。

　　4.穩(wěn)壓電路

　　穩(wěn)壓電路是指在輸入電壓、負載、環(huán)境溫度、電路參數等發(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，廣為各種電子設備所采用。

　　直流穩(wěn)壓電源技術指標

　　直流穩(wěn)壓電源的技術指標可以分為兩大類：一類是特性指標，反映直流穩(wěn)壓電源的固有特性，如輸入電壓、輸出電壓、輸出電流、輸出電壓調節(jié)范圍；另一類是質量指標，反映直流穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣，包括穩(wěn)定度、等效內阻（輸出電阻）、紋波電壓及溫度系數等。

　　1、特性指標

　?。?）輸出電壓范圍

　　符合直流穩(wěn)壓電源工作條件情況下，能夠正常工作的輸出電壓范圍。該指標的上限是由最大輸入電壓和最小輸入－輸出電壓差所規(guī)定，而其下限由直流穩(wěn)壓電源內部的基準電壓值決定。

　　（2）最大輸入輸出電壓差

　　該指標表征在保證直流穩(wěn)壓電源正常工作條件下，所允許的最大輸入－輸出之間的電壓差值，其值主要取決于直流穩(wěn)壓電源內部調整晶體管的耐壓指標。

　?。?）最小輸入輸出電壓差

　　該指標表征在保證直流電源正常工作條件下，所需的最小輸入－輸出之間的電壓差值。

　?。?）輸出負載電流范圍

　　輸出負載電流范圍又稱為輸出電流范圍，在這一電流范圍內，直流穩(wěn)壓電源應能保證符合指標規(guī)范所給出的指標。

　　2、質量指標

　?。?）電壓調整率SV

　　電壓調整率是表征直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓性能的優(yōu)劣的重要指標，又稱為穩(wěn)壓系數或穩(wěn)定系數，它表征當輸入電壓VI變化時直流穩(wěn)壓電源輸出電壓VO穩(wěn)定的程度，通常以單位輸出電壓下的輸入和輸出電壓的相對變化的百分比表示。電壓調整率公式見圖2－2－1。

　?。?）電流調整率SI

　　電流調整率是反映直流穩(wěn)壓電源負載能力的一項主要自指標，又稱為電流穩(wěn)定系數。它表征當輸入電壓不變時，直流穩(wěn)壓電源對由于負載電流（輸出電流）變化而引起的輸出電壓的波動的抑制能力，在規(guī)定的負載電流變化的條件下，通常以單位輸出電壓下的輸出電壓變化值的百分比來表示直流穩(wěn)壓電源的電流調整率。電流調整率公式見圖2－2－2。

　?。?）紋波抑制比SR

　　紋波抑制比反映了直流穩(wěn)壓電源對輸入端引入的市電電壓的抑制能力，當直流穩(wěn)壓電源輸入和輸出條件保持不變時，紋波抑制比常以輸入紋波電壓峰－峰值與輸出紋波電壓峰－峰值之比表示，一般用分貝數表示，但是有時也可以用百分數表示，或直接用兩者的比值表示。

　?。?）溫度穩(wěn)定性K

　　集成直流穩(wěn)壓電源的溫度穩(wěn)定性是以在所規(guī)定的直流穩(wěn)壓電源工作溫度Ti最大變化范圍內（Tmin≤Ti≤Tmax）直流穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對變化的百分比值。溫度穩(wěn)定性公式見圖2－2－3。

　　3、極限指標

　　（1）最大輸入電壓

　　是保證直流穩(wěn)壓電源安全工作的最大輸入電壓。

　?。?）最大輸出電流

　　是保證穩(wěn)壓器安全工作所允許的最大輸出電流。