穩(wěn)壓電源（stabilizedvoltagesupply）是能為負(fù)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。當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載出現(xiàn)瞬間波動(dòng)時(shí)，穩(wěn)壓電源會(huì)以10-30ms的響應(yīng)速度對(duì)電壓幅值進(jìn)行補(bǔ)償，使其穩(wěn)定在±2%以內(nèi)。

線性穩(wěn)壓電源原理圖

如下圖所示，可變電阻RW跟負(fù)載電阻RL組成一個(gè)分壓電路，輸出電壓為：

Uo=UiRL/（RW+RL），因此通過(guò)調(diào)節(jié)RW的大小，即可改變輸出電壓的大小。請(qǐng)注意，在這個(gè)式子里，如果我們只看可調(diào)電阻RW的值變化，Uo的輸出并不是線性的，但如果把RW和RL一起看，則是線性的。還要注意，我們這個(gè)圖并沒(méi)有將RW的引出端畫成連到左邊，而畫在右邊。雖然這從公式上看并沒(méi)有什么區(qū)別，但畫在右邊，卻正好反映了采樣和反饋的概念----實(shí)際中的電源，絕大部分都是工作在采樣和反饋的模式下的，使用前饋方法很少，或就是用了，也只是輔助方法而已。

讓我們繼續(xù)：如果我們用一個(gè)三極管或者場(chǎng)效應(yīng)管，來(lái)代替圖中的可變阻器，并通過(guò)檢測(cè)輸出電壓的大小，來(lái)控制這個(gè)變阻器阻值的大小，使輸出電壓保持恒定，這樣我們就實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓的目的。這個(gè)三極管或者場(chǎng)效應(yīng)管是用來(lái)調(diào)整電壓輸出大小的，所以叫做調(diào)整管。

像圖1所示的那樣，由于調(diào)整管串聯(lián)在電源跟負(fù)載之間，所以叫做串聯(lián)型穩(wěn)壓電源。相應(yīng)的，還有并聯(lián)型穩(wěn)壓電源，就是將調(diào)整管跟負(fù)載并聯(lián)來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，典型的基準(zhǔn)穩(wěn)壓器TL431就是一種并聯(lián)型穩(wěn)壓器。所謂并聯(lián)的意思，就是象圖2中的穩(wěn)壓管那樣，通過(guò)分流來(lái)保證衰減放大管射極電壓的穩(wěn)定，也許這個(gè)圖并不能讓你一下子看出它是并聯(lián)的，但細(xì)心一看，確實(shí)如此。不過(guò)，大家在此還要注意一下：此處的穩(wěn)壓管，是利用它的非線性區(qū)工作的，因此，如果認(rèn)為它是一個(gè)電源，它也是一個(gè)非線性電源。為了便于大家理解，回頭我們找一個(gè)理適合的圖來(lái)看，直到可以簡(jiǎn)明地看懂為止。

由于調(diào)整管相當(dāng)于一個(gè)電阻，電流流過(guò)電阻時(shí)會(huì)發(fā)熱，所以工作在線性狀態(tài)下的調(diào)整管，一般會(huì)產(chǎn)生大量的熱，導(dǎo)致效率不高。這是線性穩(wěn)壓電源的一個(gè)最主要的一個(gè)缺點(diǎn)。想要更詳細(xì)的了解線性穩(wěn)壓電源，請(qǐng)參看模擬電子線路教科書。這里我們主要是幫助大家理清這些概念以及它們之間的關(guān)系。

圖1

一般來(lái)說(shuō)，線性穩(wěn)壓電源由調(diào)整管、參考電壓、取樣電路、誤差放大電路等幾個(gè)基本部分組成。另外還可能包括一些例如保護(hù)電路，啟動(dòng)電路等部分。下圖是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的線性穩(wěn)壓電源原理圖（示意圖，省略了濾波電容等元件），取樣電阻通過(guò)取樣輸出電壓，并與參考電壓比較，比較結(jié)果由誤差放大電路放大后，控制調(diào)整管的導(dǎo)通程度，使輸出電壓保持穩(wěn)定。

圖2

穩(wěn)壓電源電路圖（一）

線性直流穩(wěn)壓電源電路圖

如圖所示為一種典型的線性直流穩(wěn)壓電源的電路圖，它由電源開(kāi)關(guān)K、保險(xiǎn)管、ACDC適配器、集成穩(wěn)壓器和后級(jí)濾波器組成。當(dāng)輸入220V交流電且開(kāi)關(guān)K閉合時(shí)，輸出一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓，且穩(wěn)定輸出在一定范圍內(nèi)不受220V交流電網(wǎng)的波動(dòng)和電子電路負(fù)載輕重的影響。

整流器的作用是將降低后的工頻交流電壓變換為直流電壓。圖1.25展示了整流器的工作原理。在交流的正半周，變壓器次級(jí)上正下負(fù)，電流從正極經(jīng)D1、負(fù)載和D3流回變壓器的負(fù)極，這樣若忽略二極管的導(dǎo)通電壓，在負(fù)載上得到一個(gè)大小與變壓器次級(jí)相同的電壓波形，極性為上正下負(fù)；在交流的負(fù)半周，變壓器次級(jí)上負(fù)下正，電流從正極經(jīng)D2、負(fù)載和D4流回變壓器的負(fù)極，這樣在負(fù)載也得到一個(gè)大小與變壓器次級(jí)相同的電壓波形，極性與正半周一樣，也為上正下負(fù)。因此在交流信號(hào)的正負(fù)半周的分別作用下，整流器均輸出單極性的脈動(dòng)電壓，該輸出的直流成份已大于零。

穩(wěn)壓電源電路圖（二）

圖（a）電路輸出電壓由電位器Rp調(diào)節(jié)，并且具有線性調(diào)節(jié)特性。

穩(wěn)壓電源電路圖（三）

上圖為簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路，由限流電阻Rs和穩(wěn)壓二極管Dz組成。

穩(wěn)壓電源電路圖（四）

開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路具有體積小、效率高的特點(diǎn)。線性電源的效率為30%～55穩(wěn)壓電路%；而開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器可達(dá)60%～85%，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。這種電路已在各種電子設(shè)備中獲得廣泛的應(yīng)用。常用的實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)控制的方法；有自激式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器、脈寬調(diào)制式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和直流變換式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器等。

上圖是采用直流變換器的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路的框圖。對(duì)工頻電壓直接整流-濾波后獲得的直流電壓，由開(kāi)關(guān)管變?yōu)楦哳l電壓。后者經(jīng)高頻換流變壓器變?yōu)橐欢ǖ碾妷?，再?jīng)高頻整流－濾波以后給出所需的輸出電壓u0；開(kāi)關(guān)管的工作受脈沖調(diào)制器和驅(qū)動(dòng)放大器的控制。

當(dāng)輸出電壓u0發(fā)生變化時(shí)，來(lái)自輸出端的取樣信號(hào)經(jīng)比較電路產(chǎn)生誤差信號(hào)，然后通過(guò)脈沖調(diào)制器來(lái)控制開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)工作比，從而使直流變換器的輸出保持穩(wěn)定。開(kāi)關(guān)管是在飽和區(qū)斷續(xù)工作的，所以功耗較線性電源的調(diào)整管為小，因而效率較高。穩(wěn)壓電路大功率電力穩(wěn)壓器是有補(bǔ)償變壓器，調(diào)壓器，控制電路，檢測(cè)電路和操作電路組成。

穩(wěn)壓電源電路圖（五）

在輸入直流電壓和負(fù)載之間串聯(lián)入一個(gè)三極管，用三極管的管壓降代替穩(wěn)壓二極穩(wěn)壓電路管電路中的穩(wěn)壓電阻R。當(dāng)或變化引起輸出電壓變化時(shí)，的變化將反映到三極管的發(fā)射結(jié)電壓上，引起的變化，從而調(diào)整，以保持輸出電壓的基本穩(wěn)定。根據(jù)三極管所起的作用，稱為調(diào)整管。由于調(diào)整管與負(fù)載是串聯(lián)關(guān)系，所以圖15-2-1稱為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。它主要由基準(zhǔn)電壓、比較放大、取樣電路和調(diào)整元件組成。比較放大可以是單管放大電路、差動(dòng)放大電路、集成運(yùn)算放大器。調(diào)整元件可以是單個(gè)功率管，復(fù)合管或用幾個(gè)功率管并聯(lián)，取樣電路取出輸出電壓的一部分和基準(zhǔn)電壓VREF比較。

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