什么是直流穩壓電源

stabilized voltage supply是穩壓電源的英文名，這是一種能夠為負載設備提供穩定的交流電源或者直流電源的電子裝置，由此我們知道穩壓電源的兩大分類(lèi)分別是交流穩壓電源跟直流穩壓電源。其中，直流穩壓電源就是指能夠為負載裝置提供直流電源的一種電子裝置，本文將重點(diǎn)來(lái)為大家介紹這種穩壓電源，在接下來(lái)的文章中，小編將會(huì )從直流穩壓電源的分類(lèi)及兩種具體的直流穩壓電源設計來(lái)介紹，相信對大家學(xué)習穩壓電源的相關(guān)知識是很有幫助的!

直流穩壓電源有時(shí)候又被稱(chēng)作直流穩壓器，它的供電電壓基本上都是交流電壓，不管交流供電電源的電壓或是負載電阻發(fā)生任何變化，穩壓器的直流輸出電壓都會(huì )始終保持穩定狀態(tài)。穩壓器的參數有紋波系數、響應速度和電壓穩定度等等。

直流穩壓電源從工作方式上可分為：

①可控整流型。用改變晶閘管的導通時(shí)間來(lái)調整輸出電壓。

②斬波型。輸入是不穩定的直流電壓，以改變開(kāi)關(guān)電路的通斷比得到單向脈動(dòng)直流，再經(jīng)濾波后得到穩定直流電壓。

③變換器型。不穩定直流電壓先經(jīng)逆變器變換成高頻交流電，再經(jīng)變壓、整流、濾波后，從所得新的直流輸出電壓取樣，反饋控制逆變器工作頻率，達到穩定輸出直流電壓的目的。

經(jīng)整流濾波后輸出的直流電壓，雖然平滑程度較好，但其穩定性仍比較差。經(jīng)整流濾波后的直流電壓必須采取一定的穩壓措施才能適合電子設備的需要。常用的直流穩壓電路有并聯(lián)型和串聯(lián)型穩壓電路兩種類(lèi)型。

下面介紹硅穩壓管并聯(lián)穩壓電源和晶體管并聯(lián)穩壓電源的設計方案。

一、硅穩壓管并聯(lián)穩壓電源

1、電路原理分析

圖3-1-1是硅穩壓管穩壓電源。其中D1是穩壓二極管，R1是限流電阻，R2是負載。由于D1與R2是并聯(lián)，所以稱(chēng)并聯(lián)穩壓電路。此電路必須接在整流濾波電路之后，上端為正下端為負。由于穩壓管D1反向導通時(shí)兩端的電壓總保持固定值，所以在一定條件下R2兩端的電壓值也能夠保持穩定。

下面我們來(lái)分析一下具體工作原理：

假設設輸入電壓為UI，當某種原因導致UI升高時(shí)，UD1相應升高，有穩壓管的特性可知UD1上升很小都會(huì )造成ID1急劇增大，這樣流過(guò)R1上的IR1電流也增大，R1兩端的電壓UR1會(huì )上升，R1就分擔了極大一部分UI升高的值，UD1就可以保持穩定，達到負載上電壓UR2 保持穩定的目的。這個(gè)過(guò)程可用下面的變化關(guān)系圖表示：

UI↑→UD1↑→ID1↑→IR1↑→UR1↑→UD1↓

相反的，如果UI下降時(shí)，可用下面的變化關(guān)系圖表示：

UI↓→UD1↓→ID1↓→IR1↓→UR1↓→UD1↑

通過(guò)前面的分析可以看出，硅穩壓管穩壓電路中，D1負責控制電路的總電流，R1負責控制電路的輸出電壓，整個(gè)穩壓過(guò)程由D1和R1共同作用完成。

2、元件選擇

下面我們來(lái)看看已知負載電壓UR1和負載電流IR1時(shí)如何設計硅穩壓管穩壓電源。

(1)初選穩壓管D1

一般情況下，可以按照UD1=UR2和ID1≈(IR2)max來(lái)初步選定穩壓管D1，如果負載有可能開(kāi)路則應選擇(ID1)max≈(2-3)(IR2)max，這是因為當負載時(shí)所有電流全部都會(huì )流過(guò)D1，所以ID1應該適當選擇大一點(diǎn)。。

(2)選定輸入電壓

一般可選擇UI=(2-3)UR2

(3)選定限流電阻R1

R1=(UI-UR2)/(ID1+IR2)

但是需要考慮兩種極限情況：

當UI最大，且負載開(kāi)路時(shí)(即IR2=0)，流過(guò)D1的電流最大。為了不超過(guò)D1的最大允許電流(ID1)max，需要有足夠大的電流電阻，否則會(huì )燒壞D1。則R1需要滿(mǎn)足：

當UI最小，且負載電流最大時(shí)，流過(guò)D1的電流最小。為了保證此時(shí)D1能夠工作在擊穿區起到穩壓的作用，要有一定的電流流過(guò)D1，一般取5mA-10mA。則R1需要滿(mǎn)足：

R1((UI)min-UR2)/(ID1+(IR2)max)

R1>((UI)max-UR2)/ ID1)max

限流電阻R1的值應該在上面兩個(gè)公式的范圍內選擇。

(4)檢查電路穩定度

電路穩定度需要根據實(shí)際電路的要求來(lái)確定，如果穩定度不夠，可以適當增加R1和UI，還可以選擇動(dòng)態(tài)電阻r比較小的穩壓管。