直流線(xiàn)性電源的工作原理

　　假如有圖1所示電路，輸入電壓Uin加在可變電阻R與負載電阻RL串聯(lián)電路的兩端，于是，通過(guò)改變R兩端的壓降即可實(shí)現穩壓。如輸入電壓增加時(shí)，可增大可變電阻R的阻值，使輸人電壓的增加量全部降在它的兩端，這樣，輸出電壓即可維持不變；輸入電壓減少時(shí)，可減小R的阻值，使它兩端的壓降隨輸入電壓的減少而減少，以維持輸出電壓不變；若輸人電壓不變，而負載電流變化，這時(shí)也可通過(guò)改變可變電阻R的阻值，使它兩端的壓降不變，即輸出電壓＝輸入電壓—可變電阻兩端的壓降。這種以調整元件（可變電阻）與負載串聯(lián)的電源稱(chēng)為串聯(lián)型穩壓電源。

　　圖1 利用可變電阻穩壓

　　實(shí)際電源電路中，通常利用負反饋原理，以輸出電壓的變化量去控制晶體管集電極與發(fā)射極之間的電阻值，原理電路見(jiàn)圖2。圖2示出的是一種最簡(jiǎn)單的單管串聯(lián)型晶體管穩壓電源。調整元件為晶體管VT1。220V交流電壓經(jīng)變壓器降壓后，再經(jīng)整流濾波電路轉換成直流Uin，加在調整管與負載兩端。R'1、R'2和R3（R3=R31＋R32）組成分壓器，用來(lái)測量輸出電壓Uout的變化，VD為硅穩壓管，產(chǎn)生基準電壓，R4為其限流電阻。VT2組成的放大器起比較和放大的作用，Rc為其集電極電阻。VT2集電極的輸出直接加到調整管VT1的基極，改變VT1的c、e極之間的電阻。

　　圖2 串聯(lián)型晶體管穩壓電源原理電路圖

　　假如因電網(wǎng)電壓降低或負載電流加大，而使輸出電壓Uout降低，則通過(guò)R'1，R'2和R3組成的分壓器使VT2的基極電壓下降。由于VT2的發(fā)射極接在穩壓管VD上，此點(diǎn)電位基本不變，所以，VT2的Ube2減小，集電極電流Ic2減小，因而Uc2增加。Uc2增加導致Ib1、Ic1增加，VT1管的c、e之間的電阻減小，從而使輸出電壓恢復到原來(lái)的數值附近。放大倍數愈大，輸出電壓的變化就愈小。

　　當輸出電壓升高時(shí)，通過(guò)負反饋作用，同樣能使它下降，以維持輸出電壓基本不變。

　　改變取樣電路的分壓比，則可調節輸出電壓。輸出電壓Uout的近似表達式為

　　實(shí)際的穩壓電源中，調整管常由若干個(gè)晶體管復合而成，以擴大輸出電流；為了減小放大器的溫度漂移和提高它的放大倍數，常采用兩級差動(dòng)式放大電路。為了消除輸人電壓不穩對放大器和輸出電壓的影響，穩壓電源中常增加一組輔助電源，將它與輸出電壓串聯(lián)后，向放大器供電。精密電源中，為了降低漂移和噪聲，在電路設計、元器件選擇和制作工藝上還將采取一系列措施。例如，在電網(wǎng)與電源變壓器之間加低通濾波器；將差分管放在恒溫槽中；取樣電路采取抑噪措施；直流電路對地浮置等。