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什么是直流穩(wěn)壓電源
直流穩(wěn)壓電源能為負(fù)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(dāng)交流供電電源的電壓或負(fù)載電阻變化時(shí)，穩(wěn)壓器的直流輸出電壓都會(huì)保持穩(wěn)定。
直流穩(wěn)壓電源的工作原理
直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成。 四個(gè)環(huán)節(jié)的工作原理如下：
（1）電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。
（2）整流濾波電路：整流電路將交流電壓Ui變換成脈動(dòng)的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。
（3）濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓各濾波電容C滿足RL-C＝（3~5）T/2，或中T為輸入交流信號(hào)周期，RL為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。
（4）穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。常用可調(diào)式正壓集成穩(wěn)壓器有CW317（LM317）系列，它們的輸出電壓從1.25V－37伏可調(diào)，最簡的電路外接元件只需一個(gè)固定電阻和一只電位器。其芯片內(nèi)有過渡、過熱和安全工作區(qū)保護(hù)，最大輸出電流為1.5A。其典型電路如下圖，其中電阻R1與電位器R2組成輸出電壓調(diào)節(jié)器，輸出電壓Uo的表達(dá)式為：Uo＝1.25（1＋R2/R1）式中R1一般取120－240歐姆，輸出端與調(diào)整端的壓差為穩(wěn)壓器的基準(zhǔn)電壓（典型值為1.25V）。
電路中，D5、D6和C1共同組成全波整流濾波電路，將輸入的交流電轉(zhuǎn)換成直流電；Q1、Q2組成一達(dá)林頓射隨電路，Q1稱為調(diào)整管，Q2稱為推動(dòng)管，為負(fù)載供電；Q3、D8、R2、R3、RW1共同組成輸出電壓取樣負(fù)反饋電路，Q3稱為采樣放大管，D8稱為基準(zhǔn)穩(wěn)壓管，此部分用于穩(wěn)定輸出電壓；Q4、R5組成輸出電流取樣電路，為輸出提供過流保護(hù)；C5為輸出濾波電容。由于調(diào)整管和負(fù)載相對(duì)于輸入而言呈串連的關(guān)系，故這種電源稱為串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源。
圖1 直流穩(wěn)壓電源電原理圖
220V 交流電經(jīng)電源變壓器降壓為低壓交流電后，經(jīng)由D5、D6、C1組成的全波整流濾波電路整流濾波變成直流電，輸送給達(dá)林頓射隨電路，最后由射隨電路向負(fù)載提供直流電壓VO，該電壓VO的大小由基準(zhǔn)電壓VREF和采樣支路的分壓比決定。當(dāng)輸出電壓VO由于某種原因瞬時(shí)升高時(shí)，輸出電壓取樣電路的Q3的集電極電流就會(huì)增大，導(dǎo)致射隨電路的基極電流下降，調(diào)整管的內(nèi)阻增大，管壓降增加，輸出電壓VO降低；當(dāng)輸出電壓VO瞬時(shí)降低時(shí)，輸出電壓取樣電路的Q3的集電極電流就會(huì)減小，射隨電路的基極電流就會(huì)增加，管壓降減小，從而使輸出電壓VO也跟著升高；上述過程使得輸出電壓穩(wěn)定在某個(gè)電壓值上，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。通過調(diào)節(jié)RW1 ，可以改變輸出電壓值的大小。
當(dāng)負(fù)載電流超過額定輸出電流時(shí)，在R5上的壓降將使Q4導(dǎo)通，迫使射隨電路的偏置電壓減小，內(nèi)阻增加，管壓降增加，則射隨電路的輸出電流被限制，輸出電壓也降低，從而起到過流保護(hù)作用，這種結(jié)構(gòu)屬于限流型保護(hù)電路。
輸入的 220V交流電壓經(jīng)過變壓器降壓后，經(jīng)整流二極管整流后輸出為脈動(dòng)直流電壓，具有較大的電壓紋波，經(jīng)過電容C1、C2、 C3平滑濾波后輸出電壓較為平穩(wěn)，再輸入到穩(wěn)壓電路，就可在輸出端得到一個(gè)穩(wěn)定的、電壓紋波很小的直流穩(wěn)壓電源。
直流穩(wěn)壓電源的用途
直流穩(wěn)壓電源廣泛應(yīng)用于國防、科研、大專院校、實(shí)驗(yàn)室、工礦企業(yè)、電解、電鍍、充電設(shè)備等的直流供電。
（1）可用于各種電子設(shè)備老化，如PCB板老化，家電老化，各類IT產(chǎn)品老化，CCFL老化，燈管老化
（2）適用于需要自動(dòng)定時(shí)通、斷電，自動(dòng)記周期數(shù)的電子元件的老化、測(cè)試
（3）電解電容器脈沖老練
（4）電阻器，繼電器，馬達(dá)等測(cè)試?yán)暇?/p>
（5）整機(jī)老練;電子元器件性能測(cè)試，例行試驗(yàn)。
直流穩(wěn)壓電源的作用
直流穩(wěn)壓電源在日常生產(chǎn)生活中發(fā)揮著非常大的作用，相比各個(gè)電子設(shè)備內(nèi)的機(jī)內(nèi)電源來說，直流穩(wěn)壓電源有著非常大的優(yōu)越性，電子設(shè)備內(nèi)的機(jī)內(nèi)電源放電不穩(wěn)定，會(huì)對(duì)電子設(shè)備造成一定的影響，下面儀器儀表世界網(wǎng)的專家來給大家介紹一下直流穩(wěn)壓電源的重要作用。
大部分電子設(shè)各的機(jī)內(nèi)電源的功能都是通過單向?qū)щ娦?a target="_blank">元器件將交流變換為直流，并用儲(chǔ)能元器件組成的各種濾波電路濾除直流中的脈動(dòng)成分，但這些功能仍不能滿足一些電子設(shè)備對(duì)直流穩(wěn)壓電源的要求，這樣會(huì)對(duì)電子設(shè)備的工作造成不良影響，其影響有以下幾方面：
1、輸入電壓范圍的影響，當(dāng)輸入電壓過高時(shí)，會(huì)使某些元器件所加電壓過高或消耗功率過大而損壞，當(dāng)輸入電壓過低時(shí)，又會(huì)使某些元器件性能下降，甚至不能工作。
2、電壓不穩(wěn)定的影響，例如，示波器的電源必需穩(wěn)定，以保證光點(diǎn)的偏轉(zhuǎn)靈敏度、掃描時(shí)間等的準(zhǔn)確;又如，數(shù)字電壓表中要求內(nèi)部有極精確的穩(wěn)定電源，以保證電壓/數(shù)字的轉(zhuǎn)換精度。
3、輸出端過電壓的影響，例如，直流穩(wěn)壓電源輸出電壓超越集成電路額定電壓的30%以上時(shí)，可能造成集成電路大量損壞。
4、短暫停電的影響，例如，市話通信不能瞬時(shí)停電，否則全局通信中斷，造成重大事故;又如，計(jì)算機(jī)等采用交流供電時(shí)，要采用交流不間斷電源。
由此可見直流穩(wěn)壓電源在電子設(shè)備中的作用有多么重要，能徹底的消滅這些影響，電子設(shè)備的工作過程中發(fā)揮了非常大的維護(hù)作用。
直流穩(wěn)壓電源的功能及要求
隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，直流電源應(yīng)用非常廣泛，其好壞直接影響著電氣設(shè)備或控制系統(tǒng)的工作性能，直流穩(wěn)壓電源有以下基本功能和要求。
1、輸出電壓值能夠在額定輸出電壓值以下任意設(shè)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(shè)定和正常工作。
3、對(duì)于輸出電壓值和電流值有精準(zhǔn)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(diào)電位器，或者直接數(shù)字輸入。
4、要有完善的保護(hù)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(shí)不應(yīng)損壞，在異常情況消除后能立即正常工作。
5、直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓與穩(wěn)流狀態(tài)能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)換并有相應(yīng)的狀態(tài)指示。
6、對(duì)于輸出的電壓值和電流值要求精確的顯示和識(shí)別。
直流穩(wěn)壓電源在電源技術(shù)中占有十分重要的地位，常用的直流穩(wěn)壓電源要求電壓穩(wěn)定、工作可靠、功率足夠。
直流穩(wěn)壓電源的前景
近幾年隨著科技的發(fā)展，直流穩(wěn)壓電源的工作頻率有原來的幾十千赫發(fā)展到現(xiàn)在的幾百千，但是和西方的發(fā)達(dá)國家還是有一定的差距；以美國為首的幾個(gè)發(fā)達(dá)國家在這方面的研究已經(jīng)轉(zhuǎn)向高頻下電源的拓?fù)淅碚?、工作原理、建模分析等等方面技術(shù)領(lǐng)先；因此，直流穩(wěn)壓電源的研制及應(yīng)用在此方面與之也從在很大的差距。
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