一個典型的穩(wěn)壓直流電源

什么是穩(wěn)壓電源?

穩(wěn)壓電源將不穩(wěn)定的交流電(交流電)轉換為恒定的直流電(直流電)。穩(wěn)壓電源用于確保輸出保持不變，即使輸入發(fā)生變化。

穩(wěn)壓直流電源又稱線性電源，是一種嵌入式電路，由多個模塊組成。穩(wěn)壓電源將接受交流輸入，并提供恒定的直流輸出。下圖顯示了一個典型的穩(wěn)壓直流電源的框圖。

穩(wěn)壓直流電源的基本組成部分如下:

降壓變壓器

整流器

直流濾波器

調(diào)節(jié)器

穩(wěn)壓電源的運行

降壓變壓器

降壓變壓器將把交流電源的電壓降低到所需的電壓水平。調(diào)整變壓器的匝數(shù)比，以獲得所需的電壓值。變壓器的輸出作為整流電路的輸入。

糾正錯誤

整流器是一種由二極管組成的電子電路，用于完成整流過程。整流是將交流電壓或電流轉換成相應的直流電量的過程。整流器的輸入為交流電，而輸出為單向脈動直流電。

雖然半波整流器技術上可以使用，其功率損失是顯著的相比，全波整流器。因此，全波整流器或橋式整流器被用來整流交流電源的兩個半周期(全波整流)。下圖顯示了一個全波橋式整流器。

橋式整流器由四個 p-n 結二極管按上述方式連接組成。在電源的正半周期中，通過電力變壓器次級的感應電壓，即 VMN 是正的。因此點 E 相對于 F 是正的，因此，二極管 D3和 D2是反向偏置的，而二極管 D1和 D4是正向偏置的。二極管 D3和 D2將作為開關(實際上有一些電壓降)和二極管 D1和 D4將作為閉合開關，并將開始導電。因此整流波形出現(xiàn)在整流器的輸出端，如第一圖所示。當次級 VMN 感應電壓為負時，D3和 D2與另外兩個反向偏置正向偏置，并且在濾波器的輸入端出現(xiàn)正電壓。

直流過濾

來自整流器的整流電壓是具有非常高紋波含量的脈動直流電壓。但這不是我們想要的，我們想要一個純粹的無紋波直流波形。因此使用了一個過濾器。不同類型的濾波器，如電容濾波器，LC 濾波器，扼流圈輸入濾波器，π 型濾波器。下圖顯示了一個電容濾波器連接沿整流器的輸出和由此產(chǎn)生的輸出波形。

由于瞬時電壓開始增加電容器的電荷，它充電，直到波形達到其峰值。當瞬時值開始減少，電容器開始指數(shù)放電，通過負載緩慢(輸入的穩(wěn)壓器在這種情況下)。因此，幾乎恒定的直流值具有非常少的紋波內(nèi)容獲得。

規(guī)定

這是穩(wěn)壓直流電源的最后一塊。當交流電源的輸入發(fā)生變化，或由于穩(wěn)壓電源輸出的負載電流發(fā)生變化，或由于溫度變化等其他因素，輸出電壓或電流會發(fā)生變化或波動。這個問題可以通過使用調(diào)節(jié)器來解決。調(diào)節(jié)器將保持輸出常數(shù)，即使在輸入變化或任何其他變化發(fā)生時。晶體管系列穩(wěn)壓器，固定和可變集成電路穩(wěn)壓器或齊納二極管在齊納區(qū)域操作，可根據(jù)其應用而使用。像78XX 和79XX (如 IC 7805)這樣的集成電路用于獲得輸出電壓的固定值。

使用像 LM317和723這樣的集成電路，我們可以將輸出電壓調(diào)整到所需的恒定值。下圖顯示的是 LM317穩(wěn)壓器。輸出電壓可以通過調(diào)整電阻 R1和 R2的值來調(diào)整。通常，在輸出和輸入端需要連接大約0.01 μF 到10μF 的耦合電容，以解決輸入噪聲和輸出瞬態(tài)問題。理想情況下，輸出電壓由

上圖顯示了一個穩(wěn)壓 + 5 V 直流電源的完整電路。