什么是直流穩(wěn)壓電源?

  穩(wěn)壓電源將不穩(wěn)壓的AC(交流電)轉(zhuǎn)換為恒定的DC(直流電)。穩(wěn)壓電源用于確保即使輸入發(fā)生變化，輸出仍保持恒定。

  穩(wěn)壓直流電源也稱為線性電源，它是一種嵌入式電路，由各種模塊組成。

  穩(wěn)壓電源將接受交流輸入，并提供恒定的直流輸出。下圖顯示了典型穩(wěn)壓直流電源的電路圖。

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(yùn)行

  降壓變壓器

  降壓變壓器將把交流電源的電壓降壓到所需的電壓水平，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器電路的輸入。

  整改

  整流器是一種由二極管組成的電子電路，用于執(zhí)行整流過程。整流是將交流電壓或電流轉(zhuǎn)換為相應(yīng)直流量的過程。整流器的輸入為交流，而其輸出為單向脈動(dòng)直流。

  雖然半波整流器在技術(shù)上可以使用，但與全波整流器相比，它的功率損耗是顯著的。因此，全波整流器或橋式整流器用于整流交流電源的兩個(gè)半周期(全波整流)。下圖顯示了全波橋式整流器。

橋式整流器由四個(gè)p-n結(jié)二極管組成，以上述方式連接。在電源的正半周期內(nèi)，通過變壓器二次側(cè)(即VMN)感應(yīng)的電壓為正。因此，點(diǎn)E相對(duì)于F為正。因此，二極管D3和D2反向偏置，二極管D1和D4正向偏置。二極管D3和D2將充當(dāng)開路開關(guān)(實(shí)際上存在一些電壓降)，二極管D1和D4將充當(dāng)閉合開關(guān)并開始導(dǎo)電。因此，整流器的輸出端出現(xiàn)整流波形，如第一幅圖所示。當(dāng)次級(jí)電路(即VMN)中感應(yīng)的電壓為負(fù)時(shí)，D3和D2正向偏置，其他兩個(gè)反向偏置，濾波器的輸入端出現(xiàn)正電壓。

  直流濾波

  整流器的整流電壓是脈動(dòng)直流電壓，具有很高的紋波含量。但這不是我們想要的，我們想要一個(gè)純無紋波的直流波形。因此使用了一個(gè)過濾器。使用不同類型的濾波器，如電容濾波器、LC濾波器、扼流圈輸入濾波器、π型濾波器。下圖顯示了沿整流器輸出端連接的電容濾波器和產(chǎn)生的輸出波形。

當(dāng)瞬時(shí)電壓開始增加電容器電荷時(shí)，電容器會(huì)充電，直到波形達(dá)到峰值。當(dāng)瞬時(shí)值開始減小時(shí)，電容器開始以指數(shù)形式緩慢地通過負(fù)載放電(在這種情況下為調(diào)節(jié)器輸入)。因此，獲得了紋波含量非常小的幾乎恒定的DC值。

  章程

  這是穩(wěn)壓直流電源中的最后一個(gè)模塊。當(dāng)交流電源的輸入發(fā)生變化時(shí)，或由于調(diào)節(jié)電源輸出處的負(fù)載電流變化，或由于溫度變化等其他因素，輸出電壓或電流將發(fā)生變化或波動(dòng)，使用調(diào)節(jié)器可以消除此問題，即使在輸入發(fā)生變化或任何其他變化時(shí)，調(diào)節(jié)器也將保持輸出恒定，晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓器、固定和可變IC穩(wěn)壓器或在齊納區(qū)工作的齊納二極管可根據(jù)其應(yīng)用而使用，IC的78XX和79XX(如IC7805)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，下圖顯示了LM317電壓調(diào)節(jié)器。可以通過調(diào)整電阻R1和R2的值來調(diào)整輸出電壓。通常，需要在輸出和輸入端連接值約為0.01µF至10µF的耦合電容器，以解決輸入噪聲和輸出瞬態(tài)問題。理想情況下，輸出電壓由下述公式得出：

上圖顯示了穩(wěn)壓+5V直流電源的完整電路。