直流稳压电源有哪些用途_直流稳压电源的功能介绍

屈育成 2017-12-28 56718

稳压电源

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描述

什么是直流稳压电源

直流稳压电源能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。

直流稳压电源的工作原理

直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要经过变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。四个环节的工作原理如下：

（1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。

（2）整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。

（3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压各滤波电容C满足RL-C＝（3~5）T/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。

（4）稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。常用可调式正压集成稳压器有CW317（LM317）系列，它们的输出电压从1.25V－37伏可调，最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流为1.5A。其典型电路如下图，其中电阻R1与电位器R2组成输出电压调节器，输出电压Uo的表达式为：Uo＝1.25（1＋R2/R1）式中R1一般取120－240欧姆，输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压（典型值为1.25V）。

电路中，D5、D6和C1共同组成全波整流滤波电路，将输入的交流电转换成直流电；Q1、Q2组成一达林顿射随电路，Q1称为调整管，Q2称为推动管，为负载供电；Q3、D8、R2、R3、RW1共同组成输出电压取样负反馈电路，Q3称为采样放大管，D8称为基准稳压管，此部分用于稳定输出电压；Q4、R5组成输出电流取样电路，为输出提供过流保护；C5为输出滤波电容。由于调整管和负载相对于输入而言呈串连的关系，故这种电源称为串联型直流稳压电源。

图1 直流稳压电源电原理图

220V 交流电经电源变压器降压为低压交流电后，经由D5、D6、C1组成的全波整流滤波电路整流滤波变成直流电，输送给达林顿射随电路，最后由射随电路向负载提供直流电压VO，该电压VO的大小由基准电压VREF和采样支路的分压比决定。当输出电压VO由于某种原因瞬时升高时，输出电压取样电路的Q3的集电极电流就会增大，导致射随电路的基极电流下降，调整管的内阻增大，管压降增加，输出电压VO降低；当输出电压VO瞬时降低时，输出电压取样电路的Q3的集电极电流就会减小，射随电路的基极电流就会增加，管压降减小，从而使输出电压VO也跟着升高；上述过程使得输出电压稳定在某个电压值上，从而实现稳压。通过调节RW1 ，可以改变输出电压值的大小。

当负载电流超过额定输出电流时，在R5上的压降将使Q4导通，迫使射随电路的偏置电压减小，内阻增加，管压降增加，则射随电路的输出电流被限制，输出电压也降低，从而起到过流保护作用，这种结构属于限流型保护电路。

输入的 220V交流电压经过变压器降压后，经整流二极管整流后输出为脉动直流电压，具有较大的电压纹波，经过电容C1、C2、 C3平滑滤波后输出电压较为平稳，再输入到稳压电路，就可在输出端得到一个稳定的、电压纹波很小的直流稳压电源。

直流稳压电源的用途

直流稳压电源广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等的直流供电。

（1）可用于各种电子设备老化，如PCB板老化，家电老化，各类IT产品老化，CCFL老化，灯管老化

（2）适用于需要自动定时通、断电，自动记周期数的电子元件的老化、测试

（3）电解电容器脉冲老练

（4）电阻器，继电器，马达等测试老练

（5）整机老练;电子元器件性能测试，例行试验。

直流稳压电源的作用

直流稳压电源在日常生产生活中发挥着非常大的作用，相比各个电子设备内的机内电源来说，直流稳压电源有着非常大的优越性，电子设备内的机内电源放电不稳定，会对电子设备造成一定的影响，下面仪器仪表世界网的专家来给大家介绍一下直流稳压电源的重要作用。

大部分电子设各的机内电源的功能都是通过单向导电性元器件将交流变换为直流，并用储能元器件组成的各种滤波电路滤除直流中的脉动成分，但这些功能仍不能满足一些电子设备对直流稳压电源的要求，这样会对电子设备的工作造成不良影响，其影响有以下几方面：

1、输入电压范围的影响，当输入电压过高时，会使某些元器件所加电压过高或消耗功率过大而损坏，当输入电压过低时，又会使某些元器件性能下降，甚至不能工作。

2、电压不稳定的影响，例如，示波器的电源必需稳定，以保证光点的偏转灵敏度、扫描时间等的准确;又如，数字电压表中要求内部有极精确的稳定电源，以保证电压/数字的转换精度。

3、输出端过电压的影响，例如，直流稳压电源输出电压超越集成电路额定电压的30%以上时，可能造成集成电路大量损坏。

4、短暂停电的影响，例如，市话通信不能瞬时停电，否则全局通信中断，造成重大事故;又如，计算机等采用交流供电时，要采用交流不间断电源。

由此可见直流稳压电源在电子设备中的作用有多么重要，能彻底的消灭这些影响，电子设备的工作过程中发挥了非常大的维护作用。

直流稳压电源的功能及要求

随着电力电子技术的迅速发展，直流电源应用非常广泛，其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能，直流稳压电源有以下基本功能和要求。

1、输出电压值能够在额定输出电压值以下任意设定和正常工作。

2、输出电流的稳流值能在额定输出电流值以下任意设定和正常工作。

3、对于输出电压值和电流值有精准要求的直流稳压电源，一般要用多圈电位器和电压电流微调电位器，或者直接数字输入。

4、要有完善的保护电路。直流稳压电源在输出端发生短路及异常工作状态时不应损坏，在异常情况消除后能立即正常工作。

5、直流稳压电源的稳压与稳流状态能够自动转换并有相应的状态指示。

6、对于输出的电压值和电流值要求精确的显示和识别。

直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位，常用的直流稳压电源要求电压稳定、工作可靠、功率足够。

直流稳压电源的前景

近几年随着科技的发展，直流稳压电源的工作频率有原来的几十千赫发展到现在的几百千，但是和西方的发达国家还是有一定的差距；以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论、工作原理、建模分析等等方面技术领先；因此，直流稳压电源的研制及应用在此方面与之也从在很大的差距。

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