四款典型直流稳压电路原理--分析

Posted 2022-06-17 qiand

　　1、稳压二极管稳压电路

　　稳压二极管，又叫齐纳二极管，是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区尽管流过二极管的电流变化很大，而其两端的电压却变化极小，并且这种现象的重复性很好，从而起到稳压作用。因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。

　　其中，Us为未稳压的输入直流电压，U。为经过稳压的直流电压，Rs为Dz的限流保护电阻，又起电压调整作用，D2为稳压二极管，R为负载电阻。其工作原理是：此电路主要利用稳压二极管的稳压特性，即Dz反向导通后其两端的压降基本保持不变。当Us增大引起Rs，上的电流增大，但U。即D两端的电压保持恒定不变，这样Us的增大量全部降在Rs上，以保持U。不变，反之亦然。在实际应用中R的特性和D2的特性对整个稳压过程起关键作用。

　　这种稳压电路的工作范围受稳压管最大功耗的限制，Iz不能超过一定数值。其关键是：在Us、R及U。均为给定的条件下，Rs值的选取应保证在输入电压为最大值Usmax时，稳定电流Iz和稳压管允许的功耗不超过规定的最大值;在输入电压为最小值时，又能保证Iz不低于最小的稳定电流。

　　2、并联晶体管稳压电路

　　晶体管是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶体管作为一种可变开关，基于输入的电压，控制流出的电流，因此晶体管可做为电流的开关。

　　其中T是调整管、D2是基准稳压管，Rs是Dz的限流电阻，R。是负载。这个稳压电路的输出电压约等于稳压管Dz的稳压值(实际上要加上T发射结电压，一般锗管取0.3V，硅管取0.7V)。这是由于电源在工作时，T发射结导通，发射极电压与基极电压连结一致，而基极电压被Dz稳定在一个固定值。这个电路可以看作T将Dz的稳压作用放大了B倍，相当于接入一个稳压值为Dz稳压值，稳压效果为B倍D2稳压效果的稳压管。

　　并联稳压电路稳压性能有所提高，线路也不复杂，其优点是：有过载自保护性能，输出断路时调整管不会损坏;在负载变化小时，稳压性能比较好;对瞬时变化的适应性较好。但并联稳压电路也有比较大的缺点：效率较低，特别是轻负载时，电能几乎全部消耗在限流电阻和调整管上;输出电压调节范畴很小;稳定度不易做得很高。这些固有的缺点很难改进，所以现在普遍利用的都是串联稳压电路。

　　为简单的串联晶体管稳压电路。调整管T与负载电阻R。相串联，当由于供电或用电发生变化引起电路输出电压波动时，它都能及时地加以调节，使输出电压保持基本稳定，因此它被称做调整管。稳压管Dz为调整管提供基准电压，使调整管基极电位不变。R。是D2的保护电阻，限制通过D2的电流，起保护稳压管的作用。

　　自激式稳压电源原理分析(典型四款直流稳压电路)

　　电路稳压过程是这佯的：如果输人电压Us增大，使输出电压U。增大时，由于U.=U.固定不变，调整管基射集间电压Uo=U-U：将减小，基极电流I。随之减小，而管压降U.随之增大，从而抵消了Us增大的部分，使U。基本稳定。如果负载电流I。增大，使输出电压U。减小时，由于U。固定，U》将增大，U。减小，也同样地使U。基本稳定。

　　从上面分析中可以看到，调整管既象是一个自动的可变电阻：当输出电压增大时，它的“阻值”就增大，分担了大出来的电压;当输出电压减小时，它的“阻值”就减小，补足了小下去的电压。无论是哪种情况，都使电路保持输出一个稳定的电压。这种稳压电路也能输出较大的电流，而且输出电阻低，稳压性能好;电路也易于制作，但其也有输出电压不可调等缺点。

　　4、开关型稳压电路

　　散热器，体积和重量都大为减小，具有体积小，效率高的优点。这种开关型电路已在各种电子设备中获得广泛的应用。

　　开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。

　　基于上述线性稳压电路的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠，但它存在着效率低(只有30%-50%)、体积大、铜铁消耗量大，工作温度高及调整范围小等缺点。为解决线性型稳压电源功耗较大的缺点，研制了开关型稳压电源。开关稳压器的转换率可达60%~85%以上，而且可以省去工频变压器和巨大的开关式稳压电源的基本电路框图如图4所示。交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。

　　常用的实现开关控制的方法;有自激式开关稳压器、脉宽调制式开关稳压器和直流变换式开关稳压器等。开关型稳压电路体积小，转换效率高，但控制电路较复杂。随着自关断电力电子器件和电力集成电路的迅速发展，开关电源已得到越来越广泛的应用。

 

最后给大家分享一些电路方面的资料

（零基础电子产品设计）
http://www.makeru.com.cn/live/3727_1388.html?s=45051

PADS-PCB原图绘制
http://www.makeru.com.cn/live/4006_1430.html?s=45051

PCB电路设计之PADS_LOGIC原理图设计
http://www.makeru.com.cn/live/1758_1053.html?s=45051

老司机倾囊相授-PCB大牛修炼秘籍
http://www.makeru.com.cn/live/3472_1296.html?s=45051