直流穩(wěn)壓電源可以為電子設(shè)備提供用于負(fù)載的穩(wěn)定直流電源。直流穩(wěn)定電源的供電電源大都是交流電源。當(dāng)交流電源或電阻的電壓發(fā)生變化時，該電壓的直流輸出電壓將保持恒定。隨著電子設(shè)備向高精度，高穩(wěn)定性和高可靠性方向發(fā)展，穩(wěn)壓直流電源對電子設(shè)備的電子電源提出了很高的要求。

線性穩(wěn)壓電源具有以下特性：功率單元的控制系統(tǒng)管線在線性區(qū)上運(yùn)行，并且通過降低調(diào)節(jié)管之間的電壓來穩(wěn)定輸出。由于巨大的靜態(tài)管道損耗，必須安裝大型散熱器以產(chǎn)生熱量。另外，由于變壓器以工頻(50Hz)工作，因此電容相當(dāng)大。

這種儲能器的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高，成熟度低，可靠性高，易于進(jìn)行多通道生產(chǎn)以及具有連續(xù)可調(diào)輸出的成品。缺點(diǎn)是它龐大，笨重且效率低下。這種類型的穩(wěn)定電源有幾種類型。從源頭的性質(zhì)來看，它可以分為穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源以及雙穩(wěn)（穩(wěn)壓穩(wěn)流）電源，是有助于電壓和電流穩(wěn)定的電流。就輸出值而言，它可以分為定點(diǎn)輸出，波段開關(guān)調(diào)整和連續(xù)可調(diào)的電位器，從輸出指標(biāo)可以分為指標(biāo)類型和數(shù)字顯示類型等。

一、設(shè)計工作

1、項目名稱：線性可調(diào)直流穩(wěn)壓電源

2、設(shè)計要求

輸出電壓：Vo = 4.5?12.0V;

最大輸出電流：Iomax≥1A;

輸出紋波：VP-P≤10mV;

電壓調(diào)整率：Ku≤5%(最大輸出電流);

電流調(diào)整率：：Ki≤3%。 (當(dāng)輸出為12V時)。

二、硬件設(shè)計

1、穩(wěn)定直流電源的設(shè)計概念

(1)主次級電壓為AC 220V(有效值)50Hz。為了實(shí)現(xiàn)低壓直流輸出，首先，必須切換變壓器以降低電源電壓，以達(dá)到所需的交流電壓。

(2)交流電通過整流器電路轉(zhuǎn)換為直流電，但是幅度變化很大(即脈沖很大)。

(3)高頻直流電壓必須通過濾波電路去除，低壓直流必須被濾波成交流分量并保持直流分量。

(4)通過電壓控制電路使濾波后的DC電壓穩(wěn)定，并且可以獲得不受外界影響的恒定DC電壓并將其提供給該電壓。

2、直流穩(wěn)定電源的原理

(1)穩(wěn)定的直流電源

穩(wěn)定的直流電源是將220 V電壓的交流電轉(zhuǎn)換為指定的DC電壓的設(shè)備。完成轉(zhuǎn)換，命名，過濾和穩(wěn)定化需要4個步驟。

OwerKraft變壓器：這是一個逐步轉(zhuǎn)換器，它將220V交流電轉(zhuǎn)換為滿足需求的交流電，并將其發(fā)送到整流電路。變壓器的比例由變量的次級電壓決定。

EctRectifier電路：使用非指示器組件將50Hz正弦電流轉(zhuǎn)換為直流電流。

濾波電路：它可以對整流電路輸出電壓中的幾乎所有交流分量進(jìn)行濾波，以實(shí)現(xiàn)恒定的直流電流。

電路穩(wěn)定電路：穩(wěn)壓電路的功能是保持輸出電壓穩(wěn)定，并且不會隨交流電和負(fù)載的變化而變化。

(2)整流電路

DCDC電路通常使用帶有單個二極管的全電路整流器電路

工作原理

設(shè)置u2的二次電壓=故障!找不到參考。 U2sinωt，U2是有效值。在u2的正半周中，二極管D1和D2導(dǎo)通，而D3和D4截止;在u2的負(fù)半周期中，D3和D4打開，D1和D2關(guān)閉。電阻負(fù)載有RL負(fù)載，電流正負(fù)流過該電阻，方向相同。

在橋式整流器電路中，每個二極管僅承載電路電流的一半，因此流過每個二極管的平均電流等于輸出電流平均值的一半，這意味著電路中每個二極管的最大電壓為( U2是兩相電壓的有效值。

(3)濾波圖電容器濾波電路的電路圖

通過使用濾波電路，可以對整流電路的輸出電壓中的交流成分進(jìn)行濾波，以使輸出電流變得均勻。常見的過濾器循環(huán)包括冷凝器草坪過濾器，電感過濾器和復(fù)合過濾器。如圖4所示，在整流電路的輸出端，即，在負(fù)載電阻器RL的兩端并聯(lián)連接有容量更大的電解電容器C，形成電容器濾波電路。與負(fù)載一起，它也稱為并行濾波器。

從圖3可以看出，當(dāng)u2在半個周期內(nèi)為正時，電源錯誤!找不到參考源。通過導(dǎo)電二極管VD1和VD3向負(fù)載RL供應(yīng)電流，同時對電容器C充電(將電能存儲在電容器中，例如t1?t2)，并發(fā)出電壓

U0 =uc≈u2;錯誤!找不到參考源。達(dá)到峰值后，u2減小。當(dāng)u0≥u2時，VD1和VD3提前切斷，電容器C通過RL放電，輸出電壓緩慢下降(類似于t2?t3)。電容器的電容非常慢。當(dāng)uc下降不那么多時，u2已開始下一個增加周期。當(dāng)u2> u0時，電源u2通過VD2和VD4向負(fù)載RL供電，同時電容器C(例如t3至t4)充電，依此類推。在電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)操作之后，負(fù)載將具有鋸齒狀的近似波形，如圖中的實(shí)線所示。與整流輸出的脈動直流輸出(虛線)相比，濾波后的輸出電壓要平滑得多。

放電時間常數(shù)RLC越大，輸出電壓越平滑。如果負(fù)載開路(RL =∞)并且電容器沒有放電電路，則輸出電壓將保持故障!找不到參考源。峰值保持不變。估算輸出電壓：

顯然，電容器濾波電路的輸出電壓與放電時間常數(shù)τ=電容器的RLC有關(guān)，并且τ應(yīng)該比u2的周期T大得多。分析和實(shí)驗表明，

可以如下估算濾波電路的輸出電壓，即

整流二極管的導(dǎo)通時間縮短，并且存在瞬時過電壓電流。必須使用二極管以允許更大的電流通過，并且管子參數(shù)必須滿足，

在已知負(fù)載電阻RL的情況下，根據(jù)公式選擇濾波電容器C的電容，即

如果容量太小，輸出電壓UO將下降。通常，選擇高容量的電解電容器。電容器的電阻電壓應(yīng)大于u2的峰值，并且必須考慮電源電壓的振蕩以提供足夠的余量。電容器濾波電路的負(fù)載能力差，僅適用于負(fù)載電流小的場合。

(4)穩(wěn)壓電路

①電路組成：同相比運(yùn)算電路的輸入電壓為穩(wěn)定電壓，比例系數(shù)可調(diào)，輸出電壓可調(diào);在擴(kuò)大輸出電流的同時，集成運(yùn)算放大器的輸出端子增加了一個晶體管，并保持了發(fā)射極的輸出形狀。它形成帶有加強(qiáng)鏈的串聯(lián)穩(wěn)壓電路。使用由兩個TIP41組成的復(fù)合管制作調(diào)整管，電阻器R1和穩(wěn)壓器管D3形成參考電壓電路，電阻器R2，R3和R4是輸出電壓的測試電阻器，集成運(yùn)算放大器LM358被用作輸出電壓的測試電阻。比較放大器電路。穩(wěn)壓管，參考電壓電路，測試電阻器和比較器放大器電路構(gòu)成了串聯(lián)穩(wěn)壓電路的基本部分。電容器C1，C2和C3起到濾波作用。

②穩(wěn)壓原理：由于某些原因(例如電源電壓的波動或負(fù)載電阻的變化等)，輸出電壓U0增大(減小)，并且采樣電路將此趨勢發(fā)送到反相輸入端至A ，并且與輸出電壓U0同相。輸入端子電位UZ相對放大，A的輸出電壓，即調(diào)節(jié)管的基極電位降低(增加);因為該電路采用發(fā)射極輸出形式，所以必須降低(增加)輸出電壓U0，以便獲得穩(wěn)定的U0。

該電路通過在深電壓上引入負(fù)反饋來穩(wěn)定輸出電壓。

3、原理圖