四款典型直流穩壓電路原理解析

1、穩壓二極管穩壓電路

穩壓二極管，又叫齊納二極管，是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。在這臨界擊穿點上，反向電阻降低到一個很小的數值，在這個低阻區盡管流過二極管的電流變化很大，而其兩端的電壓卻變化極小，并且這種現象的重復性很好，從而起到穩壓作用。因為這種特性，穩壓管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用。

其中，Us為未穩壓的輸入直流電壓，U。為經過穩壓的直流電壓，Rs為Dz的限流保護電阻，又起電壓調整作用，D2為穩壓二極管，R為負載電阻。其工作原理是：此電路主要利用穩壓二極管的穩壓特性，即Dz反向導通后其兩端的壓降基本保持不變。當Us增大引起Rs，上的電流增大，但U。即D兩端的電壓保持恒定不變，這樣Us的增大量全部降在Rs上，以保持U。不變，反之亦然。在實際應用中R的特性和D2的特性對整個穩壓過程起關鍵作用。

這種穩壓電路的工作范圍受穩壓管最大功耗的限制，Iz不能超過一定數值。其關鍵是：在Us、R及U。均為給定的條件下，Rs值的選取應保證在輸入電壓為最大值Usmax時，穩定電流Iz和穩壓管允許的功耗不超過規定的最大值;在輸入電壓為最小值時，又能保證Iz不低于最小的穩定電流。

2、并聯晶體管穩壓電路

晶體管是一種固體半導體器件，可以用于檢波、整流、放大、開關、穩壓、信號調制和許多其它功能。晶體管作為一種可變開關，基于輸入的電壓，控制流出的電流，因此晶體管可做為電流的開關。

其中T是調整管、D2是基準穩壓管，Rs是Dz的限流電阻，R。是負載。這個穩壓電路的輸出電壓約等于穩壓管Dz的穩壓值(實際上要加上T發射結電壓，一般鍺管取0.3V，硅管取0.7V)。這是由于電源在工作時，T發射結導通，發射極電壓與基極電壓連結一致，而基極電壓被Dz穩定在一個固定值。這個電路可以看作T將Dz的穩壓作用放大了B倍，相當于接入一個穩壓值為Dz穩壓值，穩壓效果為B倍D2穩壓效果的穩壓管。

并聯穩壓電路穩壓性能有所提高，線路也不復雜，其優點是：有過載自保護性能，輸出斷路時調整管不會損壞;在負載變化小時，穩壓性能比較好;對瞬時變化的適應性較好。但并聯穩壓電路也有比較大的缺點：效率較低，特別是輕負載時，電能幾乎全部消耗在限流電阻和調整管上;輸出電壓調節范疇很小;穩定度不易做得很高。這些固有的缺點很難改進，所以現在普遍利用的都是串聯穩壓電路。

為簡單的串聯晶體管穩壓電路。調整管T與負載電阻R。相串聯，當由于供電或用電發生變化引起電路輸出電壓波動時，它都能及時地加以調節，使輸出電壓保持基本穩定，因此它被稱做調整管。穩壓管Dz為調整管提供基準電壓，使調整管基極電位不變。R。是D2的保護電阻，限制通過D2的電流，起保護穩壓管的作用。

自激式穩壓電源原理分析(典型四款直流穩壓電路)

電路穩壓過程是這佯的：如果輸人電壓Us增大，使輸出電壓U。增大時，由于U.=U.固定不變，調整管基射集間電壓Uo=U-U：將減小，基極電流I。隨之減小，而管壓降U.隨之增大，從而抵消了Us增大的部分，使U?；痉€定。如果負載電流I。增大，使輸出電壓U。減小時，由于U。固定，U》將增大，U。減小，也同樣地使U?；痉€定。

從上面分析中可以看到，調整管既象是一個自動的可變電阻：當輸出電壓增大時，它的“阻值”就增大，分擔了大出來的電壓;當輸出電壓減小時，它的“阻值”就減小，補足了小下去的電壓。無論是哪種情況，都使電路保持輸出一個穩定的電壓。這種穩壓電路也能輸出較大的電流，而且輸出電阻低，穩壓性能好;電路也易于制作，但其也有輸出電壓不可調等缺點。

4、開關型穩壓電路

散熱器，體積和重量都大為減小，具有體積小，效率高的優點。這種開關型電路已在各種電子設備中獲得廣泛的應用。

開關式穩壓電源接控制方式分為調寬式和調頻式兩種，在實際的應用中，調寬式使用得較多，在目前開發和使用的開關電源集成電路中，絕大多數也為脈寬調制型。

基于上述線性穩壓電路的線性穩壓電源雖然電路結構簡單、工作可靠，但它存在著效率低(只有30%-50%)、體積大、銅鐵消耗量大，工作溫度高及調整范圍小等缺點。為解決線性型穩壓電源功耗較大的缺點，研制了開關型穩壓電源。開關穩壓器的轉換率可達60%~85%以上，而且可以省去工頻變壓器和巨大的開關式穩壓電源的基本電路框圖如圖4所示。交流電壓經整流電路及濾波電路整流濾波后，變成含有一定脈動成份的直流電壓，該電壓進人高頻變換器被轉換成所需電壓值的方波，最后再將這個方波電壓經整流濾波變為所需要的直流電壓?？刂齐娐窞橐幻}沖寬度調制器，它主要由取樣器、比較器、振蕩器、脈寬調制及基準電壓等電路構成。這部分電路目前已集成化，制成了各種開關電源用集成電路?？刂齐娐酚脕碚{整高頻開關元件的開關時間比例，以達到穩定輸出電壓的目的。

常用的實現開關控制的方法;有自激式開關穩壓器、脈寬調制式開關穩壓器和直流變換式開關穩壓器等。開關型穩壓電路體積小，轉換效率高，但控制電路較復雜。隨著自關斷電力電子器件和電力集成電路的迅速發展，開關電源已得到越來越廣泛的應用。

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