稳压电源详细介绍

ID:988595 · 发表于 2021-12-14 16:05

所有基本的家用电子电路都需要将未稳压的交流电转换为恒定直流电，以便操作电子设备。所有设备都将具有一定的电源限制，并且这些设备内部的电子电路必须能够在此限制内提供恒定的直流电压。该直流电源在电压和电流方面受到调节和限制。但是，电源提供的供应可能会波动，如果不加以适当限制，很容易使电子设备崩溃。将非稳压交流电（AC）或电压转换为有限的直流电（DC）或电压以使输出恒定的工作，无论输入的波动如何，都由稳压电源电路完成。
所有有源和无源电子设备都会有一定的直流工作点（Q点或静止点），而这个点必须通过直流电源的电源IC来实现。
直流电源实际上被转换为电子系统中的每一个阶段。因此，所有这些相位的共同要求是直流电源。所有低功耗系统都可以使用电池运行。但是，在长时间操作设备时，电池可能被证明是昂贵而复杂的。使用的最佳方法是采用非稳压电源的形式 - 变压器，整流器和滤波器的组合。该图如下所示。

如上图所示，使用小的降压变压器来降低电压电平以满足设备需求。在印度，1 Ø电源的电压为230伏。变压器的输出是脉动正弦交流电压，在整流器的帮助下转换为脉动直流电压。该输出被赋予滤波电路，该电路可减少交流纹波，并通过直流元件。但是，使用非稳压电源存在某些缺点。
电源不稳压的缺点1. 调节不良 – 当负载变化时，输出不恒定。由于从电源吸收的电流发生巨大变化，输出电压变化很大。这主要是由于电源的高内阻（>30欧姆）。
2. 交流电源主要变化 –交流电源的最大变化是给出或取其额定值的6%。但在某些国家/地区，此值可能会更高（180-280伏）。当该值较高时，其直流电压输出将有很大差异。
3. 温度变化 –在电子设备中使用半导体器件可能会导致温度变化。
直流输出电压的这些变化可能导致许多电子电路的操作不准确或不稳定，甚至出现故障。例如，在振荡器中，频率会偏移，发射器中的输出会失真，而在放大器中，工作点会偏移，导致偏置不稳定。
在电压调节器的帮助下克服了上述所有问题，该稳压器与非稳压电源结合使用。因此，纹波电压大大降低。因此，电源成为稳压电源。
稳压电源的内部电路还包含某些限流电路，可帮助电源电路避免因意外电路而油炸。如今，电源IC都使用来减少纹波，增强电压调节并扩大控制选项。可编程电源也可用于允许在许多设置中有用的远程操作。
稳压电源稳压电源是一种电子电路，设计用于在负载端子上提供预定值的恒定直流电压，而不管交流电源的波动或负载变化如何。

稳压电源主要由普通电源和电压调节装置组成，如图所示。普通电源的输出被馈送到提供最终输出的电压调节装置。无论交流输入电压的变化或输出（或负载）电流的变化如何，输出电压都保持不变。
下图显示了以晶体管串联稳压器作为调节器件的稳压电源的完整电路。电路的每个部分都有详细的解释。
变压器降压变压器用于将输入交流电的电压降压至电子设备所需的电压。变压器的输出电压是通过根据电子设备规格改变变压器的匝数比来定制的。变压器的输入为230伏交流电源，输出被提供给全桥整流电路。
全波整流电路FWR由4个二极管组成，用于将晶体管的输出交流电压或电流整流至其等效直流量。顾名思义，FWR可整流交流输入的两半。整流直流输出作为滤波器电路的输入。
过滤电路滤波电路用于将FWR的高纹波直流输出转换为无纹波直流内容。∏滤波器用于使波形无纹波。
总之
交流电压（通常为230 Vrms）连接到变压器，变压器将交流电压转换为所需直流输出的水平。然后，桥式整流器提供全波整流电压，该电压最初由∏（或C-L-C）滤波器滤波以产生直流电压。由此产生的直流电压通常具有一些纹波或交流电压变化。调节电路使用此直流输入来提供直流电压，该直流电压不仅具有更小的纹波电压，而且即使输入直流电压变化或连接到输出直流电压的负载发生变化，该直流电压也保持恒定。稳压直流电源可在整个分压器两端使用。

电子电路的运行通常需要一个以上的直流电压。如图所示，单个电源可以使用电压（或电位）分压器提供所需电压。如图所示，电位分压器是连接在电源输出端的单个抽头电阻。抽头电阻器可由两个或三个串联在电源上的电阻器组成。事实上，泄放电阻也可以用作电位分压器。
电源特性有各种因素决定了电源的质量，如负载电压、负载电流、电压调节、源调节、输出阻抗、纹波抑制等。下面简要介绍了一些特征：
1.负载调整率– 负载调整率或负载效应是负载电流从最小值变为最大值时稳压输出电压的变化。
Load regulation = Vno-load - Vfull-load
Vno 负载是指空载时的负载电压
V满载是指满载时的负载电压。
从上面的等式中，我们可以理解，当Vno负载发生时，负载电阻是无限的，也就是说，输出端子是开路的。当负载电阻处于电压调节损失的最小值时，就会发生全负载。
% Load Regulation = [(Vno-load - Vfull-load)/Vfull-load] * 100
2.最小负载电阻– 电源在额定电压下提供满负载额定电流的负载电阻称为最小负载电阻。
Minimum Load Resistance = Vfull-load/Ifull-load
Ifull 负载、满负载电流的值不应大于电源数据表中提到的值。
3.源/线路调节– 在框图中，输入线路电压的标称值为 230 伏，但在实践中，交流电源电源电压的变化很大。由于该交流电源电压是普通电源的输入，因此电桥整流器的滤波输出几乎与交流电源电压成正比。
源稳压定义为在指定的谎言电压范围内稳压输出电压的变化。
4.输出阻抗– 稳压电源是一种非常坚硬的直流电压源。这意味着输出电阻非常小。尽管外部负载电阻变化很大，但负载电压几乎没有变化。理想电压源的输出阻抗为零。
5. 纹波抑制– 稳压器可稳定输出电压，防止输入电压变化。纹波等效于输入电压的周期性变化。因此，稳压器会衰减伴有未稳压输入电压的纹波。由于稳压器使用负反馈，因此失真与增益的系数相同。