直流穩壓電源的設計一般包括變壓、整流
、濾波、穩壓四個基本環節。為了提高電源的質量及其可靠性

，需對電源輸出電壓進行采樣、比較、放(fang)大(da)
，並(bing)用(yong)此(ci)誤(wu)差(cha)放(fang)大(da)信(xin)號(hao)來(lai)調(tiao)節(jie)其(qi)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)

，使(shi)得(de)負(fu)載(zai)變(bian)化(hua)時(shi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)保(bao)持(chi)穩(wen)定(ding)。此(ci)外(wai)，為(wei)了(le)提(ti)高(gao)電(dian)源(yuan)的(de)使(shi)用(yong)安(an)全(quan)性(xing)能(neng)
，需(xu)設(she)計(ji)簡(jian)單(dan)可(ke)靠(kao)的(de)過(guo)壓(ya)過(guo)流(liu)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)，防(fang)止(zhi)電(dian)壓(ya)電(dian)流(liu)過(guo)大(da)時(shi)損(sun)壞(huai)負(fu)載(zai)元(yuan)件(jian)。

 

 

為了提高電源的使用可靠性和安全性能，通常需設計一些簡單的保護電路，如過壓、過流保護等
，如下圖所示。

 

圖1：係統保護電路

 

F1、Q1、R5、R6組成過電壓保護電路

，當負載兩端的電壓升高時，R6上的壓降增大，晶閘管門極得觸發電流，晶閘管導通

，瞬時大電流使 F1熔斷
，從而起到保護電路的作用。R1、Q2
、D1組成預穩壓電路
，將穩壓模塊的輸入電壓固定在某一電壓值，使得，輸入電壓不隨負載變化。R2、Q3、 R4組成過流保護電路，到電路中的電流過大時，電阻R2上的壓降增大，使得三極管Q3導通，從而為大電流提供通路，防止電路中電流過大損壞電路元件和伏在元件。R3、Q4組成電流擴大電路，提供電路的帶載能力。

 

 

主電路部分設計主要包括電源變壓器、整流電路
、濾波電路、穩壓電路設計。變壓器把高壓交流電變為所需要的低壓交流電;整流器把交流電變為脈動直流電;濾波器濾除直流中的交流成分;穩壓器把波動較大的直流電壓變為穩定的直流電壓輸出。

 

圖2：主電路組成示意圖

 

圖3：電路輸出波形圖

 

變壓器的工作原理是基於電磁感應定律進行電壓、電流、阻抗變換。在直流穩壓電源設計中
，電源變壓器一般是將單相工頻交流220V電dian壓ya轉zhuan換huan成cheng電dian壓ya較jiao低di的de交jiao流liu電dian以yi滿man足zu後hou續xu電dian路lu的de需xu要yao。根gen據ju電dian路lu所suo要yao求qiu輸shu出chu的de直zhi流liu電dian壓ya和he電dian流liu值zhi來lai確que定ding電dian源yuan變bian壓ya器qi次ci邊bian的de抽chou頭tou個ge數shu和he各ge個ge抽chou頭tou應ying輸shu出chu的de電dian壓ya和he功gong率lv。此ci外wai，為wei了le減jian小xiao電dian源yuan變bian壓ya器qi的de體ti積ji和he重zhong量liang，宜yi選xuan用yong高gao頻pin電dian源yuan變bian壓ya器qi。
 

liyongerjiguandedanxiangdaodianxingjiangjiaoliudianyabianhuanweidanxiangdezhiliudianyachengzhiweizhengliu。shijishejizhongyinggenjusuozhizuodianyuanyaoqiudeshuchujingduhezhiliangtexingxuanzehelidezhengliufangshi。zhiliuwenyadianyuanshejizhongyibanliyongdiangan、電(dian)容(rong)等(deng)儲(chu)能(neng)元(yuan)件(jian)兩(liang)端(duan)電(dian)壓(ya)不(bu)能(neng)突(tu)變(bian)的(de)特(te)性(xing)對(dui)交(jiao)流(liu)電(dian)壓(ya)進(jin)行(xing)濾(lv)波(bo)，從(cong)而(er)輸(shu)出(chu)波(bo)動(dong)較(jiao)小(xiao)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)。通(tong)過(guo)濾(lv)波(bo)輸(shu)出(chu)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)仍(reng)含(han)有(you)較(jiao)多(duo)的(de)交(jiao)流(liu)成(cheng)分(fen)
，因(yin)此(ci)不(bu)能(neng)直(zhi)接(jie)加(jia)在(zai)負(fu)載(zai)兩(liang)端(duan)，需(xu)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)穩(wen)壓(ya)。穩(wen)壓(ya)管(guan)反(fan)向(xiang)擊(ji)穿(chuan)時(shi)，在(zai)一(yi)定(ding)的(de)電(dian)流(liu)範(fan)圍(wei)內(nei)表(biao)現(xian)出(chu)穩(wen)壓(ya)特(te)性(xing)，因(yin)此(ci)可(ke)用(yong)來(lai)穩(wen)定(ding)直(zhi)流(liu)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)。然(ran)而(er)其(qi)電(dian)源(yuan)穩(wen)定(ding)性(xing)較(jiao)差(cha)，輸(shu)出(chu)精(jing)度(du)較(jiao)低(di)，因(yin)此(ci)一(yi)般(ban)選(xuan)用(yong)輸(shu)出(chu)穩(wen)定(ding)可(ke)靠(kao)的(de)三(san)端(duan)集(ji)成(cheng)穩(wen)壓(ya)器(qi)，在(zai)滿(man)足(zu)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)的(de)前(qian)提(ti)下(xia)還(hai)可(ke)縮(suo)短(duan)設(she)計(ji)周(zhou)期(qi)
、降低設計成本。

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僅(jin)有(you)以(yi)上(shang)四(si)個(ge)基(ji)本(ben)環(huan)節(jie)組(zu)成(cheng)的(de)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)帶(dai)載(zai)能(neng)力(li)較(jiao)差(cha)
，當(dang)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)增(zeng)大(da)時(shi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)會(hui)降(jiang)低(di)
，不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)大(da)多(duo)數(shu)電(dian)子(zi)元(yuan)件(jian)工(gong)作(zuo)的(de)電(dian)源(yuan)要(yao)求(qiu)。一(yi)般(ban)通(tong)過(guo)閉(bi)環(huan)反(fan)饋(kui)控(kong)製(zhi)和(he)擴(kuo)大(da)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)來(lai)提(ti)高(gao)電(dian)源(yuan)性(xing)能(neng)。

為了保證電源的輸出電壓不會隨著負載的變化而變化，應使電源自身具有反饋調節能力。

 

圖4：閉環穩壓電源框圖

 

dangfuzailiangduandianyafashengbianhuashi
，dianzuwangluodecaiyangdianyasuizhigaibian，jiangcicaiyangdedianyazhiyugeidingdejizhundianyajinxingbijiao
，bingjiangciweiruodewuchaxinhaojinxingfangdajinertiaojiekongzhiyuanjiandegongzuozhuangtai，congertiaojiefuzailiangduandedianya，shiqibaochiwending。kongzhiyuanjianyingxuanyonggongzuozhuangtaiketiaojiedeyuanjian
，rusanjiguan

，qifashejidianliuhuisuizhejijidianliudebianhuaergaibian，yincitongguokongzhisanjiguanjijidedianyajiketiaojiesanjiguandedaotongchengdu，congerketiaojiedianludeshuchudianyashiqimanzuyaoqiu。
 

此外，為了提高電源的帶載能力
，可采用三極管將電源的輸出電流進行擴大
，其原理如下圖所示。

 

圖5：電流擴大電路

 

當負載電流較小時，負載所需的電流完全由穩壓模塊提供
，當負載電流增大時
，電阻R上的壓降增大
，將使串聯調整三極管Q導通，三極管與穩壓模塊一起提供負載電流。

 

 

在(zai)有(you)多(duo)種(zhong)製(zhi)式(shi)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)輸(shu)出(chu)的(de)複(fu)雜(za)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)，當(dang)係(xi)統(tong)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)時(shi)
，首(shou)先(xian)要(yao)檢(jian)測(ce)各(ge)個(ge)芯(xin)片(pian)或(huo)電(dian)路(lu)的(de)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)是(shi)否(fou)正(zheng)常(chang)，為(wei)了(le)避(bi)免(mian)人(ren)工(gong)檢(jian)測(ce)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)耗(hao)時(shi)費(fei)力(li)和(he)不(bu)便(bian)等(deng)缺(que)點(dian)，本(ben)論(lun)文(wen)提(ti)出(chu)一(yi)種(zhong)簡(jian)單(dan)可(ke)靠(kao)
、方便快捷的直流電壓輸出有無的檢測方法
，如圖6所示。

 

圖6：電壓有無檢測電路

 

R1
、R2組成對直流輸出電壓的采樣電阻網絡，當電源有輸出電壓時R2上的壓降使光耦導通，R5上的壓降增大，將R5上取得的高電平信號送給單片機處理後顯示。當電源無輸出電壓時，R2上無壓降，光耦不工作
，R5上的電壓為0V，將此低電平信號送入單片機處理後顯示、報警。其中R3
、R4為限流電阻。
 

此電路在滿足電壓有無檢測的條件下，一方麵用到的元件數量少、價格便宜;另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)通(tong)過(guo)光(guang)耦(ou)實(shi)現(xian)了(le)主(zhu)電(dian)路(lu)和(he)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)電(dian)氣(qi)隔(ge)離(li)
，降(jiang)低(di)了(le)對(dui)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)幹(gan)擾(rao)。此(ci)外(wai)
，對(dui)每(mei)路(lu)電(dian)壓(ya)的(de)輸(shu)出(chu)進(jin)行(xing)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)和(he)顯(xian)示(shi)
，可(ke)以(yi)方(fang)便(bian)的(de)檢(jian)查(zha)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)的(de)正(zheng)常(chang)與(yu)否(fou)。此(ci)方(fang)法(fa)適(shi)用(yong)於(yu)有(you)多(duo)路(lu)電(dian)壓(ya)輸(shu)出(chu)的(de)複(fu)雜(za)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)的(de)檢(jian)測(ce)與(yu)管(guan)理(li)。

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