直流穩壓電源是一種將220V工頻交流電轉換成穩壓輸出的直流電壓的裝置,它需要經(jīng)過(guò)變壓、整流、濾波、穩壓四個(gè)環(huán)節才能完成。 四個(gè)環(huán)節的工作原理如下:
(1)電源變壓器:是降壓變壓器,它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓,并送給整流電路,變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。
(2)整流濾波電路:整流電路將交流電壓Ui變換成脈動(dòng)的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分,輸出紋波較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。
(3)濾波電路:可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除,從而得到比較平滑的直流電壓各濾波電容C滿(mǎn)足RL-C=(3~5)T/2,或中T為輸入交流信號周期,RL為整流濾波電路的等效負載電阻。
(4)穩壓電路:穩壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩定,不隨交流電網(wǎng)電壓和負載的變化而變化。常用的集成穩壓器有固定式三端穩壓器與可調式三端穩壓器。常用可調式正壓集成穩壓器有CW317(LM317)系列,它們的輸出電壓從1.25V-37伏可調,最簡(jiǎn)的電路外接元件只需一個(gè)固定電阻和一只電位器。其芯片內有過(guò)渡、過(guò)熱和安全工作區保護,最大輸出電流為1.5A。其典型電路如下圖,其中電阻R1與電位器R2組成輸出電壓調節器,輸出電壓Uo的表達式為:Uo=1.25(1+R2/R1)式中R1一般取120-240歐姆,輸出端與調整端的壓差為穩壓器的基準電壓(典型值為1.25V)。
電路中,D5、D6和C1共同組成全波整流濾波電路,將輸入的交流電轉換成直流電;Q1、Q2組成一達林頓射隨電路,Q1稱(chēng)為調整管,Q2稱(chēng)為推動(dòng)管,為負載供電;Q3、D8、R2、R3、RW1共同組成輸出電壓取樣負反饋電路,Q3稱(chēng)為采樣放大管,D8稱(chēng)為基準穩壓管,此部分用于穩定輸出電壓;Q4、R5組成輸出電流取樣電路,為輸出提供過(guò)流保護;C5為輸出濾波電容。由于調整管和負載相對于輸入而言呈串連的關(guān)系,故這種電源稱(chēng)為串聯(lián)型直流穩壓電源。