什么是直流穩壓電源?

  穩壓電源將不穩壓的AC(交流電)轉換為恒定的DC(直流電)。穩壓電源用于確保即使輸入發生變化，輸出仍保持恒定。

  穩壓直流電源也稱為線性電源，它是一種嵌入式電路，由各種模塊組成。

  穩壓電源將接受交流輸入，并提供恒定的直流輸出。下圖顯示了典型穩壓直流電源的電路圖。

穩壓直流電源的基本組成部分如下：

  降壓變壓器

  整流器

  直流濾波器

  調節器

  穩壓電源的運行

  降壓變壓器

  降壓變壓器將把交流電源的電壓降壓到所需的電壓水平，調整變壓器的匝數比，以獲得所需的電壓值，變壓器的輸出作為整流器電路的輸入。

  整改

  整流器是一種由二極管組成的電子電路，用于執行整流過程。整流是將交流電壓或電流轉換為相應直流量的過程。整流器的輸入為交流，而其輸出為單向脈動直流。

  雖然半波整流器在技術上可以使用，但與全波整流器相比，它的功率損耗是顯著的。因此，全波整流器或橋式整流器用于整流交流電源的兩個半周期(全波整流)。下圖顯示了全波橋式整流器。

橋式整流器由四個p-n結二極管組成，以上述方式連接。在電源的正半周期內，通過變壓器二次側(即VMN)感應的電壓為正。因此，點E相對于F為正。因此，二極管D3和D2反向偏置，二極管D1和D4正向偏置。二極管D3和D2將充當開路開關(實際上存在一些電壓降)，二極管D1和D4將充當閉合開關并開始導電。因此，整流器的輸出端出現整流波形，如第一幅圖所示。當次級電路(即VMN)中感應的電壓為負時，D3和D2正向偏置，其他兩個反向偏置，濾波器的輸入端出現正電壓。

  直流濾波

  整流器的整流電壓是脈動直流電壓，具有很高的紋波含量。但這不是我們想要的，我們想要一個純無紋波的直流波形。因此使用了一個過濾器。使用不同類型的濾波器，如電容濾波器、LC濾波器、扼流圈輸入濾波器、π型濾波器。下圖顯示了沿整流器輸出端連接的電容濾波器和產生的輸出波形。

當瞬時電壓開始增加電容器電荷時，電容器會充電，直到波形達到峰值。當瞬時值開始減小時，電容器開始以指數形式緩慢地通過負載放電(在這種情況下為調節器輸入)。因此，獲得了紋波含量非常小的幾乎恒定的DC值。

  章程

  這是穩壓直流電源中的最后一個模塊。當交流電源的輸入發生變化時，或由于調節電源輸出處的負載電流變化，或由于溫度變化等其他因素，輸出電壓或電流將發生變化或波動，使用調節器可以消除此問題，即使在輸入發生變化或任何其他變化時，調節器也將保持輸出恒定，晶體管串聯穩壓器、固定和可變IC穩壓器或在齊納區工作的齊納二極管可根據其應用而使用，IC的78XX和79XX(如IC7805)用于獲得輸出電壓的固定值。

  使用像LM317和723這樣的集成電路，我們可以將輸出電壓調整到所需的恒定值，下圖顯示了LM317電壓調節器。可以通過調整電阻R1和R2的值來調整輸出電壓。通常，需要在輸出和輸入端連接值約為0.01µF至10µF的耦合電容器，以解決輸入噪聲和輸出瞬態問題。理想情況下，輸出電壓由下述公式得出：

上圖顯示了穩壓+5V直流電源的完整電路。