直流稳压电源设计

stabilized voltage supply是稳压电源的英文名，这是一种能够为负载设备提供稳定的交流电源或者直流电源的电子装置，由此我们知道稳压电源的两大分类分别是交流稳压电源跟直流稳压电源。其中，直流稳压电源就是指能够为负载装置提供直流电源的一种电子装置，本文将重点来为大家介绍这种稳压电源，在接下来的文章中，小编将会从直流稳压电源的分类及两种具体的直流稳压电源设计来介绍，相信对大家学习稳压电源的相关知识是很有帮助的!

直流稳压电源有时候又被称作直流稳压器，它的供电电压基本上都是交流电压，不管交流供电电源的电压或是负载电阻发生任何变化，稳压器的直流输出电压都会始终保持稳定状态。稳压器的参数有纹波系数、响应速度和电压稳定度等等。

直流稳压电源从工作方式上可分为：

①可控整流型。用改变晶闸管的导通时间来调整输出电压。

②斩波型。输入是不稳定的直流电压，以改变开关电路的通断比得到单向脉动直流，再经滤波后得到稳定直流电压。

③变换器型。不稳定直流电压先经逆变器变换成高频交流电，再经变压、整流、滤波后，从所得新的直流输出电压取样，反馈控制逆变器工作频率，达到稳定输出直流电压的目的。

经整流滤波后输出的直流电压，虽然平滑程度较好，但其稳定性仍比较差。经整流滤波后的直流电压必须采取一定的稳压措施才能适合电子设备的需要。常用的直流稳压电路有并联型和串联型稳压电路两种类型。

下面介绍硅稳压管并联稳压电源和晶体管并联稳压电源的设计方案。

一、硅稳压管并联稳压电源

1、电路原理分析

图3-1-1是硅稳压管稳压电源。其中D1是稳压二极管，R1是限流电阻，R2是负载。由于D1与R2是并联，所以称并联稳压电路。此电路必须接在整流滤波电路之后，上端为正下端为负。由于稳压管D1反向导通时两端的电压总保持固定值，所以在一定条件下R2两端的电压值也能够保持稳定。

下面我们来分析一下具体工作原理：

假设设输入电压为UI，当某种原因导致UI升高时，UD1相应升高，有稳压管的特性可知UD1上升很小都会造成ID1急剧增大，这样流过R1上的IR1电流也增大，R1两端的电压UR1会上升，R1就分担了极大一部分UI升高的值，UD1就可以保持稳定，达到负载上电压UR2 保持稳定的目的。这个过程可用下面的变化关系图表示：

UI↑→UD1↑→ID1↑→IR1↑→UR1↑→UD1↓

相反的，如果UI下降时，可用下面的变化关系图表示：

UI↓→UD1↓→ID1↓→IR1↓→UR1↓→UD1↑

通过前面的分析可以看出，硅稳压管稳压电路中，D1负责控制电路的总电流，R1负责控制电路的输出电压，整个稳压过程由D1和R1共同作用完成。

2、元件选择

下面我们来看看已知负载电压UR1和负载电流IR1时如何设计硅稳压管稳压电源。

(1)初选稳压管D1

一般情况下，可以按照UD1=UR2和ID1≈(IR2)max来初步选定稳压管D1，如果负载有可能开路则应选择(ID1)max≈(2-3)(IR2)max，这是因为当负载时所有电流全部都会流过D1，所以ID1应该适当选择大一点。。

(2)选定输入电压

一般可选择UI=(2-3)UR2

(3)选定限流电阻R1

R1=(UI-UR2)/(ID1+IR2)

但是需要考虑两种极限情况：

当UI最大，且负载开路时(即IR2=0)，流过D1的电流最大。为了不超过D1的最大允许电流(ID1)max，需要有足够大的电流电阻，否则会烧坏D1。则R1需要满足：

当UI最小，且负载电流最大时，流过D1的电流最小。为了保证此时D1能够工作在击穿区起到稳压的作用，要有一定的电流流过D1，一般取5mA-10mA。则R1需要满足：

R1<((UI)min-UR2)/(ID1+(IR2)max)

R1>((UI)max-UR2)/ ID1)max

限流电阻R1的值应该在上面两个公式的范围内选择。

(4)检查电路稳定度

电路稳定度需要根据实际电路的要求来确定，如果稳定度不够，可以适当增加R1和UI，还可以选择动态电阻r比较小的稳压管。

stabilized voltage supply是稳压电源的英文名，这是一种能够为负载设备提供稳定的交流电源或者直流电源的电子装置，由此我们知道稳压电源的两大分类分别是交流稳压电源跟直流稳压电源。其中，直流稳压电源就是指能够为负载装置提供直流电源的一种电子装置，本文将重点来为大家介绍这种稳压电源，在接下来的文章中，小编将会从直流稳压电源的分类及两种具体的直流稳压电源设计来介绍，相信对大家学习稳压电源的相关知识是很有帮助的!

直流稳压电源有时候又被称作直流稳压器，它的供电电压基本上都是交流电压，不管交流供电电源