【文章內(nèi)容簡介】 能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。經(jīng)過整流和濾波后的直流電壓，會由于交流電網(wǎng)電壓的波動以及負(fù)載電阻的變動而發(fā)生變化。在絕大多數(shù)情況下，這種輸出電壓的變化波動顯得太大，仍需要進(jìn)一步對其穩(wěn)定，這就需要采用穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓管基本應(yīng)用電路（1）硅穩(wěn)壓管也稱為齊納二極管，其伏安特性如圖所示。從伏安特性可以看到，當(dāng)流過穩(wěn)壓管的電流在一個較大范文內(nèi)變化時，穩(wěn)壓管兩端的電壓幾乎不變。穩(wěn)壓管的這一特性將穩(wěn)壓管和負(fù)載并聯(lián)，若能保證穩(wěn)壓管中的電流在一定范圍內(nèi)，則負(fù)載電壓就能再一定程度上得到穩(wěn)定，因此，穩(wěn)壓電路的關(guān)鍵就是限定穩(wěn)壓管中的電流。因?yàn)槿绻ぷ麟娏魈。瑒t電壓隨電流的變化很大，達(dá)不到穩(wěn)壓的目的。但工作電流也不能太大，以免超過管子的額定功率，造成損壞。小功率穩(wěn)壓管的工作電流大致幾毫安至幾十毫安，大功率的穩(wěn)壓管可達(dá)到幾安培到十幾安培。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路具有線路簡單，調(diào)試方便等有優(yōu)點(diǎn)，但輸出電流受穩(wěn)壓管穩(wěn)定電流的限制，而且輸出電壓又不能任意調(diào)節(jié)，穩(wěn)壓性能不高，只適用于輸出電流小，負(fù)載變動不大和穩(wěn)定性能要求不高的場合，或作為輔助穩(wěn)壓源。若負(fù)載經(jīng)常變動，要求輸出電壓連續(xù)可調(diào)，穩(wěn)定性能好，就要采用晶體管穩(wěn)壓源。圖211 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路（2）串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路比穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路要復(fù)雜的多，它是一個閉環(huán)反饋系統(tǒng)。所以必須具有執(zhí)行元件和反饋支路。一般情況下，它包括調(diào)整管、取樣電路、基準(zhǔn)電壓源及誤差比較放大器等主要部分。調(diào)整管是閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其余部分都是反饋控制支路所必需的，原理框圖如圖所示。從框圖上可以看出輸入電壓經(jīng)過調(diào)整元件調(diào)節(jié)之后，變成穩(wěn)定的輸出電壓。圖212 串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路原理框圖（3）簡單的串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路，圖213是一個最簡單的串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路。晶體管VT做調(diào)整元件，VD做基準(zhǔn)電壓源，它給晶體管發(fā)射結(jié)提供一個固定的偏壓使其能正常工作。當(dāng)負(fù)載變小或輸入電壓變大，使得負(fù)載兩端的輸出電壓增大時，由于基準(zhǔn)電壓不變，所以晶體管的基極電位也不變，那么集射極電壓將減小，從而減小，管壓降增大，使輸出電壓減小，抵消了由于電網(wǎng)電壓增加或負(fù)載減小引起的的增加，使輸出電壓保持不變。如果當(dāng)輸入電壓減小或負(fù)載增大，使得輸出電壓下降時，調(diào)節(jié)過程與上述正好相反。圖213 串聯(lián)反饋型晶體管電路圖從上邊的穩(wěn)壓過程可以看出，當(dāng)輸入電壓增大或負(fù)載變小時，這種穩(wěn)壓電路是通過輸出電壓的變化反過來控制調(diào)整管VT的管壓降，從而使輸出電壓保持不變，以達(dá)到自動穩(wěn)壓的作用，這實(shí)際是一種負(fù)反饋，所以這種電路叫做串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路。該電路存在兩個問題：其一，該電路是用輸出電壓的變化部分直接去控制調(diào)整管的基極，故控制作用小，穩(wěn)壓性能較差；其二，輸出電壓固定不可調(diào)。（4）帶有放大器的串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路。簡單的反饋型晶體管穩(wěn)壓電路，是直接利用輸出電壓得變化量來控制調(diào)整管電壓變化的，所以其靈敏度和電壓穩(wěn)定性都不夠理想。采用帶放大器的穩(wěn)壓電路，可以彌補(bǔ)這些不足。一個帶有放大器的典型電路，VT1是調(diào)整管，接成射極輸出器的形式，負(fù)載電阻RL是它的射極電阻。RR2與RL并聯(lián)組成分壓器，起到取出輸出電壓的作用，叫做取樣電路。VD是硅穩(wěn)壓二極管，它與限流電阻R3一起組成基準(zhǔn)電壓源。VT2是比較放大器，R4是它的集電極電阻，同時也是VT1管的偏流電阻。晶體管VT2把從取樣電路送來的輸出電壓上升或下降的變化信號與基準(zhǔn)電壓相比較，并把比較結(jié)果產(chǎn)生的差值電壓（或者叫做誤差電壓）加以放大，以此來控制調(diào)整管VT1的管壓降，從而使輸出電壓基本保持穩(wěn)定。因?yàn)榉糯笃鞯淖饔?，很小的輸出電壓變化，反?yīng)到調(diào)整管上就有比較大的變化，大大提高了調(diào)整管的靈敏度，提高的輸出電壓的穩(wěn)定性。因?yàn)橐筝敵鲭妷嚎烧{(diào)，所以選擇三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器。可調(diào)式集成穩(wěn)壓器，常見主要有CW31CW33LM31LM337。317系列穩(wěn)壓器輸出連續(xù)可調(diào)的正電壓，337系列穩(wěn)壓器輸出連可調(diào)的負(fù)電壓，～37V， 。穩(wěn)壓內(nèi)部含有過流、過熱保護(hù)電路，具有安全可靠，性能優(yōu)良、不易損壞、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。輸出電壓表達(dá)式為: (1)式中，此電壓加于給定電阻R1兩端，將產(chǎn)生一個恒定電流通過輸出電壓調(diào)節(jié)電位器RP1，電阻R1常取值120Ω～140Ω，在這里，用到10K的電位器。我們RP1一般使用精密電位器，與其并聯(lián)的電容器C可進(jìn)一步減小輸出電壓的紋波。圖中加入了二極管D，用于防止輸出端短路時10181。F大電容放電倒灌入三端穩(wěn)壓器而被損壞。LM317其特性參數(shù)：輸出電壓可調(diào)范圍：～37V輸出負(fù)載電流：輸入與輸出工作壓差：3～40V能滿足設(shè)計(jì)要求,故選用LM317組成穩(wěn)壓電路。軟啟動電路由晶體管T、電阻R和電容器C組成。其作用是使電路輸出電壓有一個緩慢的上升過程，以適應(yīng)感性負(fù)載(如直流電機(jī))的啟動特性。當(dāng)輸入電壓時，因C上的電壓不能突變，故T因基極電位較高而飽和導(dǎo)通，故U0很小，隨著C的充電，T的基極電位下降，其集電極電位升高，U0也升高。當(dāng)C充滿電時，T被截止，啟動電路失去作用，U0也達(dá)到設(shè)定值。啟動的時間可以通過改變C和R的值來進(jìn)行調(diào)整。 直流穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)衡量一臺穩(wěn)壓電源的好壞，一方面要從功能角度來看，即容量大小(輸出電壓和輸出電流)、調(diào)節(jié)范圍大小、效率高低等，人們稱其為使用指標(biāo)或性能指標(biāo)：另一方面要從外觀、形狀、體積、重量等直觀形象來看，這些稱為電氣指標(biāo)；更重要的是要看它的質(zhì)量高低，即輸出電壓的穩(wěn)定度等，一般稱為質(zhì)量指標(biāo)。下面重點(diǎn)介紹質(zhì)量指標(biāo)。描述輸入交流電壓變化對輸出電壓影響的技術(shù)指標(biāo)(l)穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù)有絕對穩(wěn)壓系數(shù)和相對穩(wěn)壓系數(shù)兩種。絕對穩(wěn)壓系數(shù)表示負(fù)載不變而輸入交流電壓變化時，穩(wěn)壓電源輸出直流電壓變化量與輸入交流電壓變化量之比，即 （2）它表示輸入交流電壓變化。引起輸出電壓變化越小輸出電壓就越穩(wěn)定。相對穩(wěn)壓系數(shù)表示負(fù)載不變時，穩(wěn)壓電源輸出直流電壓Uo的相對變化量與輸入交流電壓的相對變化量之比，即 （3）(2)電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率表示負(fù)載電流為額定值時輸入交流電壓在額定值上下變化177。10％時，穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對變化量(百分?jǐn)?shù))，即 （4）一般直流穩(wěn)壓電源的電壓調(diào)整率為1%，%，%等。有的也可以用絕對值表示。描述負(fù)載變化對輸出電壓影響的技術(shù)指標(biāo)(1)負(fù)載調(diào)整率（也稱電流調(diào)整率）在交流電源額定電壓的條件下，負(fù)載電流從零變化到最大時，輸出電壓的最大相對變化量，用百分?jǐn)?shù)表示 （5）(2)輸出電阻（也稱內(nèi)阻）在額定輸出電壓的條件下，負(fù)載電流變化引起輸出電壓變化，則輸出電阻為 （6）紋波電壓（現(xiàn)稱周期和隨機(jī)漂移，用PARD表示）(1)最大紋波電壓在額定輸出電壓和額定輸出電流條件下，輸出紋波（包括噪聲）電壓的絕對值大小，通常以峰值或有效值表示。(2)紋波系數(shù)γ在額定輸出電壓和額定電流條件下，輸出紋波電壓的有效值與輸出直流電壓之比，即 （7）溫度漂移和溫度系數(shù)環(huán)境溫度的變化會影響元器件參數(shù)的變化，從而引起穩(wěn)壓電源輸出電壓的變化，稱為溫度漂移。常用溫度系數(shù)表示溫度漂移的大小，溫度每變化l℃所引起輸出