直流稳压电源电路组成及工作原理

．经济论坛．　些　
亘　稳压电源电路组　．疋工作厦理　
口牛晓倩高　明　黄婧洁　中国矿业大学徐州南湖校区　
摘要：随着电子设备的不断发展和广泛应用，与此同时电子设备对电源电路的要求希望能够提供持续稳定、满足负载要求的电　
能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。直流稳压电源在电源技术中就占有十分重要的地位。该文从直流稳压电源电路的设　
计出发，介绍电路组成，包括交流电压降流整流滤波电路、稳压管稳压电路、过流保护电路等。　
关键词：直流稳压电源；整流电路；电容滤波；稳压管；过流保护　
随着人类社会进入“电气时代”，各种电子设备从大型到微　
型，而为电器工作提供能量的电源电路至关重要。直流稳压电源　
就是其中广泛应用的一种。　
一
、

直流稳压电源电路组成及各部分功能　

电源变压器：将交流电网电压ｕ１变为合适的电压ｕ２；　
整流电路：将交流电压ｕ２变为脉动的直流电压ｕ３；　
滤波电路：将脉动的直流电压ｕ３转化为平滑的直流电压　ｕ４；　稳压电路：清除电网波动及负载变化的影响，保持输出电压　ｕＯ的稳定。　该文主要对直流稳压电源的整流滤波电路进行简述。　单相桥式整流电路的变压器中只有交流电流流过，而半波　和全波整流电路中均有直流分量流过。所以单相桥式整流电路　的变压器效率较高，在同样的功率容量条件下，体积可以小一　些。单相桥式整流电路的总体性能优于单相半波和全波整流电　路，故广泛应用于直流电源之中。　二、单相桥式整流电路　（一）工作原理　２　２０　Ｖ；　ｕ２的正半周Ａ—｝Ｄ１—　ＲＩ『＿　３一Ｂ，ｕＯ＝ｕ２　ｕ２的负半周Ｂ－÷Ｄ２一ＲＬ—Ｄ　Ａ，ｕＯ＝一ｕ２　（：：　）４－＆ｇ　＝÷ｒ　：　。　ｄ（ａ￣ｔ）　…　帅　ｖｌ　０．９　Ｕ　””～　Ｉ＿＿一一一　一　（三）＝极管的选择　电网电压波动范围为±１０％，二极管的极限参数应满足　整流电路的输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流　电路的输出，与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称　为纹波。为获得比较理想的直流电压，需要利用具有储能作用的　电抗性元件（如电容、电感）组成的滤波电路来滤除整流电路输　出电压中的脉动成分以获得直流电压。　利用储能元件电容器Ｃ两端的电压（或通过电感器Ｌ的电　流）不能突变的性质，把电容Ｃ（或Ｌ）与整流电路的负载ＲＬ并　联（或串联），就可以滤掉整流电路输出的交流成分，提高直流成　分，减小电路的脉动系数，改善电路的性能。在小功率整流电路　中，经常使用的是电容滤波。　１．空载时的情况　当电路采用电容滤波，输出端空载，如图４（ａ）所示，设初始　时电容电压ｕＣ为零。接入电源后，当ｕ２在正半周时，通过Ｄ１、　
Ｄ３向电容器Ｃ充电；当在ｕ２的负半周时，通过Ｄ２、Ｄ４向电容　
器Ｃ充电，充电时间常数为Ｔｃ＝Ｒ　Ｃ　

空载时桥式整流电容滤波电路式中包括变压器副边绕组　
的直流电阻和二极管的正向导通电阻。由于一般很小，电容器　
很快就充到交流电压ｕ２的最大值，如波形图２（ｂ）的时刻。此　
后，ｕ２开始下降，由于电路输出端没接负载，电容器没有放电　
回路，所以电容电压值Ｕｅ不变，此时，ｕｃ＞ｕ２，二极管两端承受　
反向电压，处于截止状态，电路的输出电压ｌｌ＝ｔｌ＝Ｕ，电路输出　
维持一个恒定值。实际上电路总要带一定的负载，有负载的情　
况如下。　
２．带载时的情况　
接通交流电源后，二极管导通，整流电源同时向电容充电和　
向负载提供电流，输出电压的波形是正弦形。此刻，即达到ｕ２　
９０。峰值时，ｕ２开始以正弦规律下降，此时二极管是否关断，取决　
于二极管承受的是正向电压还是反向电压。　
先设达到９０。后，二极管关断，那么只有滤波电容以指数规　
律向负载放电，从而维持一定的负载电流。但是９０。后指数规律　
下降的速率快，而正弦波下降的速率小，所以超过９０。以后有一　
段时间二极管仍然承受正向电压，二极管导通。随着ｕ２的下降，　
正弦波的下降速率越来越快，ｕＣ的下降速率越来越慢。所以在　
超过９０。后的某一点，例如图Ｓ０，）中的ｔ２时刻，二极管开始承受　
反向电压，二极管关断。此后只有电容器Ｃ向负载以指数规律放　
电的形式提供电流，直至下一个半周的正弦波来到，ｕ２再次超　
过ｕＣ，如图５（ｂ）中的ｔ３时刻，二极管重又导电。以上过程电容器　
的放电时间常数为＇ｒａ＝ＲＬＣ　
电容滤波一般负载电流较小，可以满足￡ｄ较大的条件，所　
以输出电压波形的放电段比较平缓，纹波较小，输出脉动系数Ｓ　
小，输出平均电压ＵＯ（ＡＶ）大，具有较好的滤波特性。　

（ａ）电路　
参考文献　

“Ｏ　
氏　。　

【１】康华光．电子技术基础模拟部分（第５版）ｆＭ］．北京：高等教　
育出版社，１９９９．　
［２】韩冬年，陈双燕，夏业磊．直流稳压源的设计Ｕ］．电子报，　
２００７，（１０）．　
（编辑：ＹＹ）　

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