根據調整管的工作狀態,我們常把穩壓電源分成兩類:線性穩壓電源和開關穩壓電源。此外,還有一種使用穩壓管的小電源。
線性穩壓電源是比較早使用的一類直流穩壓電源。線性穩壓直流電源的特點是:輸出電壓比輸入電壓低;反應速度快,輸出紋波較小;工作產生的雜訊低;效率較低(現在經常看的ldo就是為了解決效率問題而出現的);發熱量大(尤其是大功率電源),間接地給系統增加熱雜訊。
工作原理:我們先用下圖來說明線性穩壓電源調節電壓的原理。如下圖所示,可變電阻rw跟負載電阻rl組成乙個分壓電路,輸出電壓為:
uo=ui×rl/(rw+rl),因此通過調節rw的大小,即可改變輸出電壓的大小。請注意,在這個式子裡,如果我們只看可調電阻rw的值變化,uo的輸出並不是線性的,但如果把rw和rl一起看,則是線性的。還要注意,我們這個圖並沒有將rw的引出端畫成連到左邊,而畫在右邊。雖然這從公式上看並沒有什麼區別,但畫在右邊,卻正好反映了「取樣」和「反饋」的概念----實際中的電源,絕大部分都是工作在取樣和反饋的模式下的,使用前饋方法很少,或就是用了,也只是輔助方法而已。
讓我們繼續:如果我們用乙個三極體或者場效電晶體,來代替圖中的可變阻器,並通過檢測輸出電壓的大小,來控制這個「變阻器」阻值的大小,使輸出電壓保持恆定,這樣我們就實現了穩壓的目的。這個三極體或者場效電晶體是用來調整電壓輸出大小的,所以叫做調整管。
像圖1所示的那樣,由於調整管串聯在電源跟負載之間,所以叫做串聯型穩壓電源。相應的,還有併聯型穩壓電源,就是將調整管跟負載併聯來調節輸出電壓,典型的基準穩壓器tl431就是一種併聯型穩壓器。所謂併聯的意思,就是象圖2中的穩壓管那樣,通過分流來保證衰減放大管射極電壓的「穩定」,也許這個圖並不能讓你一下子看出它是「併聯」的,但細心一看,確實如此。不過,大家在此還要注意一下:此處的穩壓管,是利用它的非線性區工作的,因此,如果認為它是乙個電源,它也是乙個非線性電源。為了便於大家理解,回頭我們找乙個理適合的圖來看,直到可以簡明地看懂為止。
圖1一般來說,線性穩壓電源由調整管、參考電壓、取樣電路、誤差放大電路等幾個基本部分組成。另外還可能包括一些例如保護電路,啟動電路等部分。下圖是乙個比較簡單的線性穩壓電源原理圖(示意圖,省略了濾波電容等元件),取樣電阻通過取樣輸出電壓,並與參考電壓比較,比較結果由誤差放大電路放大後,控制調整管的導通程度,使輸出電壓保持穩定。
圖2 常用的線性串聯型穩壓電源晶元有:78xx系列(正電壓型),79xx系列(負電壓型)(實際產品中,xx用數字表示,xx是多少,輸出電壓就是多少。例如7805,輸出電壓為5v);lm317(可調正電壓型),lm337(可調負電壓型);1117(低壓差型,有多種型號,用尾數表示電壓值。如1117-3.3為3.3v,1117-adj為可調型)。
根據調整管的工作狀態,我們常把穩壓電源分成兩類:線性穩壓電源和
開關穩壓電源。
中則不一樣,開關管(在開關電源中,我們一般把調整管叫做開關管)是
工作在開、關兩種狀態下的:開——電阻很小;關——電阻很大。
開關電源是一種比較新型的電源。它具有效率高,重量輕,可公升、降壓,
輸出功率大等優點。但是由於電路工作在開關狀態,所以雜訊比較大。
通過下圖,我們來簡單的說說降壓型開關電源的工作原理。如圖所示,
電路由開關
k(實際電路中為三極體或者場效電晶體),續流二極體
d,儲能電感l
,濾波電容
c等構成。當開關閉合時,電源通過開關
k、電感l給
負載供電,並將部分電能儲存在電感
l以及電容
c中。由於電感
l的自感,
在開關接通後,電流增大得比較緩慢,即輸出不能立刻達到電源電壓值。
一定時間後,開關斷開,由於電感
l的自感作用(可以比較形象的認為
電感中的電流有慣性作用),將保持電路中的電流不變,即從左往右繼續流。
這電流流過負載,從地線返回,流到續流二極體
d的正極,經過二極體d,
返回電感
l的左端,從而形成了乙個迴路。通過控制開關閉合跟斷開的
時間(即
pwm——脈衝寬度調製),就可以控制輸出電壓。如果通過檢測
輸出電壓來控制開、關的時間,以保持輸出電壓不變,這就實現了穩壓
的目的。
在開關閉合期間,電感儲存能量;在開關斷開期間,電感釋放能量,
所以電感
l叫做儲能電感。二極體
d在開關斷開期間,負責給電感l提供
電流通路,所以二極體
d叫做續流二極體。
在實際的開關電源中,開關
k由三極體或場效電晶體代替。當開關斷開
時,電流很小;當開關閉合時,電壓很小,所以發熱功率
u×i就會很小。
這就是開關電源效率高的原因。
看過完兩個關於電源的faq後,大家可能對電源的效率計算還不了解。在後面的faq中,我們將專門給大家介紹。
常見的用於開關電源的晶元有:
tl494
,lm2575
,lm2673
,34063
,51414
等等。
開關穩壓電源
開關穩壓電源 摘要 本文介紹的 開關穩壓電源是以數控方式產生 30v 36v可調直流電壓,該設計是以 8051 微控制器產生乙個標準 pwm波,通過光電耦合將 pwm提供給乙個積分電路,然後再控制 開關電源,同時微控制器外接鍵盤,通過按鍵由微控制器實現控制輸出的步進調整要求 另外,資料的採集顯示等功...
直流穩壓電源的組成
1 電源變壓器 是將交流電網220v的電壓所需的電壓值 2 整流電路 是將交流電路變成脈動的直流電壓 3 濾波電路 由於脈動的直流電壓還含有較大的波紋,必須通過濾波電路加以濾除,從而得到平滑的直流電壓 4 穩壓電路 由於這樣的電壓還隨電網電壓波動 一般有10 左右的波動 負載和溫度的變化而變化。因而...
穩壓電源技術指標,摘錄
1,穩壓係數 絕對穩壓係數,越小越好,在穩壓電源中一般更重視相對穩壓係數。相對穩壓係數 2,電網調整率,除非特殊說明一般 10 穩壓電源一般調整率,1 0.1 0.01 3,電壓穩定度 負載電流保持為額定範圍內的任何值,輸入電壓在規定範圍內變化所引起的輸出電壓相對變化 或者 當電網電壓由額定值變化 ...