直流稳压电源电路图及原理「电路识图15直流稳压电源电路原理分析」

工作原理：下图所示为并联型直流稳压电源电路。220V电压经变压器降压、全波桥式整流、电容滤波后，由稳压二极管稳压输出直流电压供给负载。输出直流电压等于电源变压器二次电压的90%，由于电路简单，该电源用于要求不高的场合。

市电u1经过变压器降压后得到交流电压u2，交流电压u2经过单相桥式整流电路后获得直流电压U（U约等于1.2u2）。为了不使电路中产生电压突变的情况，还要经过滤波电路，把电容和负载电阻并联以便吸收脉动电流，并使输出电压保持平稳，经过整流滤波电路之后的输出电压和要求的直流电源还有相当的距离，为了能够得到更加稳定的直流电源，整流滤波电路后还要经稳压电路稳压，这样就得到了所求的直流电压。

串联型直流稳压电源结构如下图a）所示，可以看出，一个串联型直流稳压电源通常都是由变压器、整流滤波器、调整器件、比较放大、基准电源和取样6个部分组成，有些稳压电源中还有过载或短路保护装置。

从下图b）可以看出，电路由变压器T将220V降压为10V，经VD1~VD4桥式整流，把交流10V变为脉动的直流电，经电容C1滤波，再经过稳压、放大、取样环节，使调整管VT2工作，输出直流电Uo为6V。调整取样电阻RP的大小，就可以使输出电压U0在6V内变化，该电路的输出电流为200mA。

它的稳压过程是：当输出电压发生变化时，通过电阻分压器的“取样”，与基准电源比较后，放大器将误差信号放大，送到调整管的基极调整其管压降，以达到稳定输出电压的目的。一般的讲，放大环节的放大倍数越大，稳定度就越高。

下面对对照上图a）所示串联型直流稳压电源框图逐一分析如下：

基准电压应是一个稳定性较高的直流电压，否则若基准电压值改变了，即使输入不变，也会引起输出电压的变化，影响输出电压的稳定性。

目前，基准电压往往采用硅稳压二极管VS和R5取得，如上图b）所示，稳压二极管电路的关键是选择限流电阻，其阻值应保证当输入电压最小时，流过稳压二极管的电流也不小于维持稳定电压下的最小电流；而当输入电压达到最大值时，应保证流过稳压二极管的电流不大于它的最大允许电流。

取样环节是一个电阻分压器，由R1，R2，RP组成，如上图b）所示，取样环节的任务是将输出电压的一部分取出，加到比较放大器去，和基准电压进行比较，以检出输出电压变化值，并经放大后去控制调整环节。

比较放大器是将取样电路得到的电压与基准电压进行比较，然后以两者之差进行放大再去控制调整管以稳定输出电压。应该指出，比较放大器的增益将直接影响稳压电源的质量指标。最简单的比较放大器是一个单级直流放大器，如上图b）所示，VT1组成单级直流放大器为比较放大环节。

调整环节是稳压电源的核心环节，因为输出电压最后要依赖调整环节的调节作用才能达到稳定，而且稳压电源能输出的最大电流也主要是取决于调整环节。

调整环节是由工作在线性区域的调整管VT2组成，它的基极电流受比较放大器的输出信号控制。由于稳压电源的输出电流全部要经过调整管，因此应保证所选用的调整管具有足够的功耗和集电极电流。

三端可调正电压、集成稳压器的品种较多，三端指的是电压输入端、电压输出端和电压调整端，正电压指的是输出为正电压。国际流行的正电压集成稳压器有LM117/217/317系列、LM123系列、LM140系列、LM138系列和LM150系列等。下图所示为采用LM317的三端可调直流稳压电源电路，它是输出电压连续可调，并采用全波整流、电容滤波的直流电源，其交流电源变压器的二次侧采用对称二次侧，输出直流电压为变压器二次电压的90%。

LM317是三端可调正电压集成稳压器，它的稳压精度高，输出纹波小，一般输出电压为1.25~35V，其最大负载电流为1.5A，电路内部设置过流保护、芯片过热保护及调整管安全工作区保护。它的工作温度为0~150度，主要参数见下图。

下图所示为采用正/负电压输出集成稳压器的正/负电压输出直流稳压电源电路。变压器的双二次侧输出电压为两路24V，经全波整流后输出的直流电压为24VX0.9=21.6V。两个1000微法电容器分别为两个桥式整流电路的滤波电容。经过集成稳压器稳压后，分别输出 15V及-15V的直流电压。

集成稳压器内部稳压系统及纹波消除系统十分完善，因此滤波电容不必太大。特别是对目前使用广泛的声控灯开关，均使用这种正/负输出直流稳压电源供电。

本电路具有两路直流稳压电源，其中主电源输出1.5V~30V连续可调，另一路辅助电源输出5V固定电压的直流电源供短路保护、声光报警用。如主电路输出端短路，则立即切断变压器二次侧30V交流电路，进行全保护，同时伴有声光报警，提醒用户，待故障排除后，又恢复正常。本电路具有稳定、可靠、响应迅速的特点，可以解决一些直流电源无保护，频繁烧坏元器件的问题。

1）主电源电路原理

如下图所示，220V交流电经变压器T1降压，VD1~VD4桥式整流、电容C1滤波，LM317稳压后，调节电位器RP，使直流输出电压为1.5~30V，观看电压表读数。其中，HL为电源电压指示灯，K为继电器常闭触头，电容C2改善纹波和抑制过电压，C3改善负载的瞬态响应。

2）短路保护与声光报警电路

短路保护电路采用4N25光耦合器，利用输出端对输入端无反馈作用，信号只能单向传递的原理，实现光传递控制。光耦合器由发光二极管和光敏晶体管组成。R1，R2和4n25构成信号控制电路，控制VT1，VT2，K,BL组成音频振荡电路。电路正常时，直流输出经R1，R2加至4N25的1,2脚，发光二级管发光，使5、4脚导通，VT1基极零偏而截至，音频振荡器不工作。当直流输出短路时，电压为零，发光二级管不工作，光敏晶体管截止，与R3分压，给VT1基极提供正向偏流使其导通。VT2放大管工作，集电极上继电器K线圈得电，串联在T1二次侧上的常闭触头断开，切断交流电源，绿色指示灯熄灭，对电路实现全保护。K常开触头闭合，发光二级管发光，音乐片电路工作，奏出一首美妙动听的音乐，完成声光同时报警，提示用户。检查排除故障后，电路又恢复。

3）辅助稳压电源

辅助稳压电源仅用于保护和声光报警电路，主电路无短路时，辅助电源处于“待机”状态，电路原理从略。电路排除故障期间，为了解除声光报警，用复位按钮S置“复位”。故障排除后，S2置“保护”状态。

T1选择220/30V，T2为220/9V，三端集成稳压器为输出电压可调LM317，光耦合器选4N25， 6V输出三端稳压选用7806，VD1~VD4选用1N4007，VD5~VD8为1N4001，RP选用6.8千欧电位器，K选用JRX-13F小型功率继电器，VT1为3DG12，VT2为3CG21。