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一、直流穩(wěn)壓電源工作流程

直流穩(wěn)壓電源工作流程分為降壓、整流（把交流電變直流電）、輸入濾波、三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓、輸出濾波五部分。

二、電源的概念

1.直流電源需求

– 在電子電路及設(shè)備中，一般需要穩(wěn)定的直流電源供電。這里設(shè)計的是小功率直流穩(wěn)壓電源，輸入為 50Hz、220V 交流電壓，輸出為正負對稱直流 8 – 30V 電壓，電流最大可擴展至 3A。

2.整流與濾波

– 變壓器副邊電壓通過整流電路將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，即把正弦波電壓轉(zhuǎn)換為單一方向的脈動電壓。半波整流電路和全波整流電路輸出波形含有較大交流分量，會影響負載電路正常工作。

– 為減少電壓脈動，需通過低通濾波電路濾波使輸出電壓平滑。理想情況應去除全部交流分量使濾波電路輸出僅有直流電壓，但濾波電路為無源電路，接入負載后會影響濾波效果。對于穩(wěn)定性要求不高的電路，整流、濾波后的直流電壓可作為供電電源。

– 交流電壓經(jīng)整流、濾波后雖變?yōu)榻涣鞣至枯^小的直流電壓，但電網(wǎng)電壓波動或負載變化時，其平均值會隨之變化。

3.穩(wěn)壓電路

– 穩(wěn)壓電路的功能是使輸出直流電壓基本不受電網(wǎng)電壓波動和負載大小變化影響，從而獲得足夠高的穩(wěn)定性。

4.開關(guān)電源輸出

– 一般情況下，開關(guān)電源的一路或多路輸出電壓通常是直流低電壓，具有一定輸出功率來驅(qū)動其它電子電路。

– 開關(guān)電源的大多數(shù)輸出電路是對高頻變壓器次級的高頻方波電壓進行整流濾波。為獲得高質(zhì)量直流輸出電壓，需要一些特殊元器件，如肖特基整流二極管、超快恢復整流二極管、低 ESR 值的電解電容以及存儲能量的電感，以產(chǎn)生低噪音輸出電壓滿足電路需求。

三、保護電路原理

1.限流電路

– 限流電路是一種基本保護網(wǎng)絡，在輸出短路時能將輸出電流限制在安全范圍內(nèi)。實現(xiàn)限流電路有多種方法，可設(shè)計在電源輸入側(cè)或輸出側(cè)。限流電路本身的優(yōu)化程度取決于要保護的電源電路結(jié)構(gòu)。

– 對于單電源輸出電路，限流電路設(shè)計在輸入側(cè)或輸出側(cè)保護作用相同。對于在變壓器初級側(cè)進行調(diào)節(jié)并由變壓器直接驅(qū)動的電源電路，限流電路放在輸入側(cè)比較方便；對于使用基極驅(qū)動的電源電路，限流電路設(shè)計在輸出側(cè)更有效。

– 限流電路與監(jiān)控電路直接耦合的電路結(jié)構(gòu)方便、簡單且所需元器件較少。用變壓器耦合的限流電路適用于兩端不共地又需要傳遞電壓的場合，應用廣泛。

– 限流電路可由分立元件或集成電路構(gòu)成，具體根據(jù)電路結(jié)構(gòu)選擇。為有效保護電源，在其受損壞前，限流電流應快速反應。

2.過壓保護電路

– 過壓保護電路的作用是當輸出電壓超過設(shè)計值時，將輸出電壓限定在安全值范圍內(nèi)。原因有二：一是開關(guān)電源有可調(diào)節(jié)電壓輸出功能，調(diào)節(jié)時發(fā)生過電壓輸出可由過壓保護防止元件損壞；二是為確保用戶操作不當引起過壓時的安全。

– 過壓保護電路最好放在開關(guān)電源輸出端，距離供電電路越近越好。處在該位置能消除電路裝配引起的過壓現(xiàn)象，保護開關(guān)電源，在有幾路不同電源給同一電路供電時尤為重要。實現(xiàn)過壓電路最簡單有效的方法是將單向可控硅連接到電源直流輸出端，檢測到過壓現(xiàn)象時使單向可控硅導通，將電源輸出端短路，此時過流保護電路工作，停止整個電源電路工作達到保護目的。由于可控硅導通時有較大電流流過，需仔細計算確保所選元件安全可靠。