一切電子設(shè)備都離不開電，而電源就是將市電轉(zhuǎn)化為電路所需功率電的設(shè)備，包括交流電源和直流電源兩大類。直流穩(wěn)壓電源是一種將220V@50Hz的市電轉(zhuǎn)化為穩(wěn)壓輸出直流電的設(shè)備，它需要經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成。

　　電源變壓器：將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。核心是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。整流電路： 將交流電壓u2變?yōu)槊}動的直流電壓u3。濾波電路： 將脈動直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。穩(wěn)壓電路： 清除電網(wǎng)波動及負(fù)載變化的影響，保持輸出電壓uo的穩(wěn)定。

　　隨著直流穩(wěn)壓電源的不斷發(fā)展，目前直流穩(wěn)壓電源已經(jīng)廣泛的用于國防、科研、大專院校、實驗室、工礦企業(yè)、電解、電鍍、充電設(shè)備等的直流供電。但隨著直流穩(wěn)壓電源用途的增多，它的種類也越來越多。直流穩(wěn)壓電源按工作原理可分為線性電源和開關(guān)電源兩大類;按應(yīng)用場合可分為修理電源、實驗電源、萬用電源和可調(diào)穩(wěn)壓源等;線性電源還可以分為以下四類：1、多路可調(diào)直流穩(wěn)壓電源多路可調(diào)直流穩(wěn)壓電源是可調(diào)穩(wěn)壓電源的一種，其特點是一臺電源提供兩路甚至三四路可以獨立設(shè)定電壓的輸出。

　　基本上可以看成幾臺單路輸出的電源合并使用，適用于需要多種電壓供電的場合。高級一點的多路電源還具有電壓跟蹤功能，使幾路輸出能聯(lián)動調(diào)節(jié)。2、精密可調(diào)直流穩(wěn)壓電源精密可調(diào)直流穩(wěn)壓電源是可調(diào)穩(wěn)壓電源的一種，其特點是電壓電流調(diào)節(jié)分辨率高，電壓設(shè)定精度優(yōu)于0.01V。為了精確顯示電壓，目前主流的精密電源都采用多位數(shù)字表指示。

　　電壓和限流精密調(diào)節(jié)機構(gòu)的解決方案不同，低成本的解決方案采用粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩個電位器，標(biāo)準(zhǔn)解決方案則采用多圈電位器，高檔電源則采用單片機控制的數(shù)字化設(shè)定。3、高分辨率數(shù)控電源采用單片機控制的穩(wěn)壓電源也被稱為數(shù)控電源，通過數(shù)控方式更容易實現(xiàn)精密調(diào)節(jié)與設(shè)定。精密穩(wěn)壓電源內(nèi)部線路也比較先進(jìn)，電壓穩(wěn)定性也比較好自身電壓漂移小，通常適用于精密實驗場合。

　　精密直流穩(wěn)壓電源是國內(nèi)的稱呼國外進(jìn)口電源基本沒有標(biāo)稱精密電源，只有高分辨率電源和可編程電源。4、可編程電源編程電源是用單片機以數(shù)字化形式控制的可調(diào)穩(wěn)壓電源，其設(shè)定的參數(shù)可以存儲起來供日后調(diào)用?？删幊屉娫丛O(shè)定的參數(shù)比較多，包括基本的電壓設(shè)定、功率限制設(shè)定、過流設(shè)定以及擴展的過壓設(shè)定等信息。通?？删幊屉娫淳哂休^高的設(shè)定分辨率，電壓和電流參數(shù)的設(shè)定都可以通過數(shù)字鍵盤輸入。中高檔的可編程電源自身電壓漂移也很小，多用于科研場合。

　　交流電壓是經(jīng)整流電路及濾波電路整流濾波后，變成含有一定脈動成份的直流電壓，該電壓進(jìn)人高頻變換器被轉(zhuǎn)換成所需電壓值的方波，最后再將這個方波電壓經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷?。開關(guān)電源控制電路為一脈沖寬度調(diào)制器，它主要由取樣器、比較器、振蕩器、脈寬調(diào)制及基準(zhǔn)電壓等電路構(gòu)成。這部分電路目前已集成化，制成了各種開關(guān)電源用集成電路。控制電路用來調(diào)整高頻開關(guān)元件的開關(guān)時間比例，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。開關(guān)電源可分為以下七類：

　　1、單端反激式開關(guān)電源

　　單端反激式開關(guān)電源的典型電路：電路中所謂的單端是指高頻變換器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側(cè)，所謂的反激是指當(dāng)開關(guān)管VT1導(dǎo)通時，高頻變壓器T初級繞組的感應(yīng)電壓為上正下負(fù)，整流二極管VD1處于截止?fàn)顟B(tài)，在初級繞組中儲存能量。當(dāng)開關(guān)管VT1截止時，變壓器T初級繞組中存儲的能量，通過次級繞組及VD1整流和電容C濾波后向負(fù)載輸出。

　　單端反激式開關(guān)電源是一種成本最低的電源電路，輸出功率為20-100W，可以同時輸出不同的電壓，且有較好的電壓調(diào)整率。唯一的缺點是輸出的紋波電壓較大，外特性差，適用于相對固定的負(fù)載。

　　單端反激式開關(guān)電源使用的開關(guān)管VT1承受的最大反向電壓是電路工作電壓值的兩倍，工作頻率在20-200kHz之間。

　　2、單端正激式開關(guān)電源

　　單端正激式開關(guān)電源的典型電路：這種電路在形式上與單端反激式電路相似，但工作情形不同。當(dāng)開關(guān)管VT1導(dǎo)通時，VD2也導(dǎo)通，這時電網(wǎng)向負(fù)載傳送能量，濾波電感L儲存能量;當(dāng)開關(guān)管VT1截止時，電感L通過續(xù)流二極管VD3繼續(xù)向負(fù)載釋放能量。

　　在電路中還設(shè)有鉗位線圈與二極管VD2，它可以將開關(guān)管VT1的最高電壓限制在兩倍電源電壓之間。為滿足磁芯復(fù)位條件，即磁通建立和復(fù)位時間應(yīng)相等，所以電路中脈沖的占空比不能大于50%。由于這種電路在開關(guān)管VT1導(dǎo)通時，通過變壓器向負(fù)載傳送能量，所以輸出功率范圍大，可輸出50-200W的功率。電路使用的變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積也較大，正因為這個原因，這種電路的實際應(yīng)用較少。

　　3、自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源

　　自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源的典型電路：這是一種利用間歇振蕩電路組成的開關(guān)電源，也是目前廣泛使用的基本電源之一。

　　當(dāng)接入電源后在R1給開關(guān)管VT1提供啟動電流，使VT1開始導(dǎo)通，其集電極電流Ic在L1中線性增長，在L2中感應(yīng)出使VT1基極為正，發(fā)射極為負(fù)的正反饋電壓，使VT1很快飽和。與此同時，感應(yīng)電壓給C1充電，隨著C1充電電壓的增高，VT1基極電位逐漸變低，致使VT1退出飽和區(qū)，Ic開始減小，在L2中感應(yīng)出使VT1基極為負(fù)、發(fā)射極為正的電壓，使VT1迅速截止，這時二極管VD1導(dǎo)通，高頻變壓器T初級繞組中的儲能釋放給負(fù)載。在VT1截止時，L2中沒有感應(yīng)電壓，直流供電輸人電壓又經(jīng)R1給C1反向充電，逐漸提高VT1基極電位，使其重新導(dǎo)通，再次翻轉(zhuǎn)達(dá)到飽和狀態(tài)，電路就這樣重復(fù)振蕩下去。這里就像單端反激式開關(guān)電源那樣，由變壓器T的次級繞組向負(fù)載輸出所需要的電壓。

　　自激式開關(guān)電源中的開關(guān)管起著開關(guān)及振蕩的雙重作用，也省去了控制電路。電路中由于負(fù)載位于變壓器的次級且工作在反激狀態(tài)，具有輸人和輸出相互隔離的優(yōu)點。這種電路不僅適用于大功率電源，亦適用于小功率電源。

　　4、推挽式開關(guān)電源

　　推挽式開關(guān)電源的典型電路：它屬于雙端式變換電路，高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側(cè)。電路使用兩個開關(guān)管VT1和VT2，兩個開關(guān)管在外激勵方波信號的控制下交替的導(dǎo)通與截止，在變壓器T次級統(tǒng)組得到方波電壓，經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷?。這種電路的優(yōu)點是兩個開關(guān)管容易驅(qū)動，主要缺點是開關(guān)管的耐壓要達(dá)到兩倍電路峰值電壓。電路的輸出功率較大，一般在100-500W范圍內(nèi)。

　　5、降壓式開關(guān)電源

　　降壓式開關(guān)電源的典型電路：當(dāng)開關(guān)管VT1導(dǎo)通時，二極管VD1截止，輸人的整流電壓經(jīng)VT1和L向C充電，這一電流使電感L中的儲能增加。當(dāng)開關(guān)管VT1截止時，電感L感應(yīng)出左負(fù)右正的電壓，經(jīng)負(fù)載RL和續(xù)流二極管VD1釋放電感L中存儲的能量，維持輸出直流電壓不變。電路輸出直流電壓的高低由加在VT1基極上的脈沖寬度確定。這種電路使用元件少，它同下面介紹的另外兩種電路一樣，只需要利用電感、電容和二極管即可實現(xiàn)。

　　6、升壓式開關(guān)電源

　　升壓式開關(guān)電源的穩(wěn)壓電路：當(dāng)開關(guān)管VT1導(dǎo)通時，電感L儲存能量。當(dāng)開關(guān)管VT1截止時，電感L感應(yīng)出左負(fù)右正的電壓，該電壓疊加在輸人電壓上，經(jīng)二極管VD1向負(fù)載供電，使輸出電壓大于輸人電壓，形成升壓式開關(guān)電源。

　　7、反轉(zhuǎn)式開關(guān)電源

　　反轉(zhuǎn)式開關(guān)電源的典型電路：這種電路又稱為升降壓式開關(guān)電源。無論開關(guān)管VT1之前的脈動直流電壓高于或低于輸出端的穩(wěn)定電壓，電路均能正常工作。

　　當(dāng)開關(guān)管VT1導(dǎo)通時，電感L儲存能量，二極管VD1截止，負(fù)載RL靠電容C上次的充電電荷供電。當(dāng)開關(guān)管VT1截止時，電感L中的電流繼續(xù)流通，并感應(yīng)出上負(fù)下正的電壓，經(jīng)二極管VD1向負(fù)載供電，同時給電容C充電。

　　一款可調(diào)直流穩(wěn)壓電源會用到哪些電子元器件呢?我們整理了兩款穩(wěn)壓電源的BOM清單，僅供參考學(xué)習(xí)。

　　1、優(yōu)利德UTP1306S

表1、優(yōu)利德UTP1306S部分元器件

　　2、拓利亞X08P3010數(shù)顯穩(wěn)壓直流電源

表2、拓利亞X08P3010部分元器件　

　　直流穩(wěn)壓電源是工程師常用的設(shè)備，研發(fā)和設(shè)計者還得是電源工程師，需要過硬的基礎(chǔ)電路及設(shè)計基礎(chǔ)。拍明芯城是快速撮合的元器件交易平臺，過去數(shù)年已積累了極具優(yōu)勢的元器件貨源。我們聚焦服務(wù)元器件長尾客戶群，讓每一家芯片原廠或分銷商的每一款芯片，在Design In、Design Win和流通中更高效，幫助工程師的方案選型、試樣及采購，為電子產(chǎn)業(yè)供需略盡綿薄之力。

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