南京直流稳压电源核心工作原理（附方案）

一、直流稳压电源的构成与工作过程

南京直流稳压电源将市电交流电变换为稳定的直流电。环节包括变压器降压、整流电路、滤波电路、稳压电路和保护电路。

变压器把220V交流电压降低到设计值。整流电路一般用四只二极管组成桥式全波整流，把交流电变成脉动的直流电。滤波电路用电解电容把脉动的电压平滑。稳压电路使输出直流电压不受电网波动和负载变化的。

稳压电路分为线性稳压和开关稳压两类。线性稳压通过改变调整管管压降实现稳压，开关稳压通过改变开关占空比实现稳压。南京直流稳压电源产品中，两种方案都有广泛使用。

线性串联稳压电源的调整管串联在输入和输出之间。取样电阻从输出端取得电压信号。基准源提供稳定的参考电压。误差放大器将取样电压与参考电压进行比较。

当输出电压升高时，取样电压升高，误差放大器输出控制信号使调整管基极电流减小，调整管管压降增加，输出电压回降。当输出电压降低时，反向调整。

调整管工作在线性区，承担输入输出电压差。这个压差乘以输出电流就是调整管的功耗。所以线性电源在小压差和小电流下效率较高。

开关稳压电源先整流滤波成直流，然后由开关管高速通断。开关管导通时能量储存在电感或高频变压器中，关断时能量释放给负载。通过控制脉冲宽度调节能量传递量。

输出电压经反馈网络与基准比较后，改变PWM占空比。开关频率通常在几十千赫兹到几百千赫兹。高频变压器体积小，所以开关电源重量轻。

开关电源的效率可达百分之八十以上，但输出纹波比线性电源大。对纹波敏感的模拟电路，仍优先选择线性电源。

设计输出1.25V至25V可调，电流2A的直流稳压电源。使用LM338K调整管，其最大输出电流5A，内部有过流过热保护。

变压器选220V/28V，功率60W。桥式整流用6A二极管。滤波电容用4700uF/50V。输出电压由电阻R1和电位器R2决定。

R1取120欧姆，R2取5K。输出公式为Vout=1.25×(1+R2/R1)。R2为零时输出1.25V，最大约53V，但受输入电压限制，实际最大约25V。

输入输出端需加旁路电容。保护二极管防止输出端电容反向放电。整体电路简单可靠。

滤波电容容量越大，输出纹波越小，但浪涌电流也越大。一般按每安培输出电流取2000uF左右。耐压必须高于正常工作电压的1.5倍。

整流管的反向耐压需要大于变压器次级峰值电压的两倍。正向电流大于输出电流的1.2倍。散热器面积根据调整管最大功耗计算。

南京直流稳压电源在可靠性方面做了多项措施。输入侧有保险丝，防止短路损坏设备。输出侧有防反接电路。调整管装有散热器和温控开关。

过流保护使用采样电阻和比较器。当输出电流超过额定值后，保护触发，输出电压降低。故障消除后自动恢复。

输入电压波动范围直接稳压精度。最小输入电压必须大于输出电压与调整管管压降之和，这是输出电压不跌落的必要条件。

输出引线过长会产生线路压降。大电流输出时，在负载端采用四线制方式可以消除引线压降。

山东运电气有限公司专业生产直流稳压电源。公司严格把控器件质量，每台电源出厂前进行老化测试和纹波测试。产品广泛应用于仪器仪表、自动控制、通信设备和教学实验。

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