什麼是穩壓電源？– 電路圖、工作原理和應用

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我們有許多電氣和電子電路需要直流電源才能工作。但是，由於某些技術和經濟限制，我們無法使用傳統的直流電源，例如電池和直流發電機。在這種情況下，我們使用可以將交流電轉換為直流電的電子電路，這種電路被稱為整流器。

然而，整流器的直流電源輸出是波動的直流電壓和電流，這可能會損壞電子電路。因此，為了克服電壓變化的問題，使用了一些穩壓器件，以便我們能夠獲得穩定的直流電源。

在本文中，我們將討論穩壓電源的定義、電路圖、工作原理和應用。

什麼是穩壓電源？

能夠在負載變化時，在負載端輸出穩定、固定值的直流電壓的電子電路稱為穩壓電源。因此，穩壓電源的主要功能是將交流電轉換為穩定的直流電。穩壓電源有時也稱為線性電源。

穩壓電源確保即使輸入電源發生變化，負載端的輸出功率也應保持恆定。穩壓電源接收交流電作為輸入，併產生恆定的直流電作為輸出。穩壓電源基本上是一個嵌入式電路，由多個模組組成。

穩壓電源的框圖和工作原理

典型穩壓電源的框圖如圖 1 所示。

穩壓電源由以下四個主要部分組成：

• 降壓變壓器
• 整流電路
• 直流濾波電路
• 穩壓器

現在，讓我們逐一討論穩壓電源每個模組的工作原理。

降壓變壓器的功能

穩壓電源電路中使用的降壓變壓器將輸入交流電壓轉換為所需的較低電壓值。此外，此變壓器還提供了兩個電路之間的電氣隔離。降壓變壓器的降低的輸出交流電壓用作整流電路的輸入。

整流電路的功能

整流電路用於將輸入交流電壓轉換為直流電壓。它由執行整流過程的二極體組成，即交流電壓轉換為直流電壓。但是，整流器的輸出是脈動的直流電壓。在實踐中，由於其技術優勢，全波整流器用於整流。這種全波整流器可以是中心抽頭全波整流器或橋式整流器。全波整流器將交流電壓的正負半週期都轉換為直流電壓。

濾波電路的功能

由於整流器的輸出是脈動的直流電壓，其紋波含量非常高。因此，整流器的原始輸出是不希望的。為了獲得純淨的無紋波直流電壓，使用了直流濾波電路。我們有不同型別的濾波電路，如電容濾波、電感輸入濾波、π 型濾波和 LC 濾波。因此，濾波電路將脈動的直流電壓轉換為具有幾乎零紋波含量的恆定直流電壓。

穩壓器

穩壓器構成穩壓電源的最後一個模組。它監控和校正電源輸出電壓的波動。輸出電壓可能會因輸入交流電壓的變化、負載的變化或任何物理引數（如電路溫度）的變化而發生變化或波動。因此，穩壓器負責解決此問題。穩壓器保持輸出端直流電壓恆定。

在不同的穩壓電源中，齊納二極體工作在齊納區、電晶體串聯穩壓器、固定和可變 IC 穩壓器通常用作穩壓器。

穩壓電源的特點

以下是穩壓電源的主要特點：

• 穩壓電源的效率範圍為 20% 到 25%。
• 穩壓電源相對更可靠。
• 穩壓電源具有更簡單的電路和更輕的重量。
• 穩壓電源響應速度更快。
• 穩壓電源的成本和噪聲水平較低。

穩壓電源的應用

如前所述，穩壓電源是嵌入式電路，可將不穩定的交流電源轉換為穩定的直流電源，這是許多電子電路的基本要求。因此，穩壓電源廣泛應用於以下應用：

• 手機充電電路
• 測試電路
• 實驗電源
• 振盪器和放大器
• 電子計算機
• 自動控制系統等。

結論

從以上討論可以得出結論，穩壓電源是一種將交流電壓轉換為穩定直流電壓的電子電路。穩壓電源也稱為線性電源。

穩壓電源的輸出不受電路條件變化（如負載變化、輸入電壓變化、元件溫度變化等）的影響。因此，穩壓電源通常用於多種應用，例如手機充電器、計算機電源、測試電路、控制系統和裝置等。