电源设备的稳压与开关原理图

图9-192所示的电源设备是由下列部件组成，如图9-193所示：

1）过电流保护装置。过载和短路时用于保护电源部分。

2）变压器。用于把电网高的交流电压转换为低的交流电压并用作供电设备与电网的电气隔离。

3）整流器。用于把交流电压转换为直流电压。直流电压由一个高的直流电压成分和交流电压成分组成。

4）滤波元件。整平整流器输出电压，对于高波动性，大都采用电解电容器。

5）稳压与调节电路。用于稳定负载上的输出电压。

图9-190 三相交流逆变器（原理图）

图9-191 正弦图像

图9-192 电源设备一览表

图9-193 电源设备的电路简图

图9-194 串联稳压

9.10.8.1 不可调电源设备

在并联稳压（Z二极管电路）电路中，器件与负载并联，其电阻因所施加的电压而变化，如Z二极管。

图9-194所示的串联稳压或具有Z二极管的晶体管电路中，在集电极电路中作为可变电阻的晶体管串接到负载电阻上。晶体管的基极分压器由一只电阻和一只Z二极管组成。在点A的电流分成电流I_Z和基极电流I_B。提高输入电压U₁，由于负载电流大，所以电压U₂短时间内同样也高。由于U_Z保护不变，所以U_BE较低。晶体管少许导通，负载电流下降而输出电压U₂保持不变。

稳压系数S：

式中 ΔU₁——输入电压变化量；

ΔU₂——输出电压变化量。

对于以上两种稳压，其输入电压必须高于输出电压。输入电压与输出电压的比值越大，则输出电压越稳定。

稳压系数S表明一个好的电源设备，当其输入电压U₁波动时输出电压U₂可以调节。

9.10.8.2 可调电源设备

（1）恒定电压调节器 如图9-195所示，恒定电压调节器是串联在直流馈线中。电压调节器即可用于正输出直流电压，也可用于负输出直流电压。(www.xing528.com)

ⓘ7815型恒定电压调整器：

•输出电压+15V。

（78××=正输出电压，××15=15V）

7909型不变电压调整器：

•输出电压-9V。

（79××=负输出电压，××09=9V）

（2）可调电压调整器 如图9-196所示，可调电压调整器具有一个经过外接线调整输出电压的控制输入。LM317在合适的输入电压（达30V）时，其输出电压在1.2～25V的范围。

图9-195 15V恒定输出电压的电压调整器

图9-196 具有可调输出电压的电压调整器

计算例题：

LM317电压调整器接R₁=220Ω，R₂=750Ω。请利用图9-196所示电路计算其输出电压U₂。

解：

9.10.8.3 开关电源设备

开关电源设备工作原理如图9-197所示。

线性电源设备由于持续的大负载电流流经晶体管调整组件而形成损耗功率（R₁=U_CEI_C），而开关电源设备却相反，其输出电压由调整组件的高频开关控制，所以形成的损耗功率小。

图9-197 开关电源设备原理图

开关电源设备的效率为0.6～0.8，明显示高于0.2～0.5的线性电源设备。

开关电源设备首先对电网电压进行整流，并利用脉冲宽度调制把其斩波成矩形信号（20～500kHz），最后再进行整流和滤波。按脉冲宽度调制的占空比（t_ein与T的比）改变输出电压。

图9-198所示的TDA1060开关调节器集成电路功率低，在其集成电路封装中既有控制部件，也有功率电子部件。对于大功率的开关电源设备，在集成电路中只有控制部件，而其功率电子组件作为外接部件。

按接线既可以采用升压调节器，也可以采用降压调节器的开关调节部件称为万能开关调节器。用开关操作的频繁度把开关电源设备的效率提高到规定点。

图9-198 具有TDA1060的开关电源设备