稳压电路范文

稳压电路范文第1篇

1阻容降压稳压电路的设计与分析

1.1阻容降压稳压电路设计本文所设计的阻容降压稳压电路如图2所示，Fuse为保险丝，参数选取为1A/250V，当输入端流入大电流，保险丝熔断，从而保护阻容降压稳压电路器件不被损坏。压敏电阻R0选取14D471K，用来防浪涌，能够起到保护作用；限流电阻R1、泄放电阻R2和限流电容C1构成阻容降压电路；D1半波整流二极管，D2在市电的负半周时给C1提供放电回路；D3、R6为初级稳压电路，R3、C2组成滤波电路，R4、Q1、D4构成串联稳压电路。

1.2阻容降压及整流电路原理及分析虽然利用变压器降压，可以得到稳定的电压与较高的效率，由于变压器包含绕制线圈，会占用很大的空间，在实际布线与安装时就会造成一定的困难；另一方面，对于企业来说，利用变压器降压，成本也会增加；阻容降压的核心元件是一个电阻和电容并联，实际上就是利用容抗限流。而电容器起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色，限流（降压）电容器C1一定要选择耐压高的，通常要大于两倍的电源电压，因为当阻容降压电路空载时，输出电压只有三十多伏，市电220V电压大部分都加到电容C1上。R2为泄放电阻，当正弦波在最大峰值时刻被切断时，电容C1上残存电荷无法释放，会长久存在，如果人体接触到C1的金属部分，就会有强烈的触电可能，而电阻R2的存在，能够将残存的电荷泄放掉，从而保证人、机安全。泄放电阻的阻值和电容的大小有关，一般电容的容量越大，残存的电荷越多，泄放电阻的阻值就要选小一些的。经验数据如表1所示。D1为半波整流二极管，虽然半波整流效率仅是全波整流的一半，但不推荐使用桥式整流，因为在电路中总希望整个电路只有一个公共参考点即接地点。当采用阻容降压方式进行交直流转换时，如果采用桥式整流，在交流端和直流端不可能只有一个公共参考点，当交流端的零线和火线反接时，直流端的参考点可能会带电，因此这种做法不安全。当采用半波整流时，可以保证交直流端的参考点都接到交流端的零线上，在电路调试时可以保证相对安全一些，这非常重要，因此使用半波整流电路。

1.3稳压电路分析本文所设计的初级稳压电路模型如图3所示，在图3中，R为限流电阻，rZ为稳压管的内阻，RL为等效负载。在初级稳压电路中，利用稳压管的电流调节作用，通过限流电阻R上电压或电流的变化进行补偿，达到稳压的目的。为使Sr数值小，需增大R；但在Uo和负载电流确定的情况下，若R的取值大，则Ui的取值也会变大，这样导致Sr变大。因此初级稳压电路的Sr值一般在0.01左右，初级稳压后输出电压的纹波系数比较大，因此初级稳压性能较差。初级稳压后输出的纹波系数较大，不能满足后级芯片输入电压的要求，引入串联稳压电路，如图4所示，该电路中引入深度电压负反馈使输出电压稳定，达到输出电压Uo在Ui变化或负载电阻RL变化时，输出电压基本不变。对于图4所示的串联稳压电路，当电网电压波动引起Ui增大，或负载电阻RL增大时，输出电压Uo将随着增大，晶体管T发射极电位UE升高；由于稳压管DZ端电压保持不变，晶体管T的UBE减小，晶体管基极电流Ib减小，发射极电流Ie也减小，从而使Uo减小；当电网电压波动引起Ui减小，或负载电阻RL减小时，输出电压Uo将随着减小，晶体管T发射极电位UE降低；由于稳压管DZ端电压保持不变，晶体管T的UBE增加，晶体管基极电流Ib增大，发射极电流Ie也增大，从而使Uo增大；因此可以保持输出电压Uo保持不变。

2电路仿真和测试

本文采用NI公司的Multisim软件对阻容降压的稳压电路进行设计和仿真。图5～图7为整个阻容降压稳压电路的瞬态分析仿真结果，瞬态分析扫描时间为1.5s。图5为市电220V经阻容降压和半波整流后的输出电压仿真波形，可以看出输出电压的纹波比较大，交流分量大（即脉动大）；并且会随负载电流的变化发生很大的波动，因此只适用于对脉动要求不高的场合。图6为初级稳压输出的仿真图，可以看出，经过初级稳压后，电压纹波变小，但稳压系数仍较大，电压稳定在24V左右，仅能满足对稳压性能要求不高的场合。图7为阻容降压稳压电路最终输出电压仿真情况，稳压电路输出电压纹波消失，输出电压最终稳定在5.0859V，同时该阻容降压稳压电路的从上电到稳压的时间约为241.7062ms，满足高性能电路的稳压需要。根据阻容降压稳压电路的原理图2，实际的阻容降压稳压电路的测试结果如图8所示，图8(a)为电路上电瞬间的输出波形，由于电路从上电到稳压的时间很短，所以波形很陡。图8(b)为最终稳压电路的输出电压，输出稳压的平均值为5.04V，最大值为5.12V，最小值为4.96V，与稳压电路仿真结果5.0859V仅相差0.0459V，因此稳压性能很好，满足对输入电压为5V专用芯片（ASIC）供电要求。

3结论

本文介绍阻容降压稳压电路的基本原理，设计出实用的稳压电路，通过具体的仿真分析和对实际电路的测试，结果表明该阻容降压稳压电路能够输出稳定电压为5.04V；与仿真分析的理想数值仅相差0.0459V，同时，该电路结构简单，制造成本比较低，工作性能良好，可靠性高，在输入电压、负载、环境温度等参数发生变化时仍能保持输出电压恒定，能为ASIC芯片提供稳定电源电压，目前该阻容降压稳压电路已经广泛应用于具体电子产品中。

稳压电路范文第2篇

关键词：直流稳压电源；电路设计；工作原理

1 电路设计背景和目的

通过多年的教学经验和对中职院校的学生进行的调研情况来看，中职院校的学生普遍文化基础薄弱，对文化课、理论课不感兴趣，但是大部分中职学生对实训课程感兴趣，喜欢动手操作，能够尝试动手去做一些实验，有的甚至能独立完成一些电子产品的安装与调试。例如，简单的门铃电路，流水灯电路等。因此，针对中职院校学生的实际情况，结合我学院电气工程系的学生学习情况，今年，我系领导决定对学生的课程安排进行了大胆改革，去掉纯粹的理论课，所有专业课程都变为一体化课程，让学生通过动手操作掌握理论知识，真正做到在做中学，在学中做，在这样的背景下，我尝试了将所担任学科《电子技术基础》这门理论课程融入到《电子电路的安装与调试》这门实训课程中去，变理论课实训课程为一体化课程。依托这样的改革前提，我尝试对直流稳压电源的电路进行了以下设计，目的就是为了更好的适应电气工程系的改革实践，同时也能够使学生在实际动手操作过程中深刻理解相应的电子专业理论知识，能够培养学生掌握理论知识的能力，激发学生热爱电子专业的热情，提高了学生学习的积极性，最重要的是让学生学会了技能，一技在手，更好地走上工作岗位，尽快地适应社会。

2 电路设计实验设备及器件

所谓巧妇难为无米之炊，电路设计同样需要必要的实验设施和工具，而实验条件的好坏和选择工具的正确与否是设计的关键和前提。下面我来具体阐释我的设计思路中所需要的实验条件、实验工具和必要的原材料：

2.1 电路所需实验设施和工具

本次设计的完成需要在专业的电子试验台上进行，需要的工具如下：示波器、万用表、变压器（12v）、电烙铁、钳子和镊子等，另外需要必要的焊锡和连接线。

2.2 电路所需元器件清单

元器件清单如下：

1A二极管IN4007，V1、V2、V3、V4，4只；发光二极管V5，1只；熔断丝FU 参数为1A1只；100uF 50 V电容C1，1只；10uF25V电容C2，1只；500uF 16V电容C3，1只；2200uF电容C4，1只；开关SW，1只；2.7KΩ电阻R1，1只；190Ω电阻R2，1只；280Ω电阻R3，1只；1KΩ电位器R4，1只；三端集成稳器CW7812 U（可调范围1.25V～12V），一只；可调电阻RW，1只。

3 电路设计思路

直流稳压电源又称为直流稳压器，其作用就是将交流电转化成相应用电器所需要的稳定电压的直流电。其关键是输出直流电压的稳定性，所以我们设计电路的着眼点就是电路转化的稳定性。

3.1 直流稳压电源的工作原理

直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成，其组成框图如图1：

直流稳压电源各部分的作用

（1）电源变压器：主要是降压器，用于把220V的交流电转换成整流电路所需要的交流电压Ui。（2）整流电路：利用整流二极管单向导电性，把交流电U2转变为脉动的直流电。（3）滤波电路：利用滤波电容将脉动直流电中的交流电压成分过滤掉，滤波电路主要有桥式整流电容滤波电路和全波整流滤波电感滤波电路。（4）稳压电路：利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的，用于将不稳定的直流电压转换成较稳定的直流电压。

3.2 直流稳压电源的设计方法

直流稳压电源的设计，是根据其输出电压UO、输出电流IO等性能指标的要求，确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的相关性能参数，选择出这些元器件。

具体设计方法分为三个步骤：第一步：根据直流稳压电源的输出电压UO、最大输出电流IOMAX，确定出稳压器的型号及电路形式。第二步：根据稳压器的输入电压Ui，确定出电源变压器二次侧电压U2；根据稳压电源的最大输出电流IOMAX，确定出流过电源变压器二次线圈的电流I2和电源变压器二次线圈的功率P2；再根据P2，确定出电源变压器一次线圈的功率P1。然后根据所确定的参数，选择合适的电源变压器，一般为12v。第三步：确定整流二极管的正向平均电流ID、整流二极管的最大反向电压URM和滤波电容的容量值以及耐压值。根据所确定的参数，选择合适的整流二极管和滤波电容。

4 电路设计步骤

电路设计思路想出后，考虑实际电路具体设计步骤，完整的设计步骤是整个电路的核心部分，因此在设计过程中实际设计步骤显得尤为重要，具体步骤为以下几步：

4.1 电路图设计方法

电路图设计使用PCB制图软件制作

4.2 电路原理图的设计

电路原理设计使用Protel2000制图软件设计电路原理图如图2。

4.3 直流稳压电源实物设计

如图3所示安装直流稳压电源电路的前半部分整流滤波电路，然后从稳压器的输入端加入直流电压UI？燮12V，调节RW，如果输出电压也跟着发生变化，说明稳压电路工作正常。用万用表测量整流二极管的正、反向电阻，正确判断出二极管的极性后，先在变压器的二次测线圈接上额定电流为1A的保险丝，然后安装整流滤波电路。安装时要注意，二极管和电解电容的极性不能接反。经检查无误后，才将电源变压器与整流滤波电路连接，通电后，用示波器或万用表检查整流后输出电压UI的极性，若UI的极性为正，则说明整流电路连接正确，然后断开电源，将整流滤波电路与稳压电路连接起来。然后接通电源，调节RW的值，如果输出电压满足设计指标，说明稳压电源中各级电路都能正常工作。

5 电路设计总结

通过论述直流稳压电源电路的设计过程，强化了本人所教学科《电子技术基础》中模拟电路部分知识和《电子电路的安装与调试》实验部分知识。所设计的直流稳压电源电路，广泛运用于生活中，例如手机的充电电源、冰箱的稳压电源等。同时，也通过查阅参考书，网上资料等拓宽了自己专业方面的知识面。论述过程中，通过边教学边调研边实践的方式使本人对直流稳压电源电路设计过程有了一些新的认识，特别是强化了自己的教学能力，增强了所教专业学生掌握理论知识的能力，提高了其动手操作的能力。通过一段时间的教学效果来看，我所教授专业的学生对学院的此种教学改革适应快，容易接受，对教师所设计的教学模块感兴趣，并且激发了继续探究这一教学模块的动力，这也充分证明了学院提出的此种教学改革是可行的。

参考文献

[1]郭S.电子技术基础（第四版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社.

[2]王建.维修电工技能训练（第四版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社.

[3]王淑娟.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社.

稳压电路范文第3篇

工作原理

1.磁饱和电抗器控制电流型高压稳压电路

以松下（画王）TC-33V30H彩电（图1）为例介绍该高压稳压电路。由图1可知：行输出管Q551集电极供电是由140V经R561、易磁饱和电抗器L1514次级、行输出变压器初级9、10绕组提供的。当图像画面为亮景时，显像管中的电子束流增大，阳极高压势必降低，反映在行输出变压器次级高压绕组末端的11脚的电压必降低，也就使加在运算放大器IC1501（BA15218N）3脚（同相输入端）的电压降低，经放大后其1脚的输出电压降低，也就使经R1531加至运算放大器IC1502（BA15218N）3脚（同相输入端）的电压降低，经放大后1脚输出电压下降，即加在IC1502另一放大器6脚（反相输入端）电压降低，经放大后7脚输出电压上升，即经R1514加至Q1501 b极电压上升，Q1501导通增加，使流过电抗器L1514初级线圈的电流增大，于是L1514的电感量下降，次级绕组阻抗下降，导致流过次级绕组，也就是流过行输出变压器初级绕组的电流增大，以增加激励，以使高压升高，反之亦然。这样，由于高压趋于自动稳定，图像尺寸也趋于自动稳定。图中R1512是Q1501工作点调整电阻，即L1514起控点高低的调整。另外Q1503、Q1504是用以稳定光栅尺寸的。当画面为亮景（即高压下降）时，由上述分析可知7脚输出电压是上升的，显然Q1503导通增加，c极电压下降，即Q1504b极电压下降，Q1504导通减弱，其e极电压升高，使得经R1522送至枕形校正电路输出级PNP管b极的电平升高，使输出管导通电阻增大，导致流过行偏转线圈的电流减小，使光栅水平尺寸不至于扩大（这部分电路未画出，详细原理从略），反之亦然。

2.逆程电容容量控制型高压稳压电路

图2所示夏普29N42型彩电高压稳定电路属逆程电容容量控制型高压稳压电路。它主要由运算放大器IC602（LM358P）和控制管Q612等组成。其原理是：当图像较亮时，电子束流较大行输出变压器高压绕组下端（8脚）电压降低经R694、R652后使R653右端（图中A点）电压降低运放IC602的3脚（同相输入端）电压降低同相放大后1脚输出电压降低控制管Q612b极电位下降导通减弱等效电阻增大C634、C635串联构成的行逆程电容的总容量减小行逆程脉冲幅度增大对高压起到提升作用，使光栅幅度不至于扩大。当图像亮度变暗时，控制过程与上述相反，使等效行逆程电容容量增大行逆程脉冲幅度减小对高压起到降低作用，使光栅幅度不至于缩小。在图2 中C646、R647、C668构成π型滤波电路，以滤除IC602的1脚输出的交流成份，使控制管Q612的导通程度能得到平稳控制，R648、TH601（负温度系数热敏电阻）以及R697、R696、D635等构成直流负反馈电路，以稳定运算放大器的放大倍数。

3.行偏转线圈电流控制型高压稳定电路

康佳T3888N彩电高压稳定电路属行偏转线圈电流控制型，如图3所示。它是以几何失真校正集成电路N302（TA8859）为核心的电路构成的。TA8859具有水平、垂直幅度自动调整，光栅各种失真（梯形、枕形、弓形、平行四边形）的自动校正、稳定高压等功能。下面仅对水平幅度的自动调整作一简要介绍：N302 1脚为取样电压输入端，该端输入的取样电压与IC内部的水平幅度调整电路的基准信号进行比较，比较后的误差电压与经校正的场频抛物波复合后又经总线控制得到校准后的场频抛物波，然后加至4脚内部放大器的反相输入端，同时来自水平枕校电路的交直流反馈信号也从4脚输入到内部放大器的同相输入端，经运算放大后的场频抛物波从N302 2脚输出，去自动调整光栅水平幅度大小。当图像画面变亮时，束电流变大，行输出变压器11脚电压会瞬时变低，即N302 1脚输入的取样电压变低，该电压经水平幅度调整电路比较调整后会使2脚输出的场频抛物波中的直流电平分量变高（大家知道:场频抛物波中的直流电平大小主要是控制行偏转电流的幅度，即光栅的水平幅度，抛物波形的凸凹量大小是用以调整水平枕形失真的校正量），于是控制管V03导通增加，c极电压下降V02 b极电压下降，导通减弱由于V02 e极接的是负电压V01 b极电压相对升高V01导通减弱V01c 、e极等效电阻增加，使得行偏转线圈支路对地总的等效阻抗变大流过行偏转线圈的锯齿波电流幅度减小使光栅行幅不至于扩大。另外，由于V01导通电阻的增大，相当于减小了行输出管的负荷，使行管输出电流减小，行逆程脉冲幅度得以提升，高压升高，从而基本保持高压稳定。反之，当图像画面变暗时，过程与上述正好相反，在此不再重复，读者自行分析。实际上，行输出变压器的高压绕组末端还接有ABL电路，在ABL电路的自动控制下，荧屏亮度的变化也不是十分显著，再加之光栅水平幅度的自动控制，显像管的阳极高压基本稳定不变。

故障检修

由上面的原理分析大家可以看出，高压稳定电路是一个闭合控制环路，其取样输入点通常在行输出变压器的高压绕组的末端（也是ABL电路的取样点），然后经放大控制电路，最后通过控制行输出变压器初级的激励电流或控制行逆程电容的大小或控制行偏转线圈中流过的锯齿波电流大小来使取样输入点电压恢复到正常值，从而达到高压稳定之目的。上述的控制过程所用时间很短，通常只有几十微秒，所以观看者根本看不出来高压瞬间变化而引起的光栅幅度的变化。从维修实践来看，高压稳定电路发生问题引起彩电的故障根据电路形式或损坏的情况不同，除引发光栅的缩胀外（注：高压变化引起的光栅缩胀与+B电压不稳，即开关电源内阻变大所引起的光栅缩胀现象正好相反，高压变化引起的光栅缩胀现象是：亮画面时因高压下降光栅水平幅度变大，暗画面时高压升高，画面缩小。而开关电源内阻变大引发的现象是：亮画面时光栅水平幅度变小。反之，暗画面时光栅水平幅度应变大），有的则会引起光栅行幅一直很大，有的甚至引起彩电黑屏（保护电路动作）。所以检修高压稳定电路必须从故障现象入手，将怀疑的高压稳定电路从主电路中部分或整个彻底断开，从而判断故障是否由高压稳定电路损坏所为。从维修实践得知，如果高压稳定电路的末级发生的是短路性损坏，多数是引发光栅行幅一直很大或保护电路动作（黑屏）故障，而其余部份发生故障一般只会引起光栅的缩胀故障，因此，如果彩电发生亮画面光栅扩大，暗画面时光栅缩小的故障，直接检修高压稳定电路即可，如果发生了光栅行幅一直很大或黑屏故障，那么为了确定该故障是否由高压稳定电路故障引起，可断开高压稳定电路输出级，如果故障现象消失，就说明是高压稳定电路输出级损坏所致，从而给检修工作指明了方向。然后再通过测试电路相关元件，逐步缩小范围，直至找出故障点。请看下面检修实例：

[例1]故障现象一台松下TC-33V30H彩电出现图像内容为亮画面时，光栅幅度基本正常，但图像内容为暗画面（夜景）时，光栅幅度缩小，屏幕四周有约1cm的黑边故障。

分析与检修 显然，这是高压稳定电路出现故障所致的光栅缩胀现象，该机的高压稳定电路见图1。首先断开取样输入电阻R1501，故障现象丝毫不变，表明的确是高压稳定电路未起作用。接下来将R1501复原，调整取样电阻R1551,发现光栅水平幅度的确有所变化(后来检修发现,实际上这是Q1503、Q1504送至水平枕校电路的直流电平引起行偏转线圈的电流发生变化所致)。由此说明，高压稳定电路中的放大部分正常，问题可能在输出级。经查，易磁饱和电抗器L1514绕组没有断路现象，输出管Q1501c极为12V电压(正常应为8.4V)，显然未工作，测b极有4.4V电压（正常为4.3V），但焊下Q1501检查，却正常。接下来准备测e极负反馈电阻R1517（56Ω）时，发现焊点有一圈明显裂纹，经补焊后试机，故障排除。

[例2]故障现象一台夏普29N42彩电，出现行幅严重扩大、光栅亮度明显降低的故障现象。经开盖检查，发现行输出管发热严重。

分析与检修 由现象分析，这有两种可能：一是行输出变压器短路；二是行逆程电容严重漏电或高压稳定电路输出级出现短路故障。该机的高压稳定电路见图2 。经测+B120V电压基本正常，且行输出变压器线包不是很热，故行输出变压器短路的可能性不大。经进一步检查发现下置行逆程电容C635两端电压几乎为零，怀疑它已击穿损坏，但经查却正常。再在路查C635两端正、反向电阻，发现均只有几百欧，故高压稳定电路输出管Q612损坏的可能性最大。经查Q612果然损坏。除此之外，还发现C668、IC602等元件也击穿。更换上述元件后，故障排除。

[例3]故障现象 一台康佳T3888N彩电，开机时有正常伴音，但光栅还未出现，机器就自动关机，声音也没有，只有指示灯亮。

分析与检修

由现象分析，这极有可能是机器出现过压、过流故障而引发的机器保护现象。首先断开开关电源的+B输出,用假负载试机，发现开机后+B输出正常。据此说明开关电源本身没有故障，且输出没有过压，问题极有可能是过流或第二阳极高压过压而引起彩电保护电路动作。随后断开行输出管+B（125V）供电端（即行输出变压器2脚的连线），串入一只1A量程的电流表，试机，发现电流表读数为0.8A，且还在增大，随后由于自动关机，电流表读数为零。显然这是机器过流而引起的保护。为了确定是否因高压稳定（水平枕校）电路发生故障所导致，试断开LD02后试机，机器不再保护，且出现带枕形失真的光栅。据此，说明故障的确是由高压稳定（水平枕校）电路发生故障所致。经对该电路元件作仔细检查，果然发现其输出管V01（2SB688）软击穿，更换后试机，故障不再出现。

[例4]故障现象 一台松下TC-AV29C彩电，出现行幅严重扩大且伴有“吱吱”叫声，随后声光全无。

稳压电路范文第4篇

【关键词】直流；稳压电路；原理分析

稳压电路是指在输入电压、负载、环境温度、电路参数等发生变化时仍能保持输出电压恒定的电路。这种电路能提供稳定的直流电源，对各种电子设备能够稳定工作起到了重要的作用。常见直流稳压电路主要有四种，分别为：稳压二极管稳压电路、串联晶体管稳压电路、并联晶体管稳压电路和开关型稳压电路。

一、稳压二极管稳压电路

稳压二极管，又叫齐纳二极管，是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区尽管流过二极管的电流变化很大，而其两端的电压却变化极小，并且这种现象的重复性很好，从而起到稳压作用。因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。

图1为稳压二极管稳压电路，由限流电阻RS和稳压二极管DZ组成。

Us为未稳压的输入直流电压， UO为经过稳压的直流电压， RS为DZ的限流保护电阻， 又起电压调整作用， DZ为稳压二极管， RL为负载电阻。其工作原理是： 此电路主要利用稳压二极管的稳压特性， 即DZ反向导通后其两端的压降基本保持不变。当US增大引起RS上的电流增大， 但UO 即DZ两端的电压保持恒定不变， 这样US的增大量全部降在RS上， 以保持UO不变， 反之亦然。在实际应用中RS的特性和DZ的特性对整个稳压过程起关键作用。

这种稳压电路的工作范围受稳压管最大功耗的限制，Iz不能超过一定数值。其关键是：在US、RL及UO均为给定的条件下，Rs值的选取应保证在输入电压为最大值USmax时，稳定电流Iz和稳压管允许的功耗不超过规定的最大值；在输入电压为最小值时，又能保证Iz不低于最小的稳定电流。

二、并联晶体管稳压电路

晶体管是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶体管作为一种可变开关，基于输入的电压，控制流出的电流，因此晶体管可做为电流的开关。

图2为并联晶体管稳压电路。其中T是调整管、DZ是基准稳压管，Rs是Dz的限流电阻，RO是负载。这个稳压电路的输出电压约等于稳压管DZ的稳压值（实际上要加上T发射结电压，一般锗管取0.3V，硅管取0.7V）。这是由于电源在工作时，T发射结导通，发射极电压与基极电压连结一致，而基极电压被DZ稳定在一个固定值。这个电路可以看作T将DZ的稳压作用放大了β倍，相当于接入一个稳压值为DZ稳压值，稳压效果为β倍DZ稳压效果的稳压管。

并联稳压电路稳压性能有所提高，线路也不复杂，其优点是：有过载自保护性能，输出断路时调整管不会损坏；在负载变化小时，稳压性能比较好；对瞬时变化的适应性较好。 但并联稳压电路也有比较大的缺点：效率较低，特别是轻负载时，电能几乎全部消耗在限流电阻和调整管上；输出电压调节范畴很小；稳定度不易做得很高。这些固有的缺点很难改进，所以现在普遍利用的都是串联稳压电路。

三、串联晶体管稳压电路

图3为简单的串联晶体管稳压电路。调整管T与负载电阻RO相串联，当由于供电或用电发生变化引起电路输出电压波动时，它都能及时地加以调节，使输出电压保持基本稳定，因此它被称做调整管。稳压管DZ为调整管提供基准电压，使调整管基极电位不变。RS 是DZ的保护电阻，限制通过DZ的电流，起保护稳压管的作用。

电路稳压过程是这佯的：如果输人电压US增大，使输出电压UO增大时，由于Ub=Uw固定不变，调整管基射集间电压Ube =Ub-US将减小，基极电流Ib随之减小，而管压降Uce 随之增大，从而抵消了US 增大的部分，使UO基本稳定。如果负载电流IO增大，使输出电压UO减小时，由于Ub固定，Ube 将增大，Uce 减小，也同样地使UO基本稳定。

从上面分析中可以看到，调整管既象是一个自动的可变电阻：当输出电压增大时，它的“阻值”就增大，分担了大出来的电压；当输出电压减小时，它的“阻值”就减小，补足了小下去的电压。无论是哪种情况，都使电路保持输出一个稳定的电压。这种稳压电路也能输出较大的电流，而且输出电阻低，稳压性能好；电路也易于制作，但其也有输出电压不可调等缺点。

四、开关型稳压电路

基于上述线性稳压电路的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠，但它存在着效率低（只有30%-50%）、体积大、铜铁消耗量大，工作温度高及调整范围小等缺点。为解决线性型稳压电源功耗较大的缺点，研制了开关型稳压电源。开关稳压器的转换率可达60%～85%以上，而且可以省去工频变压器和巨大的散热器，体积和重量都大为减小，具有体积小，效率高的优点。这种开关型电路已在各种电子设备中获得广泛的应用。

开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。

开关式稳压电源的基本电路框图如图4所示。 交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。

常用的实现开关控制的方法；有自激式开关稳压器、脉宽调制式开关稳压器和直流变换式开关稳压器等。开关型稳压电路体积小，转换效率高，但控制电路较复杂。随着自关断电力电子器件和电力集成电路的迅速发展，开关电源已得到越来越广泛的应用。

参考文献：

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[3]张新德.稳压电路原理及其基本应用分析，家庭电子[J]，1998（01）.

稳压电路范文第5篇

关键词：稳压；保护

中图分类号：TM13文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）04-0037-01本文主要介绍通过LM317实现电路稳压这一功能。LM317内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常LM317不需要外接电容，调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。LM317还有许多特殊的用法。比如把调整端悬浮到一个较高的电压上，可以用来调节高达数百伏的电压，只要输入输出压差不超过LM317的极限就行。当然还要避免输出端短路。还可以把调整端接到一个可编程电压上，实现可编程的电源输出。

LM317是一种三端稳压器，输出电压范围为1.2V—37V，提供1.5A的电流。此稳压器需要两个外部电阻来设置输出电压。此外还具备限流、热保护等功能。

LM317服务于多种应用场合，包括局部稳压输出稳压，还可制作成单一集成稳压器，通过在调整点和输出端之间连接一个固定电阻，LM317可用作精密稳流器。

LM317包括诸多特点：输出电流超过1.5A；输出电压1.2V—37V；避免置备多种固定电压；型线性调整率0.01%；典型负载调整率0.1%；80dB纹波抑制比；输出短路保护；过流、过热保护；调整管安全工作区保护；标准三端晶体管封装。

LM317能提供良好的负载调整率，但为实现最优性能要注意几点。编程电阻的选择应尽可能连接在稳压器附近，实现与参考电压有效串联的线路压降最小，提高调整效率。

可以使用0.1uf片电容或者1.0uf钽电容作为旁路电容，减小输入电源阻抗的敏感性。尽管LM317在无输出电容时时稳定态，但与其他反馈电路相似，外部电容有可能引起震荡，所以为消除这种现象，可以把1.0uf钽电容或者25uf铝电容作为输出滤波电容。

当外部电容应用于任何集成电路稳压器时，有时必须添加保护二极管以防止电容在低电压时向稳压器放电。

图4通过LM317实现过电压保护功能。当电流入保护电路，先通过发光二极管，然后电流进入保护电路时，二极管发亮，指示开始充电，下来是滤波，随后进入保护电路部分。电路图中使用了LM317及LM3420两个IC。LM317作为稳压芯片，同时又是产生一个反馈信号，通过三极管Q2放大，将信号送入LM3420，从而调节输出端的值。LM3420的作用体现在COMP端口，LM3420处于工作态时，输出值会自动与COMP的值进行比较，如果小于COMP的值，Q3截止，若果大于COMP的值，Q3导通，将有反馈信号送入LM317，作为LM317的调节信号，控制LM317的输出值，确保电路的输出稳定在一个范围内。

稳压电路范文第6篇

关键词：连续可调；直流电源电路；软启动；电压补偿；LM317

中图分类号：TN710

文献标识码：B

文章编号：1004―373X(2008)04―012―03

1 引 言

电子电路要正常工作，电源必不可少，并且电源性能对电路、电子仪器和电子设备的使用寿命、使用性能等影响很大，尤其在带有感性负载的电路和设备(如电机)中，对电源的性能要求更高。在很多应用直流电机的场合中，要求为电机驱动电路提供1个其输出能从0 V开始连续可调(0～24 v)的直流电源，并且要求电源有保护功能。实际上就是要求设计一个具有足够调压范围和带负载能力的直流稳压电源电路。该电路的设计关键在于稳压电路的设计，其要求是输出电压从0 V开始连续可调；所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调；输出电压应能够适应所带负载的启动性能。此外，电路还必须简单可靠，能够输出足够大的电流。

2　电路的设计

符合上述要求的电源电路的设计方法有很多种，比较简单的有3种：

(1)晶体管串联式直流稳压电路。电路框图如图1所示，该电路中，输出电压Uo经取样电路取样后得到取样电压，取样电压与基准电压进行比较得到误差电压，该误差电压对调整管的工作状态进行调整，从而使输出电压发生变化，该变化与由于供电电压u1。发生变化引起的输出电压的变化正好相反，从而保证输出电压Uo为恒定值(稳压值)。因输出电压要求从0 V起实现连续可调，因此要在基准电压处设计辅助电源，用于控制输出电压能够从0 V开始调节。

单纯的串联式直流稳压电源电路很简单，但增加辅助电源后，电路比较复杂，由于都采用分立元件，电路的可靠性难以保证。

(2)采用三端集成稳压器电路。如图2所示，他采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从0 V起连续可调，因要求电路具有很强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器件较少，成本低且组装方便、可靠性高。

(3)用单片机制作的可调直流稳压电源。该电路采用可控硅作为第一级调压元件，用稳压电源芯片LM317，LM337作为第二级调压元件，通过AT89CS51单片机控制继电器改变电阻网络的阻值，从而改变调压元件的参数，并加上软启动电路，获得0～24 V，0.1 V步长，驱动能力可达1 A，同时可以显示电源电压值和输出电流值的大小。

正、负端压差控制电路的作用是减少LM317和LM337输入端和输出端的压差以降低LM317和LM337的功耗。稳压电路由三端稳压芯片LM317(负压用LM337)及器件组成，输出电压控制电路采用继电器控制的电阻网络。电阻网络的每个电阻都需要精密匹配，电阻的精密程度直接影响输出电压的精度。电压电流采样电路由单片机控制实时对当前电压电流进行采样，以修正输出电压值。掉电前重要数据存储电路用以保存当前设置的电压值，可以方便用户在重新上电后不用设置，而且也不会因为电压值过高损坏用户设备。

该电源稳定性好、精度高，并且能够输出±24 V范围内的可调直流电压，且其性能优于传统的可调直流稳压电源，但是电路比较复杂，成本较高，使用于要求较高的场合。在实际中，如果对电路的要求不太高(这种情况较多)，多采用第二种设计方案。

3　实际电路的设计

电路采用三端集成稳压器电路方案，电路原理图如图4所示。其中IC为三端集成稳压器。晶体管T，阻R3和电容器C组成软启动电路。电阻R4和二极管D组成电压补偿电路。电容C2为输出滤波电容。

(1)三端集成稳压器LM317及其调压原理。图4中IC采用了LM317系列三端集成稳压器，其输出电压调节范围可达1.25～37 V，输出电流可达1.5 A，内部带有过

(3)软启动电路设计。软启动电路由晶体管T，电阻R3，R和电容器C组成。其作用是使电路输出电压U0有一个缓慢的上升过程，以适应感性负载(如直流电机)的启动特性。当输入电压U1接入时，因C上的电压不能突变，故T因基极电位较高而饱和导通，使U2(LM317的2脚电位)和U3都很低，故U0很小，随着C的充电，T的基极电位下降，其集电极电位(即U2)升高，使U3升高(因U32为一稳定电压)，所以U0也升高。当C充满电时，T被截止，启动电路失去作用，U0也达到设定值。启动的时间可以通过改变C和R的值进行调整。

(4)改进方案。由于该电路的输出电压的调整完全依赖电电位器R2的改变，因此R2的改变范围较大，这样在输出电压的调整过程中，容易调过头或调不足，要准确地实现0～24 V宽范围的电压任一电压有些调整比较麻烦，必须反复调整，只依赖R2是比较困难的，如果将电位器R2用一个电位器R′2和电阻R档串联实现，通过一个开关实现电阻R档的改变从而改变输出电压的范围，并在所选择的输出电压范围内通过改变电位器R′2的阻值得到所需要的准确的直流电压输出。电路如图6所示。

4 结 语

稳压电路范文第7篇

【关键词】开关型；直流稳压电源；探究；电路设计

【中图分类号】G64【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2016）04-0163-02

在电力电子技术的不断发展与技术革新下，开关型直流稳压电源以其自身的工作表现与其可靠性成为我国电力系统中广泛使用的一种设备。在实际应用中，开关型直流稳压电源自重轻，工作内故障低，工作效率高，且其性价比占优势，并具有功耗晓得良好表现。相比于其他开关型电源，开关型稳压电源应用范围广，竞争力强，特别是对于粒子加速器等电源应用范围来说，开关型稳压电源具有着良好的专业性与稳定性。通过对于开关型稳压电源的技术标准研读与相关的影响因素分析，目前此类技术研究区域人员都是采用移相控制桥来对DC/DC变换小信号模式进行开关型稳压电源的电路设计。

1.对于动态小信号模型的相关阐述

对于动态小信号模型来说，不同的模型选取进而得到的设计结果都会存在差异。所以，在模型的选取上，应根据其实际情况进行分析与配置。对于开关电源来说，其本质是作为一个非线性的控制对象在进行工作，如果要对其进行成功的设计与分析，那么在进行指导建模时，应以近似建立在其稳态时的小信号扰动模型为依据。这一思路一方面取决于小信号扰动模式稳态时具有与设计目标相近的工作表现；另一方面也是由于这样的模型对于大范围扰动时的拟态不够精准，会造成相应结论的误差或偏差。基于此，以小信号扰动模型来进行开关型稳压电源的电路设计是保证其最终设计结果满足设计要求的必要条件。

2.开关型稳压电源的相关性能指标

2.1性能指标之稳定性

通过相关数据与实践结果研究表明，在不同的开关型稳压电源系统设计下，会产生不同程度的鲁棒性。而在暂态特性方面，其表现也会相应提高。但对于直流新稳压电源来说，其系统下对于增益余量的要求是大于或等于40dB，对于相位余量的要求则是大于或等于30dB。

2.2性能指标之瞬间响应指标

当开关电源处于非稳定状态下，由于其所受的干扰，输出量会出现相应的抖动现象。且其抖动量会随着其干扰而变化，当干扰停止时，则其最终也会回到稳定值，基于此，在对开关型稳压电源进行这方面的性能指标确定时，是以过冲幅度与动态恢复时间的长短来衡量其系统的动态特性的。在此定义下，瞬态响应指标内容主要是表现为，如果穿越频率越高，则其系统恢复到动态平衡点的时间就越短，另一方面，系统在干扰情况下所表现的过冲幅度与其相位余量呈相关性。

2.3性能指标之电源精度

在电源精度方面，其控制要求严格，一般其最终的电源精度误差需要控制在设计目标的1‰以下，且其纹波不得在1‰以上。考虑到纹波自身的分类有高频与低频两种，而这两种纹波是基于开头频率表现的。如高频纹波就是受到开头频率的影响，必须通过滤波器进行控制。而低频纹波则是受到电网波动的影响，必须通过系统的负反馈来进行控制。

3.关于开关型稳压电源的电路设计

3.1关于系统下的补偿网络与相关相关设计应用

目前来说，对于开关型直流稳压电源系统来说，其补偿网络是通过PI或者PID的算法来设计与制作的。也就是说，PI调节器的主要作用是对抗高频纹波影响，也就是提高系统对于高频干扰能力的抵抗性，但对于PI调节器来说，动态性差的缺点是无法忽视的。目前来说，实际应用中通过引入微分算法后可以有效提高系统的响应速度。但其缺点也显而易见：一方面是由于零点的大量引入直接造成系统对于高频信号的敏感度大幅度提高，放大器在此情况下，很容易产生堵塞现象；另一方面则是当开关纹波的放大倍数得到增大时，放大器也会随之进入非线性区，这结果只会造成整个系统的不稳定。目前来说，对于这些缺陷是以超前滞后的方法来进行补偿的。

3.2关于开关型稳压电源的电路设计原理

3.2.1理想性技术指标如下：（1）输入交流：电压220V（50—60Hz）；（2）输出直流：电压5V，输出电流3A；输入交流电压在180—250V区间变化时，输出电压相对变化量应小于2%；（4）输出电阻R0<0.1欧；（5）输出最大纹波电压<10mv。3.2.2关于开关型稳压电源的基本工作原理。当线性自流稳压电源处于低频率工作状态下时，那么调整管的工作由于其体积大，则其效率相应低，但当其调整管工作处于开关状态下时，那么其的工作表现就为体积小，效率高。

3.3开关型稳压电源的电路设计探究

从以上论述可以看出，开关型直流稳压电源系统其低功耗的特点是由于晶体管位于开关工作状态下时，对于功率调整管的功耗要求低。特别是对于理想状态下的晶体管来说，当其处于一种截止状态时，晶体管所经过的电流为0，相应的功耗也就为0；另一方面，由于开关型稳压电源系统的穿越频率较高，所以对于电路的动态响应速度得以提高，而且整个系统的响应速度不受低通滤波器的影响；另外，相对于直流470V的电压来说，并环穿越频率远未达到这一频率，输出只为48V，特别是其电压稳定性方式，经过测试，其低频纹波稳定率都在0.996以上，完全满足了设计要求。

4.结语

综上所述，在进行开关型稳压电源的电路设计时，小信号的模型选择是关键点。为了进一步提高开关型稳压电源系统的稳定性，超前滞后网络补偿原理有效地弥补了精度电源的纹波限制高的问题。通过实践也表明，开关型稳压电源的适用性非常强，必将为人们生活提供更好的服务。

参考文献：

[1]汤世俊.浅谈高性能开关型直流稳压电源[J].学术探讨，2011，（10）.

[2]樊思丝.高性能开关型直流稳压电源的设计探究[J].企业技术开发，2011，（03）.

[3]王滔.开关型稳压电源[J].科技风，2012，（11）.

稳压电路范文第8篇

【关键词】开关型 直流稳压电源 探究 电路设计

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0163-02

在电力电子技术的不断发展与技术革新下，开关型直流稳压电源以其自身的工作表现与其可靠性成为我国电力系统中广泛使用的一种设备。在实际应用中，开关型直流稳压电源自重轻，工作内故障低，工作效率高，且其性价比占优势，并具有功耗晓得良好表现。相比于其他开关型电源，开关型稳压电源应用范围广，竞争力强，特别是对于粒子加速器等电源应用范围来说，开关型稳压电源具有着良好的专业性与稳定性。通过对于开关型稳压电源的技术标准研读与相关的影响因素分析，目前此类技术研究区域人员都是采用移相控制桥来对DC/DC变换小信号模式进行开关型稳压电源的电路设计。

1.对于动态小信号模型的相关阐述

对于动态小信号模型来说，不同的模型选取进而得到的设计结果都会存在差异。所以，在模型的选取上，应根据其实际情况进行分析与配置。对于开关电源来说，其本质是作为一个非线性的控制对象在进行工作，如果要对其进行成功的设计与分析，那么在进行指导建模时，应以近似建立在其稳态时的小信号扰动模型为依据。这一思路一方面取决于小信号扰动模式稳态时具有与设计目标相近的工作表现；另一方面也是由于这样的模型对于大范围扰动时的拟态不够精准，会造成相应结论的误差或偏差。基于此，以小信号扰动模型来进行开关型稳压电源的电路设计是保证其最终设计结果满足设计要求的必要条件。

2.开关型稳压电源的相关性能指标

2.1性能指标之稳定性。通过相关数据与实践结果研究表明，在不同的开关型稳压电源系统设计下，会产生不同程度的鲁棒性。而在暂态特性方面，其表现也会相应提高。但对于直流新稳压电源来说，其系统下对于增益余量的要求是大于或等于40dB，对于相位余量的要求则是大于或等于30dB。

2.2性能指标之瞬间响应指标。当开关电源处于非稳定状态下，由于其所受的干扰，输出量会出现相应的抖动现象。且其抖动量会随着其干扰而变化，当干扰停止时，则其最终也会回到稳定值，基于此，在对开关型稳压电源进行这方面的性能指标确定时，是以过冲幅度与动态恢复时间的长短来衡量其系统的动态特性的。在此定义下，瞬态响应指标内容主要是表现为，如果穿越频率越高，则其系统恢复到动态平衡点的时间就越短，另一方面，系统在干扰情况下所表现的过冲幅度与其相位余量呈相关性。

2.3性能指标之电源精度。在电源精度方面，其控制要求严格，一般其最终的电源精度误差需要控制在设计目标的1‰以下，且其纹波不得在1‰以上。考虑到纹波自身的分类有高频与低频两种，而这两种纹波是基于开头频率表现的。如高频纹波就是受到开头频率的影响，必须通过滤波器进行控制。而低频纹波则是受到电网波动的影响，必须通过系统的负反馈来进行控制。

3.关于开关型稳压电源的电路设计

3.1关于系统下的补偿网络与相关相关设计应用。目前来说，对于开关型直流稳压电源系统来说，其补偿网络是通过PI或者PID的算法来设计与制作的。也就是说，PI调节器的主要作用是对抗高频纹波影响，也就是提高系统对于高频干扰能力的抵抗性，但对于PI调节器来说，动态性差的缺点是无法忽视的。目前来说，实际应用中通过引入微分算法后可以有效提高系统的响应速度。但其缺点也显而易见：一方面是由于零点的大量引入直接造成系统对于高频信号的敏感度大幅度提高，放大器在此情况下，很容易产生堵塞现象；另一方面则是当开关纹波的放大倍数得到增大时，放大器也会随之进入非线性区，这结果只会造成整个系统的不稳定。目前来说，对于这些缺陷是以超前滞后的方法来进行补偿的。

3.2关于开关型稳压电源的电路设计原理

3.2.1理想性技术指标如下：（1）输入交流：电压220V（50―60Hz）；（2）输出直流：电压5V，输出电流3A；输入交流电压在180―250V区间变化时，输出电压相对变化量应小于2%；（4）输出电阻R0

3.2.2关于开关型稳压电源的基本工作原理。当线性自流稳压电源处于低频率工作状态下时，那么调整管的工作由于其体积大，则其效率相应低，但当其调整管工作处于开关状态下时，那么其的工作表现就为体积小，效率高。

3.3开关型稳压电源的电路设计探究。从以上论述可以看出，开关型直流稳压电源系统其低功耗的特点是由于晶体管位于开关工作状态下时，对于功率调整管的功耗要求低。特别是对于理想状态下的晶体管来说，当其处于一种截止状态时，晶体管所经过的电流为0，相应的功耗也就为0；另一方面，由于开关型稳压电源系统的穿越频率较高，所以对于电路的动态响应速度得以提高，而且整个系统的响应速度不受低通滤波器的影响；另外，相对于直流470V的电压来说，并环穿越频率远未达到这一频率，输出只为48V，特别是其电压稳定性方式，经过测试，其低频纹波稳定率都在0.996以上，完全满足了设计要求。

4.结语

综上所述，在进行开关型稳压电源的电路设计时，小信号的模型选择是关键点。为了进一步提高开关型稳压电源系统的稳定性，超前滞后网络补偿原理有效地弥补了精度电源的纹波限制高的问题。通过实践也表明，开关型稳压电源的适用性非常强，必将为人们生活提供更好的服务。

参考文献：

[1]汤世俊.浅谈高性能开关型直流稳压电源[J].学术探讨，2011，（10）.

[2]樊思丝.高性能开关型直流稳压电源的设计探究[J].企业技术开发，2011，（03）.

[3]王滔.开关型稳压电源[J].科技风，2012，（11）.

作者简介：

稳压电路范文第9篇

关键词 低压差线性稳压 低噪声 电源抑制比 瞬态响应 无电容

中图分类号：TN43 文献标识码：A

0引言

自上世纪80年代低压差线性稳压器出现以来，低压差线性稳压器从最开始的双极型器件的改进开始，逐步向CMOS器件型发展。随着现代电子工业的迅猛发展，传统的 LDO 逐渐不能满足业界对芯片噪声、效率、瞬态特性等性能要求。因此，高性能 LDO 依然是电源管理电路研究的热点。

1基于低压差线性稳压技术的整体分析

基于前期资料收集，综合运用专利分析与产业研究的方法，从专利统计定量分析的角度出发，以专利申请数量为切入点，通过选取专利发展趋势、区域分布情况、重点申请人以及重点技术分支进行了深入分析与研究。

1.1全球专利申请量趋势

图1：全球专利申请总量随年份变化的趋势图

上图所示为1985年起低压差线性稳压技术全球专利申请总量随年份变化的趋势。由图可知，从1985年至1999年处于该项技术研发的萌芽期，从2000年开始到2008年，申请量开始迅速增加，总体呈现快速发展。根据分析发现，低压差线性稳压技术起步相对比较晚，这主要受制于半导体技术的发展。但是随着经济的发展，尤其是半导体技术、集成电路的快速发展，低压差线性稳压技术也越来越发达，并且随着近几年便携式智能终端技术的飞速发展，人们对低压差线性稳压技术的研究也越来越重视，对该技术的研发将保持持续的热度，该领域的专利申请量也将继续保持稳步增长的状态。

1.2中国专利申请量趋势

图2：中国专利申请总量随年份变化的趋势图

对中国专利申请的分析可知（如图2），最早的专利申请出现在2002年，说明该项技术在中国的起源比较晚，但是从2005年起，专利申请量逐步呈现出快速地增长的态势。说明我国在该项领域中同样非常重视，且具备较大的研发力度。

1.3专利申请产出国分布

图3：全球专利申请产出国分析

专利申请产出国一般是指一项技术的原创技术国，一般而言，一个国家拥有的原创技术越多，说明其在该技术领域的研发能力和技术实力越强。通过对VEN中检索到的专利文献产出国进行统计分析，排名靠前的国家依次为美国、中国、台湾、欧洲、日本和韩国，这在一定程度体现了低压差线性稳压技术的发展情况，美国该项技术的研究较早，相应专利的申请也较多，中国申请人对该项技术研究虽然起步较晚，但是近十几年来有大量的相关高校和企业对此进行研究。

1.4在华主要申请人分析

专利申请产出国一般是指一项技术的原创技术国，一般而言，一个国家拥有的原创技术越多，说明其在该技术领域的研发能力和技术实力越强。通过对VEN中检索到的专利文献产出国进行统计分析，排名靠前的国家依次为美国、中国、台湾、欧洲、日本和韩国，这在一定程度体现了低压差线性稳压技术的发展情况，美国该项技术的研究较早，相应专利的申请也较多，中国申请人对该项技术研究虽然起步较晚，但是近十几年来有大量的相关高校和企业对此进行研究。经过对在华申请的主要申请人的分析可以发现，虽然国内的电子科技大学在该领域有一定研究，在该领域申请专利还是以国外申请人居多，尤其是在2011年以前，低压差线性稳压技术相应的专利申请都是以国外申请人为主。

2重点技术分析

低压差线性稳压技术自发展以来，主要有两个大的方面的改变，简单的说，一个方面是初期涉及负载调整管的改进，另一个方面则是中后期对低压差线性稳压技术整体性能的改进。跳帧管改进经历了NPN达林顿管到晶体管再到MOSFET管的改进，其性能总结如表1所示：

表4.1：三种类型负载调整管的低压差线性稳压器的性能总结

在技术发展的中后期，主要为用MOSFET作为负载调整管的低压差线性稳压器，且具有输入输出压差极低，静态工作电流极小，以及电源效率很高等特点。同时中后期主要集中为对整个电路性能的改进。低噪声、高电源抑制比技术，瞬态响应技术以及无片外电容技术的三大主要热点研究的技术分支。对于低噪声、高电源抑制比技术，由于低压差线性稳压器的输入依赖于其输入电源，因而实现具有高电源抑制比和提高噪声抑制能力的低压差线性稳压器是一直以来的研究重点；对于瞬态响应技术的研究，则是在低功耗要求的今天，对用电设备快“唤醒”能力的一大重要指标；而无片外电容技术直接决定用电设备的体积大小，它是便携式用电设备发展的今天一项必不可或缺的研究热点。

下面就将对上述基于低压差线性稳压器的三大技术分支作简要专利申请统计与技术内容分析。

2.1全球＠申请主要技术分支的申请量趋势图

根据附图5分析可知，上述三项技术的专利申请时间都较晚，这主要和半导体技术和集成电路技术的发展密不可分。首先，半导体开关器件的发展制约了低压差线性稳压器技术中对负载调整管的选择；其次，集成电路技术的高集成度、高抗干扰能力的发展也对低压差线性稳压器技术的瞬态响应研究及无电容结构的研究有一定制约。综合低压差线性稳压器的这三大技术发展趋势图可以看出，基于低压差线性稳压器技术的发展主要是适应社会需求，即需要一项对便携式电子产品供电更稳定、响应更快速以及电路结构更小的供电设备。

2.2在华专利申请主要技术分支的申请量趋势图

在上述三技术中，低噪声、高PSRR技术的发展出现的较早，其中基于低噪声、高PSRR技术的低压差线性稳压器的研究在2005年就有专利公开，而基于瞬态响应技术的低压差线性稳压器研究在2006年也有公开，对于无电容结构的低压差线性稳压器技术的研究公开年份相对较晚，为2009年。三项技术的研究总体上而言都处于一个快速发展的趋势，尤其从2012年起，三项技术的研究都呈现出一种高速发展的姿态，由此可知，对于上述技术的低压差线性稳压器的研究也必将是未来多少年的一项研究重点。

3总结

通过对低压差稳压电路的专利技术分析以及基于该电路结构的重点性能改进方向分析可知，低压差稳压电路结构由于其具备电路简单，噪声低及功耗低等优点，非常适用于现有电源管理领域。无论从全球专利申请分析还是从在华专利申请分析，其都呈现出逐年递增的研究态势。进一步对低压差稳压电路性能改进的几大方向分析可知，各性能改进方向也在半导体技术飞速发展的近些年来呈现出快速发展的趋势，并且各自从不同切入点有效、快速进行技术研究和专利布局。

但是，通过在华申请的申请人分析我们可以得知，除了四川省的电子科技大学在该领域有一定研发实力外，在该领域申请专利还是以国外申请人居多，而且国内高校申请主要体现为基于课题研究的专利申请较多，真正实现专利技术量产化和市场化的行为较少。国内企业及研发机构如若对该领域有研发热情，可以重点从技术包围、技术融合以及产学研合作等角度重点开展，提升自身竞争力，有效和国外知名芯片公司竞争。

参考文献

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[6] Bang S. Lee， Understanding the Terms and Definitions of LDO Voltage Regulators. Texas Instrument Application Report， 1999.

[7] Wang Fengge， Wang Xuewen， Yu Lei， Zhao Wu. The Analysis and Research of a High-Stability and High-Accuracy VLDO[C] .Electrical and Control Engineering （ICECE）， 2010.

稳压电路范文第10篇

关键词：波纹；开关电源；晶体管

引言

在用电控制的仪器设备中，都需要稳压电源，由于价格、功率等的要求，因此设计人员更倾向于使用开关电源，而很少使用线性电源。开关电源的优势在于转换效率高，最高可以达到将近97%，另外开关电源重量轻、体积小。开关电源最大的缺点是输出的纹波和噪声电压较大，而这一性能影响到仪器设备的运行，特别是对于需要处理小信号的仪器中，电源产生的噪声可能会干扰输入的信号，使得仪器无法正确运行。如何处理好电源的噪声，有很多方法[1][2]，本文通过一个典型电源电路分析开关电源产生纹波和噪声的原因及减小纹波和噪声的措施，并详细探讨了电源各部分电路的原理功能和实现的方法。

1干扰产生分析

电信号干扰分为：噪声（nois）和纹波（ripple）两种，其表现形式为图1形式。噪声的定义是指在直流电压或电流中，叠加了振幅和频率上完全无规律的交流分量。该分量会干扰电路的分析、逻辑关系，影响其设备正常工作。纹波是指叠加在直流电压或电流上的交流信号，会降低电源的效率，严重的波纹更有可能会损坏用电设备，另外波纹还会干扰数字电路的逻辑关系，影响设备工作状态。通常的开关电源输出的直流电压中叠加了由噪声和波纹引起的交流信号。波纹主要是由于开关电源的开关动作造成的，而波动的频率跟开关的频率是一致的，大小取决于输入、输出电容的参数。作为开关的元件都有寄生的电感与电容，当元件在电流流动变化工作时，会产生电压与电流的浪涌，这些浪涌信号都会在电源产生干扰信号。浪涌电流指电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。该峰值电流远远大于稳态输入电流，这种瞬时过电流称为浪涌电流，是一种瞬变干扰。噪声电压主要跟电源的拓扑结构、电路中的寄生参数、工作的电磁环境以及印制电路板的布线有关。当信号较小的时候，会产生干扰的信号。图2（a）是实验信号波形，（b）是小信号上叠加了干扰的波形。干扰可以表现为尖峰、阶跃、正弦波或随机噪声，干扰的产生来自多方面，电路设计不合理、器件使用不当、工作环境干扰、电源噪声等，其中电源产生的噪声是常见主要的原因，而这些干扰信号会造成后续电路一系列的处理误差，所以在要求较高的场合，这样的噪声是必须要解决的。

2解决措施

开关电源电路一般由整流平滑电路、集成开关电路、浪涌电压吸收电路、电压检测电路、次级侧整流平滑电路等构成。其工作原理：开关电路供应稳定电压和平滑的电流，是本电路的主要部分，开关晶体管的集电极电流决定电源的输出电流。纹波的解决措施[3][4]主要有：调整电感和电容参数、增加电容电阻缓冲网络。

2.1调整电感和电容参数

电流波动与电感参数、以及输出电容大小有关，通常电感值越小，波动越大，输出电容值越小，波纹越大。因此可以通过增大电感值和输出电容值来降低波纹。在这里以BUCK型开关电源为例，当开关电源工作时，提供的电压不变，但是电流会变化，为了稳定电源的输出电流，在如图4（a）的指示位置并联一个电容C+。通过增加电感值的方法来减小波纹的做法是受限的。因为电感越大，体积就越大。电感的取值可以这样计算：假定输入电压为Vin，输出电压为Vo，工作频率为f，输出电流为I，电感中电流的波动值为驻I的话，有：在电路调试过程中发现，随着C+不断增加，减小波纹的效果会越来越差，同时增加f，会增加开关损失。因此可以通过再加一级LC滤波器的方法来改善，如图4（b）所示。LC滤波器抑制波纹的效果较好，只要根据需要除去的纹波频率选择合适的电感电容即可。

2.2增加电容电阻缓冲网络

在二极管高速导通截止时，要考虑寄生参数。在二极管反向恢复期间，等效电感和等效电容成为一个RC振荡器，产生高频振荡。为了抑制这种高频振荡，需在二极管两端并联电容C或RC缓冲网络。电阻与电容取值要经过反复试验才能确定，一般选择电阻为10Ω-100Ω，电容取4.7pF-2.2nF。如果选用不当，反而会造成更严重的振荡。

3电路设计及实测

根据以上分析，设计出了一种开关稳压电源如图5所示，采用可控硅触发方式。通过整流放大后的波纹去触发可控硅的导通，当整流电压值为零时，可控硅自动关断。只要用输出电压的变化来控制触发信号的前沿，即可实现稳压。稳压电路主要由可控硅、4个晶体管和1个变压器等组成，如图5所示。我们在multisim环境下对该电路进行仿真，效果非常好。再用实际电路搭试，并加上30欧姆纯电阻阻抗后，选取了7个测试点，测试波形见图6所示。图中变压器T、二极管D1～D4和电容器C1-4组成整流滤波电路，测试点1电压纹波波形见图6中1的图像，显然是在全波整流后的纹波出现；电阻R2、R3和隔直电容C5组成取样电路，测试点2电压纹波波形见图6中2的图像；控制可控硅的纹波信号测试点3、4电压纹波波形见图6中的3、4的图像；隔直后的测试点5电压纹波波形见图6中的5的图像；线圈T2控制信号的初级波形见图6中7的图像；线圈T2次级控制可控硅信号见图6中6的图像。当电压没有纹波时，线圈T2不发挥作用，但当电压有波动时（纹波），则自动控制可控硅工作，抑制电压的波动。在电路中的电感对抑制电压的波动也起到了良好的作用，其电感值可以根据电压的大小和对纹波的要求进行适当的选择。该电路在最后的输出功率可以达到110W，当负载发生变化10-104欧姆时，电压变化的范围大约是1毫伏。

4结束语

本文对开关电源噪声与纹波的产生原因和抑制方法进行了分析和讨论，并设计出了一种晶体管开关稳压电源电路，观察仿真实验，可以得出该设计能够抑制一定的电源噪声与波纹。在实际中，需要依据产品的参数，如体积、成本等问题综合考虑，选择合适的设计方法。

参考文献：

[1]梁凯.开关电源的电磁兼容性设计[J].电源技术应用，2007，10（2）：18-23.