试析直流稳压电源的基本类型.docx

试析直流稳压电源的基本类型 摘要：直流稳压电源主要指电子设备应用的直流稳压器根据稳压方式不同，直流稳压电源可分为线性电源、铁磁谐振电源和开关电源三种基本类型其中以线性电源与开关电源应用较多，特别是开关电源已经成为目前直流稳压电源市场的主流产品 关键词：直流稳压电源 线性电源 开关电源 基本类型 一、线性直流稳压电源 （一）晶体管串联式直流稳压电源其性放大状态工作，具备反应快，电压稳定度高，负载稳定度高，输出纹波电压小，噪声较小等特点针对电路技术而言，其控制电路使用元件较少针对调整管的开关特性，滤波器的高频性能等要求较少，因此可靠性较高其最大缺点是工作效率较低只能通过降低调整管上的压降，减少调整管上的损耗来提高效率具体解决策略为：一是PNP和NPN晶体管互补：串联式稳压电源输出电源电流较大时，通常调整管都要接成共集电极的达林顿组合管因为在晶体管电参数相同情况下在保持电流放大倍数相等的情况下，互补连接的组合调整管的集射极压降减少了，因而电源的效率得到提高；二是偏置法：一般共集电极组合管集射间的压降一定程度上取决偏置电流采用偏置连接法当输出电流一定时可以有效的提高电源效率；三是开关稳压器作前置予调节：在输入-输出电压差比较大，输出电流也比较大的场合，采用开关稳压器作串联式稳压器的前置予调节也是提高电源效率的有效办法。

开关予调节还可以设置在电源变压器的原边 （二）集成线性稳压器集成稳压器在早期市场上应用较多，产量较大，主要分为半导体单片式集成稳压器、混合式集成稳压器两类两类集成稳压器的电路形式、封装、电压、电流规格各不相同集成稳压器分为定电压、可调、跟踪、浮动集成稳压器多种然而无论何种形式，其大都由基准电压源、比较放大器、调整元件即功率晶体三极管和某种形式的限流电路组成部分集成稳压器内部还有逻辑关闭电路和热截止电路集成稳压器与由分立元件组成的稳压器比较，集成稳压器的优点非常明显，成本低，体积小，使用方便，性能好，可靠性高 （三）恒流源网络稳压电源恒流网络稳压是串联稳压电源的基本特点之一，其能够有效提高电源稳定性，在集成稳压器中应用较为广泛分立元件组成的串联稳压器大都应用了恒流技术应用晶体管场效应管与恒流二极管等元件能够实现恒流恒流二极管在分立元件的串联稳压器中应用较为便利 二、开关直流稳压电源 开关直流稳压电源主要指功率调整元件以“开、关”方式工作的直流稳压电源早期的磁放大器开关直流稳压电源是利用铁芯的“饱和”、“非饱和”两种状态进行“开、关”控制，是一种低频磁放大器。

此期间出现的可控硅相控整流稳压电源也属于开关直流稳压电源之后，高频开关功率变换技术得以迅猛发展，出现了变换器方式的高频开关直流稳压电源 （一）去除工频变压器去除工频电源变压器而采用直接从电网整流输入方式，是开关电源减少体积和重量的重要举措之一去除工频变压器已成为当代先进开关电源的基本特点无工频变压器的开关电源与各种有工频变压器的直流稳压电源相比，其具有体积小、重量轻、效率高等优点开关电源的电路形式已实现多种多样从调制技术来看，其包括脉宽调制型、频率调制型、混合调制型几类，其中脉宽调制占绝大多数目前出现了完全无变压器的开关电源，即连高频变换器都不需要这种电源的最大特点是体积还可比现在的无工频变压器开关电源小的多，而且没有绕制的变压器等器件，能够集成电路工艺制作 （二）提高开关电源频率现代开关电源的最显著特点是开关频率不断提高，无论是晶体管开关电源、可控硅开关电源、场效应管开关电源，均在实现向高频化方向发展随着功率IGBT和MOSFET的出现，开关电源的工作频率已从早期典型的20KHz逐步提高到兆赫范围甚至G赫范围 （三）控制电路实现集成早期开关电源的控制电路由分立元件构成，电路设计和调试维修都较为复杂，不利于开关电源的推广应用。

为了适应开关电源的迅速发展，集成化的开关电源控制电路被研制成功，而且功能日益完善开关电源控制电路集成化，极大地简化了开关电源的设计，提高了开关电源的电性能和可靠性，并且具有体积小、成本低等优点 （四）关键元器件高频化为适应开关电源快速发展需要，开关电源应用的主要元器件也在快速发展，高频化是其基本目标开关电源中的开关元件-功率晶体管、可控硅、场效应管等均在提高工作频率上发挥着重要作用特别是功率管IGBT复合管，MOSFET场效应管的出现，最为引人注目，其不仅把开关频率提高到1MHz-lGHz，并且具有开关特性好、驱动功率小、不存在二次击穿、避免热奔等特殊优点此外，大电流肖特基势垒的出现极大地改善了低电压电流开关电源的整流效率，其具有开关速度快、反向恢复时间短，正向压降地等优点在滤波过程中，电容器等器件也要在材料、结构工艺诸方面进行研制，以适应开关电源高频化需求 （五）实现全数字化控制开关电源的控制已从模拟控制，模数混合控制，发展为全数字控制阶段全数字控制是未来的发展趋势所在，并且已在许多功率变换设备中得到广泛应用然而，过去数字控制在DC/DC变换器中应用较少近年来，开关电源的高性能全数字控制芯片已经逐步开发应用，欧美已有多家公司开发并制造出开关变换器的数字控制芯片及软件。

全数字控制数字信号与混合模数信号相比能够标定更小量，芯片价格较低；针对电流检测误差能够实现精确数字校正，电压检测更为精准；能够实现快速灵活的控制设计等 三、结语 直流稳压电源从最初的第一代线性电源、第二代铁磁谐振电源，发展到第三代开关电源，实现了可持续发展，其应用的领域越来越广泛，发挥的作用越来越大第 5 页 共 5 页。