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一、直流稳压电源工作流程

直流稳压电源工作流程分为降压、整流（把交流电变直流电）、输入滤波、三端稳压器稳压、输出滤波五部分。

二、电源的概念

1.直流电源需求

– 在电子电路及设备中，一般需要稳定的直流电源供电。这里设计的是小功率直流稳压电源，输入为 50Hz、220V 交流电压，输出为正负对称直流 8 – 30V 电压，电流最大可扩展至 3A。

2.整流与滤波

– 变压器副边电压通过整流电路将交流电压转换为直流电压，即把正弦波电压转换为单一方向的脉动电压。半波整流电路和全波整流电路输出波形含有较大交流分量，会影响负载电路正常工作。

– 为减少电压脉动，需通过低通滤波电路滤波使输出电压平滑。理想情况应去除全部交流分量使滤波电路输出仅有直流电压，但滤波电路为无源电路，接入负载后会影响滤波效果。对于稳定性要求不高的电路，整流、滤波后的直流电压可作为供电电源。

– 交流电压经整流、滤波后虽变为交流分量较小的直流电压，但电网电压波动或负载变化时，其平均值会随之变化。

3.稳压电路

– 稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载大小变化影响，从而获得足够高的稳定性。

4.开关电源输出

– 一般情况下，开关电源的一路或多路输出电压通常是直流低电压，具有一定输出功率来驱动其它电子电路。

– 开关电源的大多数输出电路是对高频变压器次级的高频方波电压进行整流滤波。为获得高质量直流输出电压，需要一些特殊元器件，如肖特基整流二极管、超快恢复整流二极管、低 ESR 值的电解电容以及存储能量的电感，以产生低噪音输出电压满足电路需求。

三、保护电路原理

1.限流电路

– 限流电路是一种基本保护网络，在输出短路时能将输出电流限制在安全范围内。实现限流电路有多种方法，可设计在电源输入侧或输出侧。限流电路本身的优化程度取决于要保护的电源电路结构。

– 对于单电源输出电路，限流电路设计在输入侧或输出侧保护作用相同。对于在变压器初级侧进行调节并由变压器直接驱动的电源电路，限流电路放在输入侧比较方便；对于使用基极驱动的电源电路，限流电路设计在输出侧更有效。

– 限流电路与监控电路直接耦合的电路结构方便、简单且所需元器件较少。用变压器耦合的限流电路适用于两端不共地又需要传递电压的场合，应用广泛。

– 限流电路可由分立元件或集成电路构成，具体根据电路结构选择。为有效保护电源，在其受损坏前，限流电流应快速反应。

2.过压保护电路

– 过压保护电路的作用是当输出电压超过设计值时，将输出电压限定在安全值范围内。原因有二：一是开关电源有可调节电压输出功能，调节时发生过电压输出可由过压保护防止元件损坏；二是为确保用户操作不当引起过压时的安全。

– 过压保护电路最好放在开关电源输出端，距离供电电路越近越好。处在该位置能消除电路装配引起的过压现象，保护开关电源，在有几路不同电源给同一电路供电时尤为重要。实现过压电路最简单有效的方法是将单向可控硅连接到电源直流输出端，检测到过压现象时使单向可控硅导通，将电源输出端短路，此时过流保护电路工作，停止整个电源电路工作达到保护目的。由于可控硅导通时有较大电流流过，需仔细计算确保所选元件安全可靠。