串聯型直流穩壓電源電路原理

串聯型直流穩壓電源結構如下圖a）所示，可以看出，一個串聯型直流穩壓電源通常都是由變壓器、整流濾波器、調整器件、比較放大、基準電源和取樣6個部分組成，有些穩壓電源中還有過載或短路保護裝置。

從下圖b）可以看出，電路由變壓器T將220V降壓為10V，經VD1~VD4橋式整流，把交流10V變為脈動的直流電，經電容C1濾波，再經過穩壓、放大、取樣環節，使調整管VT2工作，輸出直流電Uo為6V。調整取樣電阻RP的大小，就可以使輸出電壓U0在6V內變化，該電路的輸出電流為200mA。

它的穩壓過程是：當輸出電壓發生變化時，通過電阻分壓器的“取樣”，與基準電源比較后，放大器將誤差信號放大，送到調整管的基極調整其管壓降，以達到穩定輸出電壓的目的。一般的講，放大環節的放大倍數越大，穩定度就越高。

下面對對照上圖a）所示串聯型直流穩壓電源框圖逐一分析如下：

1、基準電源、基準電壓

基準電壓應是一個穩定性較高的直流電壓，否則若基準電壓值改變了，即使輸入不變，也會引起輸出電壓的變化，影響輸出電壓的穩定性。

目前，基準電壓往往采用硅穩壓二極管VS和R5取得，如上圖b）所示，穩壓二極管電路的關鍵是選擇限流電阻，其阻值應保證當輸入電壓最小時，流過穩壓二極管的電流也不小于維持穩定電壓下的最小電流；而當輸入電壓達到最大值時，應保證流過穩壓二極管的電流不大于它的最大允許電流。

2、取樣環節

取樣環節是一個電阻分壓器，由R1，R2，RP組成，如上圖b）所示，取樣環節的任務是將輸出電壓的一部分取出，加到比較放大器去，和基準電壓進行比較，以檢出輸出電壓變化值，并經放大后去控制調整環節。

3、比較放大器

比較放大器是將取樣電路得到的電壓與基準電壓進行比較，然后以兩者之差進行放大再去控制調整管以穩定輸出電壓。應該指出，比較放大器的增益將直接影響穩壓電源的質量指標。最簡單的比較放大器是一個單級直流放大器，如上圖b）所示，VT1組成單級直流放大器為比較放大環節。

4、調整環節

調整環節是穩壓電源的核心環節，因為輸出電壓最后要依賴調整環節的調節作用才能達到穩定，而且穩壓電源能輸出的最大電流也主要是取決于調整環節。

調整環節是由工作在線性區域的調整管VT2組成，它的基極電流受比較放大器的輸出信號控制。由于穩壓電源的輸出電流全部要經過調整管，因此應保證所選用的調整管具有足夠的功耗和集電極電流。

串聯型直流穩壓電源電路圖解

串聯型穩壓電路屬直流穩壓電源中的一種，其實是在三端穩壓器出現之前比較常用的直流供電方法，在三端穩壓器出現之前，串聯穩壓器通常有OP放大器和穩壓二極管構成誤差檢測電路，如下圖，該電路中，OP放大器的反向輸入端子與輸出電壓的檢測信號相連，正向輸入端子與基準電壓Vref相連，Vs=Vout*R2/（R1+R2）。

由于放大信號ΔVs為負值，控制晶體管的基級電壓下降，因此輸出電壓減小在正常情況下，必有Vref=Vs=Vout*R2/（R1+R2），調整R1，R2之比可設定所需要的輸出電壓值。

三端穩壓器的基本原理，其實負載大小可以可以把三極管換成達林頓管等等，這種串聯型穩壓電路做組成的直流穩壓電源處理不當，極易產生振蕩。

現在沒有一定模擬功底的工程師，一般現在不用這種方法，而是直接采用集成的三端穩壓電路，進行DC/DC轉換電路的使用。

穩壓管穩壓電路電路結構簡單，但是帶負載能力差，輸出功率小，一般只為芯片提供基準電壓，不做電源使用。

選擇穩壓管時一般可按下述式子估算： （1） Uz=Vout; （2）Izmax=（）ILmax （3）Vin=（2-3）Vout 這種電路結構簡單，可以抑制輸入電壓的擾動，但由于受到穩壓管最大工作電流限制，同時輸出電壓又不能任意調節，因此該電路適應于輸出電壓不需調節，負載電流小，要求不高的場合，該電路常用作對供電電壓要求不高的芯片供電。

10大法則之三：基準電壓源芯片穩壓電路

穩壓電路的另一種形式，有些芯片對供電電壓要求比較高，例如AD DA芯片的基準電壓等，這時常用的一些電壓基準芯片如TL431、 MC1403 ，REF02等。TL431是最常用基準源芯片，有良好的熱穩定性能的三端可調分流基準電壓源。

它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設置到從Vref（）到36V范圍內的任何值。最常用的電路應用如下圖示，此時Vo=（1+R1/R2）Vref。

選擇不同的R1和R2的值可以得到從到36V范圍內的任意電壓輸出，特別地，當R1=R2時，Vo=5V。