毕业论文_程控直流稳压电源设计与实现

机电毕业论文

程控直流稳压电源设计与实现

摘要

在各种电子实验中，电源是最基本的需要。设计出一种高精度的可调输出的电源不但能满足不同电子实验的要求，而且能满足在同一实验中需要使用不同的电压值来测试的要求。

本文设计了一种高精度程控稳压电源。该电源的功能由硬件和软件两方面来实现。硬件方面包括变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路、反馈电路、保护电路、程控电路、显示电路以及支持单片机运行的复位和时钟电路。市电220V电压通过变压器流入系统，经过整流、滤波后变成近似的直流电压，再经过稳压部分稳压后获得稳定的直流输出。稳压部分由达林顿管作为调整管，由运放作为反馈取样之后的放大电路，利用放大电路来提高调整管的反应灵敏度电压稳定性。软件方面，使用单片机语言编程，控制程控部分，即：单片机，D/A、A/D部分。该部分作用是控制稳压电路部分的基准电压的输出与调整，同时实现高精度的输出，并且控制数码管显示输出电压。

整个电路的设计就是在综合考虑各个模块现有的电路的基础上，选择最佳电路来实现设计目标的。

关键词直流稳定电源；整流；滤波；程控；D/A；A/D

目录

第一章绪论 (1)

1.1课题背景 (1)

1.1.1电源技术研究的主要成果 (1)

1.1.2电源技术的发展趋势 (2)

1.1.3电源技术存在的问题 (2)

1.2本文的结构和主要内容 (3)

第二章稳压电源整体设计 (3)

2.1小功率整流电路 (4)

2.1.1单相半波整流电路 (4)

2.1.2单向全波整流电路 (5)

2.1.3桥式整流电路 (5)

2.2 滤波电路 (7)

2.2.1电容滤波电路 (7)

2.2.2电感滤波器 (9)

2.3稳压电路 (11)

2.3.1稳压电路的指标 (11)

2.3.2稳压管基本应用电路 (12)

2.3.3串联反馈型晶体管稳压电路 (13)

2.4本章小结 (19)

第三章硬件部分外围电路设计 (19)

3.1程控部分简介 (19)

3.1.18051单片机简介 (20)

3.1.2D/A和A/D芯片简介 (21)

3.1.3单片机外围电路简介 ................................ 错误！未定义书签。

3.2数码管显示电路 (28)

3.3按键电路 (29)

3.4保护电路 (29)

3.4.1用稳压管保护 (30)

3.4.2二极管组成得过流保护电路 (31)

3.5本章小结 (31)

第四章系统软件设计 (32)

4.1概述 (32)

4.2系统核心指令系统简介 (32)

4.3软件系统流程介绍 (32)

4.4本章小结 (36)

第五章实验步骤及设计不足 (36)

5.1概述 (36)

5.2实验方法 (36)

5.3设计中存在的不足 (37)

5.4本章小结 (37)

结论 (38)

参考文献 (39)

附录1 (40)

附录2 (41)

附录3 (1)

致谢............................................................................ 错误！未定义书签。

第一章绪论

1.1 课题背景

电子设备都需要良好稳定的电源，而外部提供的能源大多数为交流电源，电源设备担负着把交流电源转换为电子设备所需的各种类别直流电源的任务，转换后的直流电源应具有良好的稳定性，当电网或负载变化时，它能保持稳定的输出电压，并具有较低的纹波。我们通常称这种直流电源为稳压电源[2]。但有时提供的直流电压不符合设备要求，仍需变换，称为DC/DC变换。常规的稳压电源为串联调整线性稳压电源，它通常由50Hz工频变压器、整流器、滤波器、串联调整线性稳压器组成。调整元件工作在线性放大区，流过的电流是连续的，调整管上损耗较大的功率，需要体积较大的散热器，因此该种电源体积大，且效率低，通常仅为35％～60％。同时承受过载能力较差，但是它具有优良的纹波及动态响应特性。

开关电源是利用现代电力电子技术，通过控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。开关电源处于电源技术的核心地位，它主要分为AC/DC和DC/DC两大类。开关电源去除了笨重的工频变压器，代之以几十kHz、几百kHz甚至数MHz的高频变压器。由于调整管工作在开关状态，因而功率损耗小，效率高。

目前，开关电源技术向着轻、小、薄、低噪音、高可靠、抗干扰的方向发展。新器件和新拓扑理论的出现使得开关电源日趋可靠、成熟、经济、适用。

1.1.1 电源技术研究的主要成果

经过20多年的不断发展，开关电源技术有了重大进步和突破。新型功率器件的开发促进了开关电源的高频化，功率MOSFET和IGBT可使中小型开关电源的工作频率达到400KHZ(AC/DC)或1MHZ(DC/DC)；软开关技术是高频开关电源的实现又了可能，它不仅可以减少电源的体积和重量，而且提高了电源的效率，国产6KHZ通信开关电源，采用软开关技术，效率可达93％；控制技术的发展以及专用控制芯片的生产，不仅使电源电路大幅度简化，而且使开关电源的动态性能和可靠性大大提高；有源功率因数校正技术（APFC）的开发，提高了AC/DC开关电源的功率因数，既治理的电网的谐波污染，又提高了开关电源的整体效果。

在开关电源的所有应用领域内，通信电源使增长速度最快的一部分。新型磁材

料和新型变压器的开发，新型电容器和EMI滤波器技术的进步，以及专用集成控制芯片的研制成功，使开关电源实现了小型化，并提高了EMC性能。微处理器监控技术的应用，提高了电源的可靠性，也适应的市场对其智能化的要求[1]

1.1.2 电源技术的发展趋势

新型半导体器件的发展使开关电源技术进步的龙头。目前正在研究高性能的碳化硅半导体器件，一旦开发成功，对电源技术的影响将是革命性的。此外，平面变压器，压电变压器及新型电容器等元件的发展，也将对电源技术的发展起到重要作用。集成化是电源技术的一个重要的发展方向。通过控制电路的集成，驱动电路的集成以及保护电路的集成，最后达到整机的集成化生产。集成化和模块化减少了外部连线和焊接，提高了设备的可靠性，缩小了电源的体积，减轻了重量。

高频开关电源的发展趋势更是向着高频化、模块化、数字化、绿色化的方向发展。

开关电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着这些技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。这几年,随着通信行业的发展,以开关电源技术为核心的通信用开关电源,仅国内有20多亿人民币的市场需求,吸引了国内外一大批科技人员对其进行开发研究。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋,因此,同样具有几十亿产值需求的电力操作电源系统的国内市场正在启动,并将很快发展起来。还有其它许多以开关电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发[5]

1.1.3 电源技术存在的问题

随着半导体技术和微电子技术的高速发展，集成度高、功能强大的大规模集成电路的不断出现，使得电子设备的体积在不断地缩小，重量在不断地减轻，所以从事这方面研究和生产的人们对开关稳压电源中的开关变压器还感到不是十分理想，他们正致力于研制出效率更高、体积更小、重量更轻的开关变压器或者通过别的途经取代开关变压器，使之能够满足电子仪器和设备微小型化的需要，这是从事开关稳压电源研制的科技人员目前正在克服的一个困难。

开关稳压电源的效率是与开关管的变换速度成正比的，并且开关稳压电源中由于采用了开关变压器以后，才能使之由一组输入得到极性、大小各不相同的多组输出。要进一步提高开关稳压电源的效率，就必须提高电源的工作频率。但是，当频率提高以后，对整个电路中的元器件又有了新的要求。例如，高频电容、开关管、

开关变压器、储能电感等都会出现新的问题。进一步研制适应高频率工作的有关电路元器件，是从事开关稳压电源研制科技人员要解决的第二个问题。

工作在线性状态的线性稳压电源，具有稳压和滤波的双重作用，因而串联线性稳压电源不产生开关干扰，且波纹电压输出较小。但是在开关稳压电源中的开关管工作在开关状态，其交变电压和电流会通过电路中的元件产生较强的尖峰干扰和谐振干扰。这些干扰就会污染市电电网，影响邻近的电子仪器及设备的正常工作。随着开关稳压电源电路和抑制干扰措施的不断改进，开关稳压电源的这一缺点得到了一定的克服，可以达到不妨碍一般的电子仪器、家用电器的正常工作的程度。但是在一些精密电子仪器中，由于开关稳压电源的这一缺点，却使它得不到使用。所以，克服开关稳压电源的这一缺点，进一步提高它的使用范围，是从事开关稳压电源研制科技人员要解决的第三个问题。

1.2本文的结构和主要内容

本文分为五章，第一章是绪论。第二章介绍核心硬件部分：整流滤波稳压部分。

第三章介绍了外围硬件电路：程控显示按键部分。第四章介绍支持系统工作的软件部分。第五章介绍了实验方法以及设计中存在的不足。

第二章 稳压电源整体设计

在电子电路中，

通常都需要电压稳定的直流电源供电。小功率稳压电源的组成可以用图2-1表示，它是由变压器，整流，滤波，和稳压电路等四个部分组成。

图 2-1直流稳压电源组成框图

电源变压器是将交流电网220V 的电压变为所需要的电压值，然后通过整流电路将电压变成脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的支流电压。但这样的电压还随电网电压波动（一般有正负10%左右的波动），负载和温度的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。

当负载要求功率较大，效率较高时，常采用开关稳压电源[6]。

2.1 小功率整流电路

2.1.1 单相半波整流电路

单相半波整流电路是最简单的整流电路，图2-2是单相半波阻性负载的整流电路。

图2-2 单相半波整流电路

电路中，T 为变压器，其作用是将市电220V 的交流电压变成所需要的直流电压，VD 是整流二极管，其作用是方向变化的交流电变为单相的脉动直流。现介绍电路的基本原理。

当交流电源为正半周，即上正下负时。二极管VD 因加正向电压而导通，V 2通过二极管VD 加至负载电阻RL 上，负载电压V 0=V 2为正弦半波电压。 当交流电元为负半周，即上负下正时。二极管VD 上加反相电压，故VD 不导通，若忽略二极管VD 的反向漏电流，则负载电阻RL 中无电流通过，负载电压为零。

由此可见，由于二极管的单向导电作用，只有一个方向的电流流过负载电阻RL ，因此在负载电阻RL 上的电压V 0是单向的脉动直流电压，以后各周期情况和第一周期相同。

输出直流电压的平均值，即直流电压V 0可按下式求出

2220045.0)(

sin 221

V t td V V ==?ωωππ (2-1)

整流输出的是脉动电压，即包含有直流成分，同时又有交流成分，其中的脉动程度一般用纹波系数来衡量，即纹波系数＝输出电压的交流成分有效值/输出电压直流成分。对于直流电源来说，纹波越小越好。为了得到教平滑的直流电压就必须进行滤

波，对于输出在几安一下的各种单相整流器来说，常在整流电路输出端并联一个一定电容量的滤波电容C ，即为容性负载。

半波整流电路的优点是结构简单，使用的元器件少。但缺点是输出的波形脉动大，直流成分比较低；变压器有半个周期不导电，利用率低；变压器电流含有直流成分，容易饱和。所以只能用在输出功率较小、负载要求不高的场合。

2.1.2单向全波整流电路

单向全波整流电路如图2-3所示。

变压器T 次级线圈具有中心抽头，即得到幅值相等而相位差C o 180的电压V21和V22。在未接滤波电容时，当变压器T 的次级线圈的交流电压上(1)正而下(2)负时，VD1受正向电压而导通，VD2受反向电压而截至。于是电流iD1通过VD1流过负载RL 。另半个周期，即上(1)负而下(2)正时，VD2受正向电压而导通，VD1受反向电压而截至。于是电流iD2通过VD2流过负载RL 。在一个周期内负载电流i0=iD1+iD2为单向脉动电流。负载电压为双半波，因此直流输出平均电压为单相半波整流电路的2倍，即V0＝0.9V2。

图2-3 单相全波整流电路

全波整流电路接入滤波电容C ，其充放电过程与半波整流相同，但由于V21和V22轮流通过VD1和VD2向电容C 充电，所以输出电压的脉动比半波整流时小。

2.1.3 桥式整流电路

桥式整流电路如图2-4所示。

工作原理简介如下：在V2的正半周内，VD1，VD4导通，VD2,VD3截至，在RL 上建立起上正下负的脉动电压，如果忽略二极管的管压降及变压器的内阻，则

V0=V2。而在V2的负办周，二极管VD2,VD3导通，VD1,VD4截至，在负载RL 上仍建立起上正下负的脉动电压，如果忽略二极管的管压降及变压器的内阻，则V0=V2。由此可以看出，正负办周都有电流流过负载电阻RL ，而且流过负载电阻的电流方向是一致的，因而输出电压的直流成分提高，脉动成分降低。

桥式整流电路的电压可作如下估算。整流元件仍认为是理想的，在纯电阻负载条件下，电压的顺时值为：

πωω20sin 22<<=

t t V V O (2-2)

负载直流电压平均值为 29.0V V O = (2-3)

图2-4 桥式整流电路

每个二极管截止时的反向电压相同，为V2的幅值。即：

22V Vd =

(3-4) 导通二极管的电流平均值为负载电流平均值的一半，最大值与负载电流最大值相

同。

综上，桥式整流电路的特点是：与半波整流电路相比，在V2,RL 相同的条件下，输出的直流电压提高了一倍；电流脉动程度减小；变压器正负半周都有对称电流流过，既得到充分利用，又不存在单向磁化的问题。所以它的应用较为广泛。但是需要4个整流二极管，线路稍复杂。

以上简单介绍了几种整流电路，根据其优缺点的判断，所以在我的设计中采用了桥式整流电路。一方面，能使电能得到充分利用，另一方面，由于有现成的整流桥集

成元件，设计起来也比较方便。

2.2 滤波电路

交流电经整流电路后可变为脉动直流电流，其中含有较大的交流分量，为了使设备能用上纯净的直流电，还必须用滤波电路滤除脉动电压中的交流成份。滤波电路一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联上电容器C ，或在负载中串联上电感器L ，或由电容，电感组合而成的各中复式滤波电路。

2.2.1 电容滤波电路

电容滤波就是在整流电路后面,用大量的电解电容与负载并联例如以桥式电路为例,整流滤波电路如图2-5所示:

并联在负载两端的电容器C 即起滤波作用。下面以有负载RL 和无负载RL 两种情况来分析滤波电路的工作原理。无负载，即RL 开路时，电路接通瞬间设电容C 上起始电压为零。电源接通后，通过整流管及变压器次级给C 充电，因导通的二极管及变压器次级电源内阻很小，所以充电时间常数很小，充电电流很大。只要合理选择元件参数，便不会发生过热或烧坏晶体管的现象。当V2达到最大值时，Vc 也基本上达到最大值。此后，

V2开始减小，导通的二极管由于V2的绝对值小于Vc ，处于反偏截至状态。此后，输出电压保持为Vc 而不变，22V Vc

。当V2的负半周到

来时，因Vc 不变，晶体管也不在导电。

图2-5电容滤波电路

当有负载RL 时，设RL 为定值，当电源接通且C 上还有近似峰值电压时，电压波形如图所示。在t 1~t 4间隔内，输入电压V2>Vc ，VD1,VD2导电，电容C 充电，Vc 随充电过程而上升，到t 2以后，V2按正弦规律下降，当Vc>V 2时，整流管VD1,VD2处于反向偏置，停止导通；已充电的电容开始对负载电阻R L 放电，即暂时代替电源向负载供电。电容C 的放电电压按指数曲线下降。在t 3瞬间，V 2上升到Vc ；t 3以后，－V2>Vc ，电容由放电转换为充电，VD3,VD4导通，构成电源向负载及电容供电的通路。t 4以后，－V 2

电容滤波器的特点如下： 1 加了滤波电容以后，输出电压的直流成分提高，脉动成分减小。这是利用电容的储能作用来实现的。当二极管导通时，电容充电将能量储存起来；二极管截至时，再把储存的能量释放给负载，一方面使输出电压波形比较平滑，同时也增加了输出电压的平均值。

2 电容滤波放电的时间常数（C R L τ＝）愈大，放电过程愈缓慢，输出电压愈高，同时脉动成分愈小，滤波效果愈好。当 C R L ∞时，（如负载开路），电容没有放电通路，故VL ＝2V2。当不加电容滤波时，桥式整流后负载上输出电压的平均值为VL ＝0.9V2。

3电容滤波电路的输出电压随输出电流的增大而减小。这是由于滤波电路的负载电阻RL 减小时，电容的放电过程加快，输出电流的平均值Io 增大，而输出电压的平均值VL 却减小了。通常把输出电压VL 和输出电流Io 之间的关系曲线称为电源的外特性。电路输出电压随电流的增大而下降的很快，这种外特性称之为软特性。所以电容滤波电路适合用于负载电流变化不大的场合。

4 电容滤波电路中，整流二极管的导通角小于180度，而且电容放电时间常熟越大，导通角越小。二极管在短暂的导电时间内，有很大的浪涌电流流过，这对管子的寿命不利。所以选用二极管时，应考虑它能承受最大冲击电流的情况。一般选管子时，要求它承受的正向电流的能力应大于平均输出电流的2~3倍。

电容滤波电路简单，制作方便。但是它的输出电流不宜太大，而且要求输出电压的脉动成分较小时，必须增加电容器的容量，因此电路的体积大也不经济。为此，RC-π型滤波电路在实际电路中经常使用。

RC-π型滤波电路如图2-6所示：

它实际上就是在电容滤波的基础上再加上1级RC 滤波电路构成的。采用这种滤

波电路可以进一步降低输出电压的脉动系数。但是，这种滤波电路的缺点是在R上有直流压降，因而必须提高变压器次级电压；因而整流管的冲击电流仍然比较大；同时，由于R产生压降，外特性比电容滤波更软。所以这种电路只适用于小电流的场合。

图2-6 RC-π型滤波电路

2.2.2电感滤波器

利用电感具有阻止电流变化的特点，在整流电路的负载回路中串联电感L，如图所示，即构成电感滤波电路。

2-7

图2-7 电感滤波电路

当整流后的脉动电流增大时，电感L将产生反电势－L(di/dt)，阻止电流增大；相反，当电流减小时，电感L将阻止电流减小，从而使负载电流脉动成分大大降低，达到滤波的目的。

由于电感交流电阻很大，而直流电阻很小，输出直流分量在电感上损失很小，所以它适用于负载电流比较大的场合，而且外特性较好，即负载电流变化时，输出直流电压变化较小，另外，电感滤波的二极管导通角不会减小，避免了浪涌电流的产生。

为了进一步改善滤波效果，可以采用LC滤波电路，它是在电感滤波电路的基础上，再在负载电阻RL上并联电容器C，如图2-8所示

图2-8 LC型滤波电路

不难看出，当L 值很小，或RL很大时，该电路和电容滤波电路很类似，呈现电容滤波的特点，为了保证整流二极管的导电角仍为180度，一般要求L值很大，对基波信号而言应满足RL<3Ω。

LC滤波电路中输出电压中的基波分量应由jωL和RL//(1/ωC)分压得到，所以输出电压的脉动成分比仅用电感滤波时更小；而负载电流变化时均能有良好的滤波效果，所以说他对负载的适应性比较强。

在大功率输出的电源稳压电路中，由于输出电流较大，为了减少功率损耗，一般不用电阻做滤波器件，经常使用的是LC元件构成的π型滤波电路。为了增大电感量，一般来说，L选用铁心电感，C选用电解电容，如图2.10所示：

图2-10 π型LC滤波电路

2.3 稳压电路

经过整流和滤波后的直流电压，会由于交流电网电压的波动以及负载电阻的变动而发生变化。在绝大多数情况下，这种输出电压的变化波动显得太大，仍需要进一步对其稳定，这就需要采用稳压电路。通常，完整的稳压电源电路包括有整流、滤波、和稳压电路。下面就稳压电路作一下介绍。

2.3.1 稳压电路的指标

衡量稳压器的性能有许多指标，例如额定输出电压、电流和电压调节范围等，这属于特性指标；稳压系数、等效内阻、纹波电压（即交流电压分量）等属于质量指标。自动化程度，用来说明维护人员离开时，例如，是否具有自动开机、停机性能，故障检测等。经济指标，主要有效率和功率因数等。下面简单介绍下质量指标。 1 稳压系数

当负载电流一定时，输出电压的相对变化量与输入电压的相对变化量之比称为稳压系数，即：

I

i O O U U U U //??=γ(L I =额定值) （2-5） 上式中，γ为稳压系数；O U 为稳压器的额定输出电压；i U 为稳压器额定输入电压；O U ?为输出电压的变化量；i U ?为输入电压的变化量；L I 为负载电流。 另外还有以γ的倒数S 为标准，称S ＝1/γ为稳定系数的。

2 等效电阻

O R 又称为动态电阻，是包括整流、滤波和稳压在内的等效电阻。当i U 保持不变时，输出电压增量O U ?与输出电流增量O I ?之比称为等效内阻：

O

O O I U R ??-=（i U ＝额定值） （2-6） 上式中，O R 为正值，由于电流增加（增量为正）时其两端电压受内阻影响要下降（增量为负），故上式中加了个“－”号，使得O R 为正值。通常稳压器在额定范围内使用时，O R 约在1.5Ω以下。

3 纹波电压

纹波电压就是叠加在输出直流电压上的交流电压分量，通常经滤波及稳压后，它的数值在几毫伏以内，以不影响电子设备工作为准。可用一个容量较大的电容器与交

流毫伏表串联进行测量，此电容是隔直流用的]。

2.3.2 稳压管基本应用电路

硅稳压管也称为齐纳二极管，其伏安特性如图所示。从伏安特性可以看到，当流过稳压管的电流在一个较大范围内变化时，稳压管两端的电压几乎不变。稳压管的这一特性将稳压管和负载并联，若能保证稳压管中的电流在一定范围内，则负载电压就能在一定程度上得到稳定，因此，稳压电路的关键就是限定稳压管中的电流。因为如果工作电流太小，则电压随电流的变化很大，达不到稳压的目的；但工作电流也不能太大，以免超过管子的额定功率，造成损坏。小功率稳压管的工作电流大致几毫安至几十毫安，大功率的稳压管可到几安培到十几安培。

图2-12是由稳压管构成的基本稳压电路：

图2-12 稳压管稳压电路

电路中，R 决定了向稳压管和负载输送电流的总量，起着限流和调压的作用，稳压管起着调节电流的作用。如负载L R 减小，要求更多的电流流过L R 时，通过稳压管的电流Z I 将随之减小，使R I 基本不变，以保证输出电压o V 基本不变。如果L R 不变，但输入电压i V 由于电网电压或元件参数改变而增加时，则R I 将增加，此时Z I 也随之

增加，保证O I 基本不变，即o V 基本不变。如果i V 和L R 都变化，则Z I 将综合二者的变化加以调整，只要Z I 的变化在它的允许的工作范围之内，就能保证起到较好的稳压作用。

其稳压过程简述如下：若i V 电压升高，而负载不变，则i V 电压降低，而负载不变，则而负载不变，则稳压过程与上诉相反。

若负载电阻L R 减小（负载电流O I 增大），而输入电压不变，则若负载电阻L R 增大，而数输入电压不变，则稳压过程与上诉相反。

基本稳压电路中限流电阻R 的选用非常重要，若R 选的太大，则供应电流不足，当O I 较大时，稳压管的电流将减小到临界值以下，失去稳压作用；若R 选的太小，则当L R 变到很大或开路时，R I 都流向稳压管，可能超过允许定额而造成损坏。为此，要合理需用R 。

设稳压管的稳定电压为Z V ，最大工作电流为max z I ，最小工作电流为min z I ；市电电压最高时的整流输出电压为ax V Im ，最低时为in V Im ；负载电流的最小值为min O I ，开路时为0，最大值为max O I 。要使稳压管能正常工作，必须满足下列条件。

1 当市电电压最高和负载电流为0，即负载开路时，Z I 应不超过允许最大值，既限流电阻R 的最小值应满足：

max

Im Z O ax I V V R -> （2-7） 2 当市电电压最低和负载电流最大时，应不低于允许最小值，即：

min

max Im z O O in I I V V R +-<

（2-8） 如上两式不能同时满足，则说明在给定条件下已超过稳压管的工作范围，需限制变化范围或选用较大功率的稳压管。

稳压管稳压电路具有线路简单，调试方便等优点，但输出电流受稳压管稳定电流的限制，而且输出电压又不能任意调节，稳压性能不高，只适用于输出电流小，负载变动不到和稳定性能要求不高的场合，或作为辅助稳压源。若负载经常变动，要求输出电压连续可调，稳定性能好，就要采用晶体管稳压源。

2.3.3 串联反馈型晶体管稳压电路

串联反馈型稳压电路比稳压管稳压电路要复杂的多，它是一个闭环反馈系统。所以必须具有执行元件和反馈支路。一般情况下，它包括调整管、取样电路、基准电压源及误差比较放大器等主要部分。调整管是闭环调节系统的执行机构，其余部分都是反馈控制支路所必需的，原理框图如图2-13所示。从框图上可以看出输入电压i U 经过调整元件调节之后，变成稳定的输出电压O U 。

图2-13 串联反馈型稳压电路框图

取样电路和基准电压相比较，并把比较后的误差信号送放大器，增强反馈控制效果，因为取样得来得是电压信号，所以这种电压源实际上是一个以电压为调节对象得自动调节系统，其调节模式如图2.14所示。图中，O K 为调节系统开环时的电压传递函数，也就是系统开环稳压系数；T K 为执行机构在系统闭环时的电压传递函数，也就是调整管电路的电压放大倍数；K 时误差放大器开环电压放大倍数；n 为取样电路的电压传递系数，也就是取样分压器的分压比。根据调节原理可知，该系统的调节函数为：

n

K K K T ??+=11

（2-9） 由此可知，无论输入电压波动还是负载变化对输出电压的影响，反馈系统是开环系统的1/（1+T K *K*n ）倍，更具体点说，就是反馈调整型稳压电源在电网电压调整率、负载调整率等主要技术性能方面，都是以硅稳压二极管稳压电源为代表的参数型稳压电源的（1+T K *K*n ）倍，这就是反馈调整型稳压电源比参数型稳压电源应用得更普