直流稳压电源、DC/DC开关电源 文档

纯硬件 通过变压器把市电电压变成所需电压，然后经整流变成直流再供给仪器使用。其任务是将有效值一般为 220V ，频率为 50Hz 的交流输入电压转换成几伏至几十伏的直流输出电压，且要求直流输出电压平滑、稳定。实现这种转换大体需要采用变压、整流、滤波及稳压等四部分电路 直流稳压电源和DC/DC开关电源是电子设备中广泛使用的两种电源类型。它们的主要任务是将交流电源转换为稳定、平滑的直流电压，供各种电子元件和系统使用。 直流稳压电源主要包括四个主要部分：输入电压变换电路、整流、滤波以及稳压输出电路。输入电压变换电路通常通过电源变压器降低交流电压到适当的水平。整流电路则是通过二极管将交流电压转化为单向脉动的直流电压，分为半波整流、全波整流和桥式整流三种形式。 1. 半波整流电路仅在交流电压的正半周期内工作，通过一只二极管导通电流，因此输出电压脉动大，直流成分低，效率较低。 2. 全波整流电路利用中心抽头变压器，确保在交流电压的正负半周期都有电流流过负载，输出直流电压是半波整流的两倍，脉动情况有所改善，但变压器利用率不高。 3. 桥式整流电路则使用四只二极管形成电桥，无论交流电压的正负半周期都能导通电流，提高了效率，并且对变压器的要求相对较低。 滤波电路通常采用电容滤波，例如在负载电阻上并联电容器C，以减少脉动成分，保留直流成分，提供更稳定的输出电压。电容器在充电和放电过程中存储和释放能量，有助于平滑电压波动。 稳压输出电路确保输出电压不受输入电压或负载变化的影响，保持恒定。在实验中，Q1和Q2组成的达林顿射随电路，以及C1、D5、D6等组件协同工作，共同实现这个功能。当输入电压或负载发生变化时，这些组件会自动调整，以维持恒定的直流输出。 DC/DC开关电源与直流稳压电源不同，它通过高频开关技术改变电压，从而达到高效转换的目的。开关电源通常包括开关器件（如MOSFET）、储能元件（电感和电容）以及控制电路。它的优势在于体积小、效率高，适合于功率密度要求高的应用。 在预习过程中，应熟悉整流、滤波的基本原理，以及DC/DC直流电源的工作机制。在实验操作时，需要使用双踪示波器、低频晶体管毫伏表等工具来观察和分析整流、滤波后的波形，以深入理解这些电路的实际效果。通过这样的实验，可以加深对电力转换和稳压技术的理解，为未来在电子设计和故障排查中奠定坚实的基础。