LM317可调稳压直流电源电路工作原理

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直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下：

图1 直流稳压电源的原理框图和波形变换图

1、降压部分

电源变压器是降压变压器，它的作用是将220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。变压器的变比由变压器的副边按比例确定，变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n，式中n是变压器的效率。

2、整流部分

该设计采用单相桥式整流电路。其由四只二极管组成，其构成原则就是保证在变压器副边电压u的整个周期内，负载上的电压和电流方向始终不变。为达到这一目的，需要在Uz的正、负半周内正确引导流向负载的电流，使其方向不变，设变压器副边两端分别为a和b，则a为“+”b为“一”时应有电流流出a点，a为“一”b为“+”时应有电流流入a点；相反，a为“+”b为“一”时应有电流流入b点，因而a和b点均应接两只二极管，以引导电流，具体电路原理如图2所示。

图2 单相桥式整流电路

如果桥式整流电路变压器副边中点接地，就应将两个负载电阻相连接且连接中点接地。根据桥式整流电路的工作原理，当a点为“+”b点为“一”时，Dl、D3导通，D2、D4截止，U01=U2，U02=一U2；而当b点为“+”a点为“一”时，D2、D4导通，D1、D3截止，U01=一U2，U02=U2，这样两个负载上就分别获得正、负电压。

若设变压器副边电压u2=U2sinwt，U2为其有效值。当u2为正半周时，电流由a点流出，经Dl、RL、D3流入b点，因而负载电阻RL上的电压等于变压器副边电压，即uo=u2，D2和D4管承受的反向电压为一u2。当u2为负半周时，电流由b点流出，经D2、RL、D4流入a点，负载电阻RL上的电压等于一u2，即uo=一u2，D1、D3承受的反向电压为u2。这样，由于D1、D3和D2、D4两对二极管交替导通，致使负载电阻RL上在u2的整个周期内都有电流通过，而且方向不变，则输出电压uo=| U2sinwt|。

3、滤波电路

经过整流后的直流电幅值变化很大，会影响电路的工作性能。可利用电容的“通交流，隔直流”的特性，在电路中并人两个并联电容作为电容滤波器，滤去其中的交流成分。

电容滤波电路是最常见也是最简单的滤波电路，在整流电路的输出端(即负载电阻两端)并联一个电容即构成电容滤波电路。滤波电容容量较大，因此一般均采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正负极。电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。如果将两个滤波电容相连接，且连接点接地，就可同时得到输出电压平滑的正负电源。

在理想情况下，变压器副边无损耗，二极管导通电压为零，所以电容两端电压相等。而当其上升到峰值后开始下降，电容便通过负载电阻放电，其电压也开始下降，趋势与电容两端电压基本相同。但是由于电容按指数规律放电，所以当其下降到一定数值后，电容将继续通过负载放电，电容两端电压按指数规律缓慢下降。