线性电源电路的结构特点与电路分析

线性电源电路俗称串联稳压电路，如下图，先将交流电通过变压器降压，经过整流电路，得到脉动直流后再经滤波得到纹波较小的直流电压，最后再由稳压电路输出较为稳定的直流电压。

典型线性电源电路的结构关系见下图。

该电路由降压变压器、桥式整流堆、滤波电容以及稳压晶体管等部件组成。

根据电路图中各主要部件的功能特点，可划分为交流输入电路单元、整流电路单元、滤波电路单元、稳压输出电路单元。

1、交流输入电路单元

该单元主要由变压器组成，变压器左侧是输入端，标识有220V字样，右侧是输出端，标识有8V字样，这说明：变压器左侧（初级绕组）接入220V电压，右侧（次级绕组）就可得到8V电压。也即该变压器可将220V交流电降压输出为8V交流电。

2、整流电路单元

主要由桥堆（桥式整流堆）VD1-VD4组成，该桥堆的上下两个引脚分别连接变压器输出端，左右引脚输出-10V电压。也即该桥堆可将交流8V电压整流输出为-10V直流电压。

3、滤波电路单元

主要由滤波电容C1组成，它将桥式整流堆输出的-10V脉动直流电压进行平滑滤波。

4、稳压输出电路单元

分为稳压电路和检测保护电路两部分。

稳压电路部分由VT1，VDZ和RL组成。输出检测和保护电路由VT2和偏置元件组成。

当稳压电路正常工作时，VT2发射极电位等于输出端电压，而基极电位由Ui经R2和R3分压获得，发射极电位低于基极电位，发射结反偏使VT2截止，保护不起作用，当负载短路时，VT2的发射极接地，发射结正偏，VT2导通，而且由于R2阻值小，一旦导通，很快进入饱和。其集-射极饱和电压下降为近似于0，使VT1的基-射间电压也近似于0，VT1截止，起到了保护调整管VT1的作用。并且由于VT1截止，对Ui无影响，因而也间接保护了整流电源。

在一些线性电源电路中，通常还会使用三端稳压器来代替稳压调整晶体管，下图即为使用三端稳压器的情况。

图中三端稳压器U1是+5V三端稳压器7805，该芯片可以将7-36V的输入电压稳定输出为5V。

开关电源电路的结构特点与电路分析

开关电源由交流输入滤波电路，桥式整流电路（或桥式整流堆）、开关振荡电路、开关变压器以及整流滤波和输出电流构成，见下图。

由于开关振荡电路产生的脉冲频率高，变压器和电解电容的体积能大大减小；并且采用开关脉冲的工作方式，可以大大提高电源效率。

下图是一种典型的开关电源电路。

由熔断器，互感滤波器，滤波电容，桥式整流堆，场效应管，开关震荡控制集成电路，开关变压器，光电耦合器，误差检测电路及取样电阻构成。

可将该电路划分为交流输入电路单元，整流滤波电路单元换，开关振荡器电路单元，次级输出电路单元。

1、交流输入电路单元

由熔断器F101,互感滤波器LF101，滤波电容CX101，CY101，C Y102等构成。主要功能是滤除交流电路中的噪声和脉冲干扰。220V交流电输入后，经熔断器和滤波电容后，送入互感滤波器后输出。

2、整流滤波电路单元

滤波后的220V交流电由桥堆BD101整流、滤波电容C101滤波后，变成约300V的直流电压，加到开关变压器T101的1脚，并为开关震荡集成电路提供直流偏压。

3、开关振荡电路单元

主要由开关场效应管Q101、开关震荡控制集成电路以及U101构成。

工作时，220V交流电压整流输出300V直流电压，经开关变压器T101初级绕组1、2脚加到开关晶体管Q101的漏极D。开关晶体管的源极S经R111接地，栅极G受开关振荡集成电路的U101的6脚控制。

300V直流电压为U101的1脚提供启动电压，使U101中的振荡器起振，U101再为开关晶体管Q101的栅极G提供振荡信号，于是开关管Q101开始振荡，使开关变压器T101的初级线圈中产生开关电流。开关变压器的次级绕组3、4脚产生感应电流，3脚的输出经整流、滤波后形成正反馈电压加到U101的7脚，从而维持振荡电路的工作，使开关电源进入正常的工作状态。

4、次级输出电路单元

该电路的次级输出电路分为两部分：一部分为+12V，+5V输出电路单元；另一部分为稳压控制电路单元。

+12V，+5V输出电路单元主要是由开关变压器T101的次级线圈，双二极管，滤波电容及电感元件组成。开关电源起振后，开关变压器T101的次级线圈输出开关脉冲信号，经整流滤波电路后输出+12V，+5V电压。

稳压控制电路单元主要由U101，光电耦合器PC201，误差检测电路U201（KIA431）及取样电阻R205，R211，R214，R210等组成。误差检测电路设在+5V输出电路中，以R205与R211的分压点作为取样点。当开关变压器次级+12V或+5V输出电压升高时，经取样电阻分压至U201的R端电位升高，U201的R端电位升高，U201的K端电压降低，使流经光电耦合器PC201内部发光二极管的电流增大，其发光亮度增强，光敏三极管导通程度增强，最终使其内部振荡电路降低输出驱动脉冲占空比，使开关管Q101的导通时间缩短，输出电压降低。如果输出电压降低则T101输出驱动脉冲占空比升高，这样使输出电压保持稳定。

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