直流线性电源的工作原理

　　假如有图1所示电路，输入电压Uin加在可变电阻R与负载电阻RL串联电路的两端，于是，通过改变R两端的压降即可实现稳压。如输入电压增加时，可增大可变电阻R的阻值，使输人电压的增加量全部降在它的两端，这样，输出电压即可维持不变；输入电压减少时，可减小R的阻值，使它两端的压降随输入电压的减少而减少，以维持输出电压不变；若输人电压不变，而负载电流变化，这时也可通过改变可变电阻R的阻值，使它两端的压降不变，即输出电压＝输入电压—可变电阻两端的压降。这种以调整元件（可变电阻）与负载串联的电源称为串联型稳压电源。

　　图1  利用可变电阻稳压

　　实际电源电路中，通常利用负反馈原理，以输出电压的变化量去控制晶体管集电极与发射极之间的电阻值，原理电路见图2。图2示出的是一种最简单的单管串联型晶体管稳压电源。调整元件为晶体管VT1。220V交流电压经变压器降压后，再经整流滤波电路转换成直流Uin，加在调整管与负载两端。R'1、R'2和R3（R3=R31＋R32）组成分压器，用来测量输出电压Uout的变化，VD为硅稳压管，产生基准电压，R4为其限流电阻。VT2组成的放大器起比较和放大的作用，Rc为其集电极电阻。VT2集电极的输出直接加到调整管VT1的基极，改变VT1的c、e极之间的电阻。

　　图2  串联型晶体管稳压电源原理电路图

　　假如因电网电压降低或负载电流加大，而使输出电压Uout降低，则通过R'1，R'2和R3组成的分压器使VT2的基极电压下降。由于VT2的发射极接在稳压管VD上，此点电位基本不变，所以，VT2的Ube2减小，集电极电流Ic2减小，因而Uc2增加。Uc2增加导致Ib1、Ic1增加，VT1管的c、e之间的电阻减小，从而使输出电压恢复到原来的数值附近。放大倍数愈大，输出电压的变化就愈小。

　　当输出电压升高时，通过负反馈作用，同样能使它下降，以维持输出电压基本不变。

　　改变取样电路的分压比，则可调节输出电压。输出电压Uout的近似表达式为

　　实际的稳压电源中，调整管常由若干个晶体管复合而成，以扩大输出电流；为了减小放大器的温度漂移和提高它的放大倍数，常采用两级差动式放大电路。为了消除输人电压不稳对放大器和输出电压的影响，稳压电源中常增加一组辅助电源，将它与输出电压串联后，向放大器供电。精密电源中，为了降低漂移和噪声，在电路设计、元器件选择和制作工艺上还将采取一系列措施。例如，在电网与电源变压器之间加低通滤波器；将差分管放在恒温槽中；取样电路采取抑噪措施；直流电路对地浮置等。