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【摘 要】：当前传统的稳压电路已经不能满足更高精度、功能复杂的集成芯片，功能多、输出稳定、集成化程度高、输出可调节的稳压电路成为一种趋势。因此，亟需开发一种新的带开关带限流输出的稳压电路，以解决上述问题。本文通过研究稳压电路提出了一种带开关的稳压电路，以供参考。
【关键词】：带开关模式；稳压电路；电压
0引言
交流电网电压的不稳定和负载电流的变化会使整流电源得到输出电压和电流随之变动，这时候就需要稳压电路来对输出电压信号进行处理，使之保持稳定。带开关模式的稳压电路由调整管、滤波电路、比较器、比较放大器和基准源等部分构成，电路图如图1所示。
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这种方式称作脉冲宽度调制，能控制输出方波的宽度，从而改变输出电压值，
1.2 稳压器件
线性稳压器通常比由齐纳二极管和电阻器，晶体管等器件制成的等效稳压电路效率更高。最流行的线性和固定输出电压调节器类型为正输出电压系列和负输出电压系列。这两种类型的互补电压调节器产生精确稳定的电压输出，范围从大约5伏到大约24伏。稳压电路可以由单个齐纳二极管或三端线性串联稳压器组成，以产生所需的输出电压。线性稳压器的优势在于电源电路仅需要一个输入电容器，一个输出电容器和一些反馈电阻来设置输出电压。简单的射极跟随器稳压电路由单个NPN晶体管和直流偏置电压组成，以设置所需的输出电压。由于发射极跟随器电路具有统一的电压增益，因此向晶体管基极施加适当的偏置电压，因此可以从发射极端子获得稳定的输出。因为晶体管提供电流增益，所以如果使用达林顿晶体管装置，则输出负载电流将远高于基极电流，并且仍然更高。开关模式电源（SMPS）变得司空见惯，并且在大多数情况下已取代传统的线性AC-DC电源，以降低功耗，减少散热以及尺寸和重量。降压开关稳压器是一种类型的开关模式电源电路的被设计成有效地从一个更高的电压降低的直流电压到一个较低的一个，那就是它减去或“雄鹿”的电源电压，由此降低可用电压的输出端子而不改变极性。
在升压转换器电路中，当晶体管开关完全导通时，来自电源的电能VIN穿过电感器和晶体管开关并回到电源。结果，由于饱和晶体管开关有效地导致了输出短路，因此没有任何一个传递到输出。这会增加流经电感器的电流，因为电感器的内部路径较短，可以返回电源。同时，当二极管D1的阳极通过晶体管开关接地时，二极管D1变为反向偏置，电容器开始经过负载放电，输出端的电压电平保持相当恒定。当晶体管完全关闭时，输入电源现在通过串联的电感器和二极管连接到输出。随着电感器场的减小，积蓄的感应能量被VIN通过现在正向偏置的二极管推到输出端。
2 带开关的稳压电路示例
2.1 带开关的稳压电路介绍
本文介绍一种带开关带限流输出的稳压电路，人机交互模块与控制模块电性相连，电源模块与稳压模块电性相连，稳压模块与输出调节模块电性相连，控制模块与输出调节模块电性相连；电源模块借助稳压模块对输入电压进行稳压，人机交互模块把控制信号传给控制模块，控制模块适于根据控制信号控制输出调节模块对输入电压进行调节后，以输出至负载，带开关带限流输出的稳压电路的结构框图如图1所示，带开关带限流输出的稳压电路的控制框图如图2所示。该稳压电路与稳压模块包括：与电源模块电性相连的LC稳压电路；电源模块对LC稳压电路进行充放电，并通过LC稳压电路进行稳压后输出。该稳压电路与电源模块包括：直流输入电压源、与直流输入电压源电性相连的通断开关；通断开关适于控制电源模块的供断电。带开关带限流输出的稳压电路，电源模块还包括：与通断开关电性相连的继电器；控制模块适于控制继电器以启闭通断开关。电源模块包括：多路直流输入电压源、与多路直流输入电压源电性相连的选择电路；选择电路与控制模块电性相连；控制模块适于通过选择电路选择多路直流输入电压源中任一路直流输入电压源进行供电。带开关带限流输出的稳压电路，输出调节模块包括：升压电路、降压电路；控制模块适于导通升压电路，以对经稳压模块稳压后的输入电压进行升压后输出，或控制模块适于导通降压电路，以对经稳压模块稳压后的输入电压进行降压后输出。带开关带限流输出的稳压电路人机交互模块包括：与控制模块电性相连的按键模块；按键模块适于被触发以发出控制信号至控制模块。带开关带限流输出的稳压电路，人机交互模块还包括：显示屏，它适于显示电压数据。带开关带限流输出的稳压电路还包括：与控制模块电性相连的电压检测模块；电压检测模块与输出调节模块电性相连；电压检测模块适于检测输出调节模块实际输出电压数据，并将实际输出电压数据发送至控制模块。带开关带限流输出的稳压电路，电压检测模块包括：串接在输出调节模块输出端的检测电阻；检测电阻适于对输出调节模块的输出电压进行检测。
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图1 带开关带限流输出的稳压电路的结构框图
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图2 带开关带限流输出的稳压电路的控制框图
2.2 带开关的稳压电路优势
控制模块可以采用但不限于是STM32系列单片机。控制模块适于根据控制信号控制输出调节模块对经稳压模块稳压后的输入电压进行调节的方法为现有技术，本实施例并未对该方法作出改进。通过对稳压后的电压值进行调节，实现了电压可调的功能，并且提高了稳压电路的智能化、集成化程度，满足了集成化芯片高精度的要求。为了将输入电压进行稳压后输出，稳压模块包括：与电源模块电性相连的LC稳压电路；电源模块对LC稳压电路进行充放电，并通过LC稳压电路进行稳压后输出。稳压模块也可采用稳压管进行稳压。直流输入电压源可以采用但不限于是电压等级不同的蓄电池。电源模块还包括：与通断开关电性相连的继电器；控制模块适于控制继电器以启闭通断开关。人机交互模块包括：与控制模块电性相连的显示屏；显示屏适于显示电压数据。为了对实际输出电压数据进行检测便于电路维护，带开关带限流输出的稳压电路还包括：与控制模块电性相连的电压检测模块；电压检测模块与输出调节模块电性相连；电压检测模块适于检测输出调节模块实际输出电压数据，并将实际输出电压数据发送至控制模块。
3 结束语
稳压电路对于供电企业和人民用电十分重要，应该使用更多创新的模式使得电路更加安全可靠，带开关模式的稳压电路通过对稳压后的电压值进行调节，可以实现电压可调的功能，对于未来集成化的发展具有十分重要的意义。
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论文作者:谷海彤
论文发表刊物:《电力设备》2019年第23期
论文发表时间:2020/4/13
标签：电压论文; 电路论文; 模块论文; 晶体管论文; 电源模块论文; 电源论文; 电感器论文; 《电力设备》2019年第23期论文;