小孫按照張老師的囑咐，在家里對(duì)直流穩(wěn)壓電源進(jìn)行了復(fù)習(xí)。所以，又到張老師家去時(shí)，就主動(dòng)地向張老師講述自己對(duì)穩(wěn)壓電源的了解，以便求得張老師的指正。他首先拿出了如圖7－4（a）所示的穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路。然后說(shuō)：
  
最簡(jiǎn)單的直流穩(wěn)壓電路莫過(guò)于由穩(wěn)壓管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路了。
  

 
       穩(wěn)壓管VS實(shí)際上是二極管處于反向擊穿狀態(tài)的特殊應(yīng)用，其電流－電壓特性如圖7－4（b）所示。特點(diǎn)是，電壓只有很微小的變化ΔU_D，可導(dǎo)致電流從I_VS1上升至I_VS2，變化幅度很大。

    穩(wěn)壓電路的最終目的，便是保持輸出電壓U_D2的穩(wěn)定。導(dǎo)致U_D2發(fā)生變化的原因有兩個(gè)方面：一是電源電壓變化；二是負(fù)載電阻變化。分別說(shuō)明如下：

     （1）電源側(cè)電壓變化

      以電壓升高為例，當(dāng)輸入電壓U_{D1升高，引起輸出電壓}U_D2也升高時(shí)，穩(wěn)壓管吸收的電流I_VS迅速增大，使流過(guò)電阻R_S的電流I_S增大，R_S上的壓降ΔU增加，從而阻止了U_D2的升高，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓。

      （2）負(fù)載側(cè)電阻變化

     以負(fù)載電阻R_L減小為例，當(dāng)R_L減小時(shí)，電流I_L和I_S都增大，壓降U_S也增大，導(dǎo)致輸出電壓U_D2下降，穩(wěn)壓管吸收的電流I_VS迅速減小，使流過(guò)電阻R_S的電流I_S減小，R_S上的壓降ΔU也減小，阻止了U_D2的下降，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓。”

      小孫說(shuō)完，抬頭望了望張老師，意思是，有沒(méi)有需要補(bǔ)充的？張老師點(diǎn)了點(diǎn)頭，但卻說(shuō)：“這里，需要補(bǔ)充兩件事情：

      第一件，你方才的解釋?zhuān)�著眼于得到穩(wěn)定的直流電源，說(shuō)得很好，但它還有另外的用途。”

      “穩(wěn)壓管只能起穩(wěn)壓作用，還能有什么用途呢？”小孫感到新奇。

      “從你方才的說(shuō)明中，可以看出，當(dāng)電壓U_D2發(fā)生變化時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的電流將發(fā)生顯著的變化。因此，當(dāng)需要控制某處的電壓時(shí)，把被控制的電壓作為輸入信號(hào)，而把穩(wěn)壓管電路內(nèi)的電流作為輸出信號(hào)，則該穩(wěn)壓管將是一個(gè)十分靈敏的捕捉電壓變化的器件。后面我們將看到，在變頻器里，常有這樣的用法。

      第二件，有一種集成穩(wěn)壓器件，其特點(diǎn)如圖7－5（a）中之PC所示，它有三個(gè)接線端：正極K、負(fù)極A和控制極C。

 

      當(dāng)通過(guò)電位器改變C極的電位u_C時(shí)， K、A間輸出的穩(wěn)定電壓可以在（2.5～36）V之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，如圖7－5（b）所示。當(dāng)電位器的滑動(dòng)端滑動(dòng)到最上端，使C極和K極等電位時(shí)，輸出電壓穩(wěn)定在2.5V。降低C極電位，將使輸出電壓升高。

      如果輸入電壓U_D1不變，則：

       u_C↓→I_PC↓→I_S↓

      →ΔU↓→U_D2↑

      可見(jiàn)，改變C極電位u_C的大小，也就改變了穩(wěn)壓管吸收電流I_S的大小。u_C越低， I_S越小。這個(gè)特點(diǎn)，變頻器中也是常用的。我補(bǔ)充完了，你接著說(shuō)吧。”

      線性穩(wěn)壓電源和三端集成穩(wěn)壓器

      小孫又拿出了圖7－6，然后說(shuō)：“圖（a）所示，是晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓電源的電路，其原理是：

直流電壓U_D1通過(guò)晶體管VT調(diào)整后得到穩(wěn)定的輸出電壓U_D2。其穩(wěn)壓過(guò)程是：

       當(dāng)輸出電壓U_D2減小時(shí)，運(yùn)算放大器A的反相端電位下降，輸出電位上升，晶體管VT的基極電流I_B增加，VT的管壓降減小，使輸出電壓U_D2得以穩(wěn)定。

      圖（b）所示，是三端集成穩(wěn)壓器的電路，它的使用方法比較簡(jiǎn)單，穩(wěn)壓效果也較好。”

      “說(shuō)得很好，下面，我們就言歸正傳，看看開(kāi)關(guān)電源是怎么回事。”

      開(kāi)關(guān)電源的原理與優(yōu)點(diǎn)

      張老師拿出了圖7－7，然后說(shuō)：“把線性穩(wěn)壓電源里的晶體管VT從放大狀態(tài)改變成開(kāi)關(guān)狀態(tài)，由一個(gè)脈寬調(diào)制（PWM）電路進(jìn)行控制。脈沖的頻率可以從10kHz到100kHz，甚至更高。要改變其輸出電壓，不是靠改變VT的管壓降來(lái)得到，而是使VT處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，由脈沖系列控制VT的導(dǎo)通和截止，并且靠改變脈沖的占空比D來(lái)調(diào)節(jié)其輸出電壓，如圖7－7（a）的所示：

 

當(dāng)輸出電壓偏低時(shí)，加大占空比；而當(dāng)輸出電壓偏高時(shí)，則減小占空比。