為了取得較高的直流電壓，常將直流電源串聯(lián)使用，這時總電動勢為各電源的電動勢之和，總內(nèi)阻也為各電源內(nèi)電阻之和。所謂電容降低交流阻抗，主要是針對高頻的交流阻抗，因為電源即便是閉環(huán)的，也有響應(yīng)速度的要求，對于負(fù)載電流的瞬間變化，響應(yīng)跟不上，就會導(dǎo)致電壓微小的波動。由于內(nèi)阻增大，一般只能用于所需電流強度較小的電路。為了取得較大的電流強度，可以將等電動勢的直流電源并聯(lián)使用，這時總電動勢即為單個電源的電動勢，總內(nèi)阻為各電源內(nèi)電阻的并聯(lián)值。

直流電源的類型很多，不同類型的直流電源中，非靜電力的性質(zhì)不同，能量轉(zhuǎn)換的過程也不同。例如用雷達(dá)跟蹤飛機(jī)，測得的飛機(jī)位置的數(shù)據(jù)中，含有測量誤差及其他隨機(jī)干擾，如何利用這些數(shù)據(jù)盡可能準(zhǔn)確地估計出飛機(jī)在每一時刻的位置、速度、加速度等，并預(yù)測飛機(jī)未來的位置，就是一個濾波與預(yù)測問題。在化學(xué)電池（例如干電池、蓄電池等）中，非靜電力是與離子的溶解和沉積過程相聯(lián)系的化學(xué)作用，化學(xué)電池放電時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和焦耳熱在溫差電源（例如金屬溫差電偶、半導(dǎo)體溫差電偶）中，非靜電力是與溫度差和電子的濃度差相聯(lián)系的擴(kuò)散作用，溫差電源向外電路提供功率時，熱能部分地轉(zhuǎn)化為電能。在直流發(fā)電機(jī)中，非靜電力是電磁感應(yīng)作用，直流發(fā)電機(jī)供電時，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能與焦耳熱。在光電池中，非靜電力是光生伏打效應(yīng)的作用，光電池供電時，光能轉(zhuǎn)化為電能和焦耳熱。

經(jīng)整流濾波后輸出的直流電壓，雖然平滑程度較好，但其穩(wěn)定性仍比較差。經(jīng)整流濾波后的直流電壓必須采取一定的穩(wěn)壓措施才能適合電子設(shè)備的需要。常用的直流穩(wěn)壓電路有并聯(lián)型和串聯(lián)型穩(wěn)壓電路兩種類型。

電路原理分析

什么是直流穩(wěn)壓電源？直流穩(wěn)壓電源的分類及兩種直流穩(wěn)壓電源設(shè)計

圖3-1-1是硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電源。其中D1是穩(wěn)壓二極管，R1是限流電阻，R2是負(fù)載?！ぽ^低，特別是輕負(fù)載時，電能幾乎全部消耗在限流電阻和調(diào)整管上。由于D1與R2是并聯(lián)，所以稱并聯(lián)穩(wěn)壓電路。此電路必須接在整流濾波電路之后，上端為正下端為負(fù)。由于穩(wěn)壓管D1反向?qū)〞r兩端的電壓總保持固定值，所以在一定條件下R2兩端的電壓值也能夠保持穩(wěn)定。

元件選擇

下面我們來看看已知負(fù)載電壓UR1和負(fù)載電流IR1時如何設(shè)計硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電源。

(1)初選穩(wěn)壓管D1

一般情況下，可以按照UD1=UR2和ID1≈(IR2)max來初步選定穩(wěn)壓管D1，如果負(fù)載有可能開路則應(yīng)選擇(ID1)max≈(2-3)(IR2)max，這是因為當(dāng)負(fù)載時所有電流全部都會流過D1，所以ID1應(yīng)該適當(dāng)選擇大一點。。

(2)選定輸入電壓

一般可選擇UI=(2-3)UR2

(3)選定限流電阻R1

R1=(UI-UR2)/(ID1 IR2)

交叉調(diào)整率帶來多路輸出電壓不能達(dá)到規(guī)定誤差范圍內(nèi)的問題

一個于交叉調(diào)整率相關(guān)的非常重要的特征就是非反饋繞組輸出的匝數(shù)。((UI)min-UR2)/(ID1 (IR2)max)R1>。具體來講，為了保正輸出電壓在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)，需要增加或減少他們的匝數(shù)或者是調(diào)節(jié)反饋反饋繞組的輸出。為了使所有的輸出在一定的誤差范圍內(nèi)，這必然會增加調(diào)試的時間。在許多情況下，往往需要增加額外的線性或開關(guān)穩(wěn)壓電路來解決由于交叉調(diào)整率帶來多路輸出電壓不能達(dá)到規(guī)定誤差范圍內(nèi)的問題。