隨著電力電子技術的迅速發展，直流電源應用非常廣泛，其好壞直接影響著電氣設備或控制系統的工作性能，目前，市場上各種直流電源的基本環節大致相同，都包括交流電源、交流變壓器(有時可以不用)、整流電路、濾波穩壓電路等。本文以三相交流電源供電的直流電源設計為例，介紹直流電源設計中一些問題的處理辦法。並就在實際應用中，多個直流穩壓電源串聯使用問題做了闡述。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/175181.htm2.直流穩壓電源的設計
2.1 整流變壓器的設計
三相整流變壓器的設計包括：一、二次繞組的聯結方式，二次側電壓的計算，一、二次側電流的計算，容量的計算與確定，結構形式的選擇等環節。其中一、二次繞組的聯結方式及二次側電壓的確定是我們重點分析的內容。本文以某一步進電機驅動器的3個直流電源設計為例進行詳細介紹，原理圖如圖1。
1、二次側電壓的確定
二次電壓不僅與負載電壓(即要設計的直流穩壓電源電壓)和整流電路有關，而且與穩壓器件有關。對於要求高的選橋式整流電路，用電容濾波穩壓和穩壓器穩壓，對於要求低的則可以不穩壓或用電容穩壓。如在圖1中，+7V低壓驅動，主要是用來鎖相，其電流小、電壓低，電壓波動對驅動電源的工作狀態影響不大，不用穩壓;+110V用以高壓驅動，斷續式供電且頻率很高，大的電流和電流變化率會產生很高過電壓，因此要用電解電容穩壓，電阻限流;+12V用於計算機和集成電路的電源，電流小、電壓低，但要求電壓穩定、紋波係數小，因此用電容和三端穩壓器兩級穩壓。對於不同的穩壓手段，二次電壓有著不同的確定方法，理論上這3個電壓的計算式相同，即U2=Ud/2.34 或UL=Ud/1.35，計算的3個二次電壓分別為：5.2V、81.5V和8.9V，但這樣計算的結果在實際中不和適，因此，有些量必須用工程估算式來確定，如三相不可逆整流系統一般用公式UL=(0.9～1.0)·Ud估算，如果直流側用電解電容濾波時、輸出平均值會升高，一般用公式UL=Ud/2½估算;如果直流側用電容和三端穩壓器穩壓，為了擴大穩壓範圍，Ud一般應升高3～6V，再用公式UL= (0.9～1.0)·Ud估算。這樣確定的3個二次電壓分別為：UL7=0.9×7=6.3V，UL110=110/2½=78V,UL12=16×0.9=14.4V。
2、一、二次例電流計算及容量確定
二次電流要根據負載電流的大小和整流電路來定，在圖1中採用三相橋式整流電路，用式I2=(2/3)½Id求出3個二次電流有效值分別為：3.26A、6.5A、1.63A，就得到3個二次電壓和電流。根據變壓器一、二次功率近似相等原則，可求得一次電流I1=1.45A，變壓器的容量為S=953VA，按1.5kVA選變壓器型號。
3、一、二次例繞組聯結方式的確定
三相交壓器繞組可以根據需要接成星形或Δ形。三相整流電路一般用於大功率(即負載功率在4kW以上)整流，變壓器通常接成Y/Δ、 Δ/Y 2種。Δ/Y接法可使電源線電流有2個階梯，更接近正弦波，諧波影響小，可控整流電路用得比較多;Y/Δ接法可以提供單相交流電源，減小二次繞組電流，一般用於大功率二極體整流電路;對於小功率三相變壓器有時也接成Y/Y型，雖然這種接法會給電網引入諧波.但畢竟其功率小，影響也較小。總之，選的時候既要考慮對電網的影響，又要儘量減小繞組電流，降低繞組絕緣等級。在圖1中，7V和12V電流比較小，電壓低，選星形接法;110V電流大，電壓不是太高，選Δ形接法，可大大降低繞組中電流，減小繞組線徑，延長使用壽命;一次繞組的線電壓雖然高(380V)，但變壓器容量只有2kW，一次電流為1.45A，所以選星形接法，可降低繞組的電壓和繞組的絕緣等。
2.2 整流電路設計
三相整流電路通常有三相半波整流電路和三相橋式整流電路，由於三相橋式整流電路輸出平均電壓高，電壓脈動小，品質因數高，因此多使用橋式整流電路。橋臂上二極體型號的選擇主要是由它的額定電壓和額定電流決定，額定電流和電壓則由負載平均電流和電壓決定，其計算式為：ID=(1/3)½·Id，ID(AV)= ID /1.57，UDn=(1～2) 2½·U2，由ID(AV)和UDn查二極體手冊就可確定整流管的型號。
2.3 濾波穩壓電路設計
1、濾波電路及器件選擇
整流濾波電路通常有電容、電感和RC等濾波電路。電感濾波是利用電感對脈動電流產生反電動勢，阻礙電流變化來實現的，電感越大，濾波效果越好。它一般用於負載電流大、對濾波要求不高的場臺。RC濾波電路是電阻和電容連接使用的濾波電路，由於電阻會降低一部分直流電壓，直流輸出電壓會減小，因此只適用於小電流電路。電容濾波是利用電容的充放電作用使整流輸出電壓變得平穩，而且電壓幅值升高，濾波效果好，適於各種整流電路。濾波電容的選擇主要是種類和容量、耐壓值的確定。常用的整流濾波電容有鋁電解、鉭電解、滌綸、獨石電容等。鋁電解電容漏電流大，耐壓和工作溫度(最高+70℃)較低，但容量大;鉭電解電容漏電流小，耐壓和工作溫度比鋁電解電容都高，一般用於要求較高的地方;滌綸電容絕緣電阻大，損耗小，工作溫度(最高+55℃)低，容量小，但耐壓高;獨石電容體積可以做得很小，耐壓也可以做得很高，化學性能和熱性能比較穩定，但容量小。一般當整流輸出電流大時，必須用電解電容濾波穩壓;輸出電流小時，用一般電容或電解電容濾波都可以，如果對直流輸出電壓有紋波係數要求或者為了防止高頻噪音，用電解電容和小容量無極性電容並聯使用效果較好：小容量電容可濾掉脈動直流中的高次諧波， 電解電容濾掉大幅值的低頻成分，穩壓範圍寬、效果好。整流濾波電路對電容器的容量和耐壓值要求不是太高，一般根據輸出電流大小估算電容器的容量，輸出電流大，容量就大;電流小，容量就小。但是，容量太大會降低輸出電壓值，太小則會導致電壓脈動大、不穩定。容量確定可參考表1，耐壓值一般取所接電路工作電壓的1.5～2倍。