直流穩(wěn)壓電源技術(shù)串聯(lián)穩(wěn)壓電源doc

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1、 直流穩(wěn)壓電源技術(shù)——串聯(lián)穩(wěn)壓電源 第四章 串聯(lián)穩(wěn)壓電源 上一章我們談到并聯(lián)穩(wěn)壓電源有效率低、輸出電壓調(diào)節(jié)范圍小和穩(wěn)定度不高這三個(gè)缺點(diǎn)。而串聯(lián)穩(wěn)壓電源正好可以避免這些缺點(diǎn)，所以現(xiàn)在廣泛使用的一般都是串聯(lián)穩(wěn)壓電源。 一、簡(jiǎn)易串聯(lián)穩(wěn)壓電源 1、原理分析 圖4－1－1是簡(jiǎn)易串聯(lián)穩(wěn)壓電源，T1是調(diào)整管，D1是基準(zhǔn)電壓源，R1是限流電阻，R2是負(fù)載。由于T1基極電壓被D1固定在UD1，T1發(fā)射結(jié)電壓（UT1）BE在T1正常工作時(shí)基本是一個(gè)固定值（一般硅管為0.7V，鍺管為0.3V），所以輸出電壓UO＝UD1－（UT1）BE。當(dāng)輸出電壓遠(yuǎn)大于T1發(fā)射結(jié)電壓時(shí)，可以忽略（UT1）BE，則UO

2、≈UD1。 下面我們分析一下建議串聯(lián)穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓工作原理： 假設(shè)由于某種原因引起輸出電壓UO降低，即T1的發(fā)射極電壓（UT1）E降低，由于UD1保持不變，從而造成T1發(fā)射結(jié)電壓（UT1）BE上升，引起T1基極電流（IT1）B上升，從而造成T1發(fā)射極電流（IT1）E被放大β倍上升，由晶體管的負(fù)載特性可知，這時(shí)T1導(dǎo)通更加充分管壓降（UT1）CE將迅速減小，輸入電壓UI更多的加到負(fù)載上，UO得到快速回升。這個(gè)調(diào)整過(guò)程可以使用下面的變化關(guān)系圖表示： UO↓→（UT1）E↓→UD1恒定→（UT1）BE↑→（IT1）B↑→（IT1）E↑→（UT1）CE↓→UO↑ 當(dāng)輸出電壓上升時(shí)，整

3、個(gè)分析過(guò)程與上面過(guò)程的變化相反，這里我們就不再重復(fù)，只是簡(jiǎn)單的用下面的變化關(guān)系圖表示： UO↑→（UT1）E↑→UD1恒定→（UT1）BE↓→（IT1）B↓→（IT1）E↓→（UT1）CE↑→UO↓ 這里我們只分析了輸出電壓UO降低的穩(wěn)壓工作原理，其實(shí)輸入電壓UI降低等其他情況下的穩(wěn)壓工作原理都與此類似，最終都是反應(yīng)在輸出電壓UO降低上，因此工作原理大致相同。 從電路的工作原理可以看出，穩(wěn)壓的關(guān)鍵有兩點(diǎn)：一是穩(wěn)壓管D1的穩(wěn)壓值UD1要保持穩(wěn)定；二是調(diào)整管T1要工作在放大區(qū)且工作特性要好。 其實(shí)還可以用反饋的原理來(lái)說(shuō)明簡(jiǎn)易串聯(lián)穩(wěn)壓電源的工作原理。由于電路是一個(gè)射極輸出器，屬

4、于電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路，電路的輸出電壓為UO＝（UT1）E≈（UT1）B，由于（UT1）B保持穩(wěn)定，所以輸出電壓UO也保持穩(wěn)定。 簡(jiǎn)易串聯(lián)穩(wěn)壓電源由于使用固定的基準(zhǔn)電壓源D1，所以當(dāng)需要改變輸出電壓時(shí)只有更換穩(wěn)壓管D1，這樣調(diào)整輸出電壓非常不方便。另外由于直接通過(guò)輸出電壓UO的變化來(lái)調(diào)節(jié)T1的管壓降（UT1）CE，這樣控制作用較小，穩(wěn)壓效果還不夠理想。因此這種穩(wěn)壓電源僅僅適合一些比較簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)合。 2、電路實(shí)例 圖4－1－1是簡(jiǎn)易串聯(lián)穩(wěn)壓電源的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用電路，這個(gè)電路用在無(wú)錫市無(wú)線電五廠生產(chǎn)的“詠梅”牌771型8管臺(tái)式收音機(jī)上。其中T8、DZ、R18構(gòu)成簡(jiǎn)易穩(wěn)壓電路，B6、D4～D

5、7、C21組成整流濾波電路。由于T8發(fā)射結(jié)有0.7V壓降，為保證輸出電壓達(dá)到6V，應(yīng)選用穩(wěn)壓值為6.7V左右的穩(wěn)壓管。 二、串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源 由于簡(jiǎn)易串聯(lián)穩(wěn)壓電源輸出電壓受穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值得限制無(wú)法調(diào)節(jié)，當(dāng)需要改變輸出電壓時(shí)必須更換穩(wěn)壓管，造成電路的靈活性較差；同時(shí)由輸出電壓直接控制調(diào)整管的工作，造成電路的穩(wěn)壓效果也不夠理想。所以必須對(duì)簡(jiǎn)易穩(wěn)壓電源進(jìn)行改進(jìn)，增加一級(jí)放大電路，專門負(fù)責(zé)將輸出電壓的變化量放大后控制調(diào)整管的工作。由于整個(gè)控制過(guò)程是一個(gè)負(fù)反饋過(guò)程，所以這樣的穩(wěn)壓電源叫串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源。 1、原理分析 圖4－2－1是串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電路電路圖，其中T1是調(diào)整管，D

6、1和R2組成基準(zhǔn)電壓，T2為比較放大器，R3～R5組成取樣電路，R6是負(fù)載。其電路組成框圖見(jiàn)圖4－2－2。 假設(shè)由于某種原因引起輸出電壓UO降低時(shí)，通過(guò)R3～R5的取樣電路，引起T2基極電壓（UT2）O成比例下降，由于T2發(fā)射極電壓（UT2）E受穩(wěn)壓管D1的穩(wěn)壓值控制保持不變，所以T2發(fā)射結(jié)電壓（UT2）BE將減小，于是T2基極電流（IT2）B減小，T2發(fā)射極電流（IT2）E跟隨減小，T2管壓降（UT2）CE增加，導(dǎo)致其發(fā)射極電壓（UT2）C上升，即調(diào)整管T1基極電壓（UT1）B將上升，T1管壓降（UT1）CE減小，使輸入電壓UI更多的加到負(fù)載上，這樣輸出電壓UO就上升。這個(gè)調(diào)整過(guò)程可以使

7、用下面的變化關(guān)系圖表示： UO↓→（UT2）O↓→UD1恒定→（UT2）BE↓→（IT2）B↓→（IT2）E↓→（UT2）CE↑ →（UT2）C↑→（UT1）B↑→（UT1）CE↓→UO↑ 當(dāng)輸出電壓升高時(shí)整個(gè)變化過(guò)程與上面完全相反，這里就不再贅述，簡(jiǎn)單的用下圖表示： UO↑→（UT2）O↑→UD1恒定→（UT2）BE↑→（IT2）B↑→（IT2）E↑→（UT2）CE↓ →（UT2）C↓→（UT1）B↓→（UT1）CE↑→UO↓ 與簡(jiǎn)易串聯(lián)穩(wěn)壓電源相似，當(dāng)輸入電壓UI或者負(fù)載等其他情況發(fā)生時(shí)，都會(huì)引起輸出電壓UO的相應(yīng)變化，最終都可以用上面分析的過(guò)程說(shuō)明其工作原理。 在

8、串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源的整個(gè)穩(wěn)壓控制過(guò)程中，由于增加了比較放大電路T2，輸出電壓UO的變化經(jīng)過(guò)T2放大后再去控制調(diào)整管T1的基極，使電路的穩(wěn)壓性能得到增強(qiáng)。T2的β值越大，輸出的電壓穩(wěn)定性越好。 2、調(diào)節(jié)輸出電壓 前面我們還說(shuō)到R3～R5是取樣電路，由于取樣電路并聯(lián)在穩(wěn)壓電路的輸出端，而取樣電壓實(shí)際上是通過(guò)這三個(gè)電阻分壓后得到。在選取R3～R5的阻值時(shí)，可以通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)碾娮柚祦?lái)使流過(guò)分壓電阻的電流遠(yuǎn)大于流過(guò)T2基極的電流。也就是說(shuō)可以忽略T2基極電流的分流作用，這樣就可以用電阻分壓的計(jì)算方法來(lái)確定T2基極電壓（UT2）B。 當(dāng)R4滑動(dòng)到最上端時(shí)T2基極電壓（UT2）B為：

9、 此時(shí)輸出電壓為： 這時(shí)的輸出電壓是最小值。 當(dāng)R4滑動(dòng)到最下端時(shí)T2基極電壓（UT2）B為： 此時(shí)輸出電壓為： 這時(shí)的輸出電壓是最大值。 以上計(jì)算中，當(dāng)（UT2）BE<

10、三極管T2和一個(gè)大功率三極管T1連接而成。復(fù)合管就可以看作是一個(gè)放大倍數(shù)為βT1βT2，極性和T2一致，功率為（PT1）PCM的大功率管，而其驅(qū)動(dòng)電流只要求（IT2）B。 圖4－2－8是一個(gè)實(shí)用串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源電路圖。此電路采用圖4－2－7（a）中的復(fù)合管連接方法來(lái)增加輸出電流大小。另外還增加了一個(gè)電容C2，它的主要作用是防止產(chǎn)生自激振蕩，一旦發(fā)生自激振蕩可由C2將其旁路掉。 三、設(shè)計(jì)實(shí)例 這一節(jié)我們綜合運(yùn)用前面各章節(jié)的知識(shí)，根據(jù)給定條件實(shí)際設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，通過(guò)這個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例更好的掌握串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)。由于是業(yè)余條件下的設(shè)計(jì)，有些參數(shù)指標(biāo)并沒(méi)有過(guò)多考慮，有部

11、分參數(shù)以經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行估算。這樣可以避免涉及過(guò)深、過(guò)多的理論知識(shí)，對(duì)于業(yè)余條件下的應(yīng)用完全可以滿足。 1、電路指標(biāo) ①直流輸出電壓UO：6V～15V； ②最大輸出電流IO：500mA； ③電網(wǎng)電壓變化10％時(shí)，輸出電壓變化小于1％； 2、電路初選 圖4－3－1：直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)初選電路圖 由于橋式整流、電容濾波電路十分成熟，這里我們選擇橋式整流、電容濾波電路作為電源的整流、濾波部分。由于要求電源輸出電壓有一定的調(diào)整范圍，穩(wěn)壓電源部分選擇串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電路。同時(shí)由于對(duì)輸出電流要求比較大，調(diào)整管必須采用復(fù)合管。綜合這些因素可以初步確定電路的形式，參見(jiàn)圖4－2－9。

12、 3、變壓部分 這一部分主要計(jì)算變壓器B1次級(jí)輸出電壓（UB1）O和變壓器的功率PB1。 一般整流濾波電路有2V以上的電壓波動(dòng)（設(shè)為ΔUD）。調(diào)整管T1的管壓降（UT1）CE應(yīng)維持在3V以上，才能保證調(diào)整管T1工作在放大區(qū)。整流輸出電壓最大值為15V。根據(jù)第二章《常用整流濾波電路計(jì)算表》可知，橋式整流輸出電壓是變壓器次級(jí)電壓的1.2倍。 當(dāng)電網(wǎng)電壓下降－10％時(shí)，變壓器次級(jí)輸出的電壓應(yīng)能保證后續(xù)電路正常工作，那么變壓器B1次級(jí)輸出電壓（UB1）OMIN應(yīng)該是： （UB1）OMIN＝（ΔUD＋（UT1）CE＋（UO）MAX）1.2 （UB1）OMIN＝（2V＋3V＋15V）1

13、.2＝20V1.2＝16.67V 則變壓器B1次級(jí)額定電壓為： （UB1）O＝（UB1）OMIN0.9 （UB1）O＝16.67V0.9＝18.5V 當(dāng)電網(wǎng)電壓上升＋10％時(shí)，變壓器B1的輸出功率最大。這時(shí)穩(wěn)壓電源輸出的最大電流（IO）MAX為500mA。此時(shí)變壓器次級(jí)電壓（UB1）OMAX為： （UB1）OMAX＝（UB1）O1.1 （UB1）OMAX＝18.5V1.1＝20.35V 變壓器B1的設(shè)計(jì)功率為： PB1＝（UB1）OMAX（IO）MAX PB1＝20.35V500mA＝10.2VA 為保證變壓器留有一定的功率余量，確定變壓器B1的額定輸出電

14、壓為18.5V，額定功率為12VA。實(shí)際購(gòu)買零件時(shí)如果沒(méi)有輸出電壓為18.5V的變壓器可以選用輸出電壓為18V或以上的變壓器。當(dāng)選用較高輸出電壓的變壓器時(shí)，后面各部分電路的參數(shù)需要重新計(jì)算，以免由于電壓過(guò)高造成元件損壞。 4、整流部分 這一部分主要計(jì)算整流管的最大電流（ID1）MAX和耐壓（VD1）RM。由于四個(gè)整流管D1～D4參數(shù)相同，所以只需要計(jì)算D1的參數(shù)。 根據(jù)第二章《常用整流濾波電路計(jì)算表》可知，整流管D1的最大整流電流為： （ID1）MAX＝0.5IO （ID1）MAX＝0.5500mA＝0.25A 考慮到取樣和放大部分的電流，可選取最大電流（ID1）MAX為0.

15、3A。 整流管D1的耐壓（VD1）RM即當(dāng)市電上升10％時(shí)D1兩端的最大反向峰值電壓為： （VD1）RM≈1.414（UB1）OMAX＝1.4141.1（UB1）O≈1.555（UB1）O （VD1）RM≈1.55518.5V≈29V 得到這些參數(shù)后可以查閱有關(guān)整流二極管參數(shù)表，這里我們選擇額定電流1A，反向峰值電壓50V的IN4001作為整流二極管。 5、濾波部分 這里主要計(jì)算濾波電容的電容量C1和其耐壓VC1值。 根據(jù)根據(jù)第二章濾波電容選擇條件公式可知濾波電容的電容量為（3－5）0.5TR，一般系數(shù)取5，由于市電頻率是50Hz，所以T為0.02S，R為負(fù)載電阻。

16、當(dāng)最不利的情況下，即輸出電壓為15V，負(fù)載電流為500mA時(shí)： C1＝50.5T（UOIO） C1＝50.50.02S（15V0.5A）≈1666μF 當(dāng)市電上升10％時(shí)整流電路輸出的電壓值最大，此時(shí)濾波電容承受的最大電壓為： VC1＝（UB1）OMAX＝20.35V 實(shí)際上普通電容都是標(biāo)準(zhǔn)電容值，只能選取相近的容量，這里可以選擇2200μF的鋁質(zhì)電解電容。耐壓可選擇25V以上，一般為留有余量并保證長(zhǎng)期使用中的安全，可將濾波電容的耐壓值選大一點(diǎn)，這里選擇35V。 6、調(diào)整部分 調(diào)整部分主要是計(jì)算調(diào)整管T1和T2的集電極－發(fā)射極反向擊穿電壓（BVT1）CEO，最大允許集電極電

17、流（IT1）CM，最大允許集電極耗散功率（PT1）CM。 在最不利的情況下，市電上升10％，同時(shí)負(fù)載斷路，整流濾波后的出電壓全部加到調(diào)整管T1上，這時(shí)調(diào)整管T1的集電極－發(fā)射極反向擊穿電壓（BVT1）CEO為： （BVT1）CEO＝（UB1）OMAX＝20.35V 考慮到留有一定余量，可?。˙VT1）CEO為25V。 當(dāng)負(fù)載電流最大時(shí)最大允許集電極電流（IT1）CM為： （IT1）CM＝IO＝500mA 考慮到放大取樣電路需要消耗少量電流，同時(shí)留有一定余量，可?。↖T1）CM為600mA。 這樣大允許集電極耗散功率（PT1）CM為： （PT1）CM＝（（UB1

18、）OMAX－UOMIN）（IT1）CM （PT1）CM＝（20.35V-6V）600mA＝8.61W 考慮到留有一定余量，可?。≒T1）CM為10W。 查詢晶體管參數(shù)手冊(cè)后選擇3DD155A作為調(diào)整管T1。該管參數(shù)為：PCM＝20W，ICM＝1A，BVCEO≥50V，完全可以滿足要求。如果實(shí)在無(wú)法找到3DD155A也可以考慮用3DD15A代替，該管參數(shù)為：PCM＝50W，ICM＝5A，BVCEO≥60V。 選擇調(diào)整管T1時(shí)需要注意其放大倍數(shù)β≥40。 調(diào)整管T2各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算原則與T1類似，下面給出各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算過(guò)程。 （BVT2）CEO＝（BVT1）CEO＝（UB1）O

19、MAX＝20.35V 同樣考慮到留有一定余量，?。˙VT2）CEO為25V。 （IT2）CM＝（IT1）CMβT1 （IT2）CM＝600mA40＝15mA （PT2）CM＝（（UB1）OMAX－UOMIN）（IT2）CM （PT2）CM＝（20.35V－6V）15mA＝0.21525W 考慮到留有一定余量，可?。≒T2）CM為250mW。 查詢晶體管參數(shù)手冊(cè)后選擇3GD6D作為調(diào)整管T2。該管參數(shù)為：PCM＝500mW，ICM＝20mA，BVCEO≥30V，完全可以滿足要求。還可以采用9014作為調(diào)整管T2，該管參數(shù)為：PCM＝450mW，ICM＝100mA，BVCEO≥

20、45V，也可以滿足要求。 選擇調(diào)整管T2時(shí)需要注意其放大倍數(shù)β≥80。 則此時(shí)T2所需要的基極驅(qū)動(dòng)電流為： （IT2）MAX＝（IT2）CMβT1＝15mA80＝0.1875mA 7、基準(zhǔn)電源部分 基準(zhǔn)電源部分主要計(jì)算穩(wěn)壓管D5和限流電阻R2的參數(shù)。 穩(wěn)壓管D5的穩(wěn)壓值應(yīng)該小于最小輸出電壓UOMIN，但是也不能過(guò)小，否則會(huì)影響穩(wěn)定度。這里選擇穩(wěn)壓值為3V的2CW51，該型穩(wěn)壓管的最大工作電流為71mA，最大功耗為250mW。為保證穩(wěn)定度，穩(wěn)壓管的工作電流ID5應(yīng)該盡量選擇大一些。而其工作電流ID5＝（IT3）CE＋I(xiàn)R2，由于（IT3）CE在工作中是變化值，為保證穩(wěn)

21、定度取IR2＞＞（IT3）CE，則ID5≈IR2。 這里初步確定IR2MIN＝8mA，則R2為： R2＝（UOMIN－UD5）IR2MIN R2＝（6V－3V）8mA＝375Ω 實(shí)際選擇時(shí)可取R2為390Ω 當(dāng)輸出電壓UO最高時(shí)，IR2MAX為： IR2MAX＝UOMAXR2 IR2MAX＝15V390≈38.46mA 這時(shí)的電流IR2MAX小于穩(wěn)壓管D5的最大工作電流，可見(jiàn)選擇的穩(wěn)壓管能夠安全工作。 8、取樣部分 取樣部分主要計(jì)算取樣電阻R3、R4、R5的阻值。 由于取樣電路同時(shí)接入T3的基極，為避免T3基極電流IT3B對(duì)取樣電路分壓比產(chǎn)生影響，需要讓IT3

22、B＞＞IR3。另外為了保證穩(wěn)壓電源空載時(shí)調(diào)整管能夠工作在放大區(qū)，需要讓IR3大于調(diào)整管T1的最小工作電流（IT1）CEMIN。由于3DD155A最小工作電流（IT1）CEMIN為1mA，因此取IR3MIN＝10mA。則可得： R3＋R4＋R5＝UOMINIR3MIN R3＋R4＋R5＝6V10mA＝600Ω 當(dāng)輸出電壓UO＝6V時(shí)： UD5＋（UT3）BE＝（R4＋R5）（R3＋R4＋R5）UO （R4＋R5）＝（UD5＋（UT3）BE）（R3＋R4＋R5）UO （R4＋R5）＝（3V＋0.7V）600Ω6V＝370Ω 當(dāng)輸出電壓UO＝15V時(shí)： UD5＋（UT3）BE＝R

23、5（R3＋R4＋R5）UO R5＝（UD5＋（UT3）BE）（R3＋R4＋R5）UO R5＝（3V＋0.7V）600Ω15V＝148Ω 實(shí)際選擇時(shí)可取R5為150Ω。這樣R4為220Ω，R3為230Ω。但實(shí)際選擇時(shí)可取R3為220Ω。 9、放大部分 放大部分主要是計(jì)算限流電阻R1和比較放大管T3的參數(shù)。由于這部分電路的電流比較小，主要考慮T3的放大倍數(shù)β和集電極－發(fā)射極反向擊穿電壓（BVT1）CEO。 這里需要T3工作在放大區(qū)，可通過(guò)控制T3的集電極電流（IT3）C來(lái)達(dá)到。而（IT3）C是由限流電阻R1控制，并且有： IR1＝（IT3）C＋（IT2）B 一方面，

24、為保證T1能夠滿足負(fù)載電流的要求，要求滿足IR1＞（IT2）B；另一方面，為保證T3穩(wěn)定工作在放大區(qū)，以保證電源的穩(wěn)定度，其集電極電流（IT3）C不能太大。 這里可以選IR1為1mA，當(dāng)輸出電壓最小時(shí)，則R1為： R1＝（（UB1）O－UO－（UT1）BE－（UT2）BE）IR1 R1＝（15V－6V－0.7V－0.7V）1mA＝7.6KΩ 實(shí)際選擇時(shí)可取R1為7.5 KΩ。 當(dāng)輸出電壓最大時(shí)，IR1為： IR1＝（（UB1）O－UO－（UT1）BE－（UT2）BE）R1 IR1＝（15V－6V－0.7V－0.7V）7.5 KΩ≈1.013mA 可見(jiàn)當(dāng)輸出電壓最大時(shí)IR

25、1上升幅度僅1％，對(duì)T3工作點(diǎn)影響不大，可滿足要求。 由于放電電路的電流并不大，各項(xiàng)電壓也都小于調(diào)整電路，可以直接選用3GD6D或9014作為放大管T3。 10、其他元件 在T2的基極與地之間并聯(lián)有電容C2，此電容的作用是為防止發(fā)生自激振蕩影響電路工作的穩(wěn)定性，一般可取0.01μF/35V。在電源的輸出端并聯(lián)的電容C3是為提高輸出電壓的穩(wěn)定度，特別對(duì)于瞬時(shí)大電流可以起到較好的抑制作用，可選470μF/25V鋁電解電容。 10、總結(jié) 通過(guò)前面的計(jì)算，已經(jīng)得到了所有元件的參數(shù)?？梢詫⑦@些參數(shù)標(biāo)注到圖4－3－1中，這樣就得到完整的串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源電路圖，見(jiàn)圖4－3－2。這里計(jì)算的其

26、實(shí)都還只是初步的參數(shù)，實(shí)際組裝完畢后應(yīng)該仔細(xì)測(cè)量電源的各項(xiàng)指標(biāo)是否符合要求，各部分元件工作是否正常。如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況作出調(diào)整。根據(jù)調(diào)整的結(jié)果來(lái)修正原理圖中的電路參數(shù)，最終完成穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)。 四、串聯(lián)穩(wěn)壓電源的改進(jìn)措施 前面介紹的串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源只是一種基本的穩(wěn)壓電路，實(shí)際使用中的穩(wěn)壓電源可能會(huì)有各種各樣的特殊要求。有些要求更高的電壓穩(wěn)定度，有些要求更大的輸出電流能力，有些要求有短路保護(hù)。這樣就需要針對(duì)不同的要求對(duì)前面介紹的電路進(jìn)行改進(jìn)。下面就對(duì)串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源的各種改進(jìn)措施進(jìn)行介紹。 1、改善穩(wěn)定度 一般改善穩(wěn)定度的方法有：使用恒流源負(fù)載、增

27、加電壓放大部分的級(jí)數(shù)、采用輔助的穩(wěn)定電源、增加補(bǔ)償電路等方法。 使用恒流源負(fù)載 由于串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電路是通過(guò)輸出電壓的變化量，經(jīng)放大后來(lái)調(diào)節(jié)調(diào)整管的管壓降達(dá)到穩(wěn)壓的目的。當(dāng)放大倍數(shù)越高，電源的穩(wěn)定度就越高。對(duì)于三極管放大器，當(dāng)集電極電阻越大同時(shí)輸入電阻越小時(shí)，放大倍數(shù)就越大。但集電極電阻過(guò)大會(huì)造成集電極電流過(guò)小，會(huì)造成輸入電阻增大。為解決這個(gè)矛盾，可以使用恒流源負(fù)載代替集電極電阻。 圖4－4－1是一種使用三極管恒流源的穩(wěn)壓電路。圖中虛線框內(nèi)的T4、D2、R6、R7組成恒流源電路，作為T3發(fā)射極負(fù)載。 圖4－4－2是使用恒流二極管作為恒流源的穩(wěn)壓電路。恒流

28、二極管一種能在比較寬的電壓范圍內(nèi)提供恒定電流的半導(dǎo)體器件。由于具有直流等效電阻低、交流動(dòng)態(tài)阻抗高、穩(wěn)定系數(shù)小、直流電壓降可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)。因此可用于代替圖4－4－1中的三極管恒流源。 圖4－4－3是使用場(chǎng)效應(yīng)管作為恒流源的串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電路。由于結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管具有類似恒流二極管的特性，當(dāng)漏極D接到整流濾波后的電壓，柵極G與源極S連接后接到放大管T3的集電極時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管就成了放大管T3的集電極恒流源負(fù)載。 增加電壓放大部分的級(jí)數(shù) 由于當(dāng)放大電路的放大倍數(shù)越高時(shí)，電源的穩(wěn)定度就越高。一般單管放大電路的放大倍數(shù)有限，可以采用增加放大電路級(jí)數(shù)的方法來(lái)提高放大倍數(shù)，這樣也可以大大提高

29、電源的穩(wěn)定度。不過(guò)增加放大電路的級(jí)數(shù)后，電路更容易產(chǎn)生自激振蕩，在設(shè)計(jì)放大電路時(shí)需要采取手段避免電路產(chǎn)生自激。由于增加電壓放大級(jí)數(shù)不可避免的增加了電路的復(fù)雜程度，一般分離元件制作的穩(wěn)壓電源中較少使用此方法。 采用輔助的穩(wěn)定電源 在基本形式的串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電路中，放大管T3的集電極電路R1直接連接到經(jīng)整流濾波后的電壓上。由于這個(gè)電壓不是穩(wěn)定的電壓，當(dāng)其發(fā)生變化時(shí)，其變化量會(huì)加到調(diào)整管的基極，進(jìn)而影響輸出電壓穩(wěn)定度?？梢酝ㄟ^(guò)將R1接入到一個(gè)穩(wěn)定電壓的方法來(lái)避免這種影響。圖4－4－2中，D2、R6組成輔助穩(wěn)壓電源，負(fù)責(zé)向R1提供穩(wěn)定的電壓。這種形式的穩(wěn)壓電路通常用在大輸出電流的穩(wěn)壓電源中，可以顯著提高電源的穩(wěn)定度。 增加補(bǔ)償電路 由于串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電路是通過(guò)輸出電壓的變化量來(lái)控制穩(wěn)定度，那么可以直接使用輸入電壓的波動(dòng)或者負(fù)載電流的波動(dòng)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償控制，理想狀態(tài)下可以達(dá)到補(bǔ)償效果正好等于輸出電壓的變化量。但由于補(bǔ)償量的計(jì)算比較復(fù)雜，實(shí)際電路中受各種因素影響，補(bǔ)償效果也難以達(dá)到要求。一般較少采用此方法，多為針對(duì)特定電路采取的臨時(shí)措施。 （注：素材和資料部分來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，供參考。請(qǐng)預(yù)覽后才下載，期待你的好評(píng)與關(guān)注?。?