直流穩(wěn)壓電源電路

1、直流穩(wěn)壓電源電路普通由、整流器和穩(wěn)壓器三大部分組成，5一21所示。變壓器把市電溝通變?yōu)樗枰牡蛪簻贤姟Ｕ髌靼褱贤娮優(yōu)橹绷麟?。?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。一、穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)及對(duì)穩(wěn)壓電源的要求穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)可以分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是特性指標(biāo)，如輸出電壓、輸出電濾及電壓調(diào)整范圍；另一類(lèi)是質(zhì)量指標(biāo)，反映一個(gè)穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣，包括穩(wěn)定度、等效內(nèi)阻（輸出）、紋波電壓及溫度系數(shù)等。對(duì)穩(wěn)壓電源的性能，主要有以下四個(gè)萬(wàn)面的要求：1穩(wěn)定性好當(dāng)輸入電壓usr（整流、濾波的輸出電壓）在規(guī)定范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，輸出電壓usc 的變幻應(yīng)當(dāng)很小普通要求 。因?yàn)檩斎腚妷鹤兓枚疠敵鲭妷鹤?/p>

2、幻的程度，稱(chēng)為穩(wěn)定度指標(biāo)，常用穩(wěn)壓系數(shù)s 來(lái)表示：s的大小，反映一個(gè)穩(wěn)壓電源克服輸入電壓變幻的能力。在同樣的輸入電壓變幻條件下，s越小，輸出電壓的變幻越小，電源的穩(wěn)定度越高。通常s約為。2.輸出電阻小負(fù)載變幻時(shí)（從空載到滿(mǎn)載），輸出電壓usc ，應(yīng)基本保持不變。穩(wěn)壓電源這方面的性能可用輸出電阻表征。輸出電阻（又叫等效內(nèi)阻）用rn 表示，它等于輸出電壓變幻量和負(fù)載變幻量之比。rn 反映負(fù)載變動(dòng)時(shí)，輸出電壓維持恒定的能力，rn 越小，則ifz變幻時(shí)輸出電壓的變幻也越小。性能優(yōu)良的穩(wěn)壓電源，輸出電阻可小到1歐，甚至001歐。3.電壓溫度系數(shù)小當(dāng)環(huán)境溫度變幻時(shí)，會(huì)引起輸出電壓的漂移。良好的穩(wěn)壓電源，應(yīng)

3、在環(huán)境溫度變幻時(shí)，有效地抑制輸出電壓的漂移，保持輸出電壓穩(wěn)定，輸出電壓的漂移用溫度系數(shù)kt來(lái)表示.4.輸出電壓紋波小所謂紋波電壓，是指輸出電壓中50赫或100赫的溝通重量，通常用有效值或峰值表示。經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓作用，可以使整流濾波后的紋波電壓大大降低，降低的倍數(shù)反比于穩(wěn)壓系數(shù)s 。上節(jié)介紹的串聯(lián)型穩(wěn)壓，用做一種容易的穩(wěn)壓電源，可以滿(mǎn)足普通興趣者的需要。但是，這種電源還有許多“天生的”缺陷，要提高對(duì)性能的要求，就必需再做一些改進(jìn)。從以下四個(gè)右面向它的性能加以充實(shí)，便可做成一臺(tái)有有用價(jià)值的穩(wěn)壓電源了。這就是：增強(qiáng)放大環(huán)節(jié)，提高穩(wěn)定性，使輸出電壓可調(diào)；用復(fù)合管做調(diào)節(jié)管，使輸出電流增大；增強(qiáng)庇護(hù)電路，使電源

4、工作平安牢靠。二、帶有放大環(huán)節(jié)的穩(wěn)壓電源輸出電壓的變幻量usc 是很微弱的，它對(duì)調(diào)節(jié)管的控制作用也很弱，因此穩(wěn)壓效果不夠好，帶有放大環(huán)節(jié)的穩(wěn)壓電源，就是在電路中增強(qiáng)一個(gè)直流，把微弱的輸出電壓變幻量先加以放大,再去控制調(diào)節(jié)管，從而提高對(duì)調(diào)節(jié)管的控制作用，使穩(wěn)壓電源的穩(wěn)定性能得到充實(shí)。圖5-22 是帶有放大環(huán)節(jié)的穩(wěn)壓電源電路。圖中，bg1 是調(diào)節(jié)管，bg2 是比較放大管。輸出電田變幻量usc 的一部分與基準(zhǔn)電壓uw 比較，并經(jīng)bg2 放大后進(jìn)到了bg1 的基極。rc 是bg2 的集電極電阻，又是bg1 的上偏置電阻。r1、r2是bg2 的上、下偏置電阻，組成分壓電路，把usc 的一部分作為輸出電壓

5、的取樣，送給bg2 的基極，因此又叫取樣電路 r2 上的電壓ub2：叫取樣電壓。dw和r3組，成穩(wěn)壓電路，提供基準(zhǔn)電壓。從電路路中可以看出，當(dāng)輸出電壓usc 下降的時(shí)候，通過(guò)r1 、r2組成的分壓電路的作用，bg2 的基極電位ub2也下降了。因?yàn)榛鶞?zhǔn)電壓uw 使bg2 的放射極電位保持不變，ubc2 ：ub2，一uw隨之減小。于是bg2 集電極電流ic：減小，uc2增高，即bg1 的基極電位ub1增高，使icl增強(qiáng)，管壓降uce1減小，從而導(dǎo)致輸出電壓usc 保持基本穩(wěn)定。bg2 的放大倍數(shù)越大，調(diào)節(jié)作用就越強(qiáng)，輸出電壓就越穩(wěn)定。假如輸出電壓usc 增高時(shí)，同樣道理，又會(huì)通過(guò)反饋?zhàn)饔檬箄sc

6、減小，保持輸出電壓基本不變。下面談?wù)劯髟倪x取原則。前面已經(jīng)提到，rc是放大級(jí)的負(fù)載電阻，又相當(dāng)于調(diào)節(jié)管的偏置電阻。rc大，放大倍數(shù)大，有利于提高穩(wěn)壓器指標(biāo)，但rc過(guò)大會(huì)使bg2 和調(diào)節(jié)管電流太小，限制了負(fù)載電流和調(diào)節(jié)范圍。通常rc按照下列公式選取：usrmin為整流輸出的最小電壓。ic2可取13毫安。穩(wěn)壓管dw的穩(wěn)定電壓uw，挑選范圍比較寬，只要不使bg2 飽和（即uw比usc 低2伏以下）均可。uw取得大，取樣電壓可大些，有利于提高穩(wěn)壓性能。限流電阻r3通過(guò)的電流i3，應(yīng)當(dāng)?shù)扔赿w的穩(wěn)定電流，那應(yīng)滿(mǎn)足下述關(guān)系：輸入電壓usr 應(yīng)大于輸出電壓usc 38伏。usr 過(guò)小，調(diào)節(jié)管簡(jiǎn)單飽和而起

7、不到調(diào)節(jié)作用；usr 過(guò)大，則增強(qiáng)管子耗損，并鋪張功率。整流紋波小的，usr 可取低些；紋波大的，usr 應(yīng)取高些。調(diào)節(jié)管bg1 的值要盡量大，為此可以用法復(fù)倉(cāng)管。調(diào)節(jié)管的功耗也要足夠大，應(yīng)滿(mǎn)足下式要求：usrmax 為電網(wǎng)電壓最高時(shí)的整流輸出電壓。放大管bg2也要選用值大的管子，以增加對(duì)調(diào)節(jié)管的控制作用，使輸出的更穩(wěn)定。在usc較大的穩(wěn)壓電路中，還應(yīng)注重bg2所能承受的反向電壓，應(yīng)選取的晶體管。分壓電阻（r1r2）要適當(dāng)小些，以提高電路性能。通常取流過(guò)分壓電阻的電流大于放大管基極電流的5-10倍。分壓比打算于輸出電壓usc 和參考電壓uw，由下式打算：普通可先選定r1 或r2，再通過(guò)計(jì)算調(diào)節(jié)

8、另外一只電阻器，分壓比要選得大些，普通選0508。三、輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電源從上面電路可以看到，輸出電壓與基準(zhǔn)電壓之間的關(guān)系，是由分壓電路來(lái)“調(diào)配”的。在基準(zhǔn)電壓一定的狀況下，轉(zhuǎn)變分壓比，就可以在一定范圍里轉(zhuǎn)變輸出電壓。在r1與r2之間加接一個(gè)電位器w（見(jiàn)圖5-23），便可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓在一定范圍內(nèi)延續(xù)可調(diào)。四、用復(fù)合管做調(diào)節(jié)管的穩(wěn)壓電源在穩(wěn)壓電源中，負(fù)載電流ifz 要流過(guò)調(diào)節(jié)管，輸出大電流的電源必需用法大功率的調(diào)節(jié)管，這就要求有足夠大的電流供應(yīng)調(diào)節(jié)管的基極，而比較放大電路供不出所需要的大電流，另一方面，調(diào)節(jié)管需要有較高的電流放大倍數(shù)，才干有效地提高穩(wěn)壓性能，但是大功率管普通電流放大倍數(shù)都不高

9、。解決這些沖突的方法，是給原有的調(diào)節(jié)管再配上一個(gè)或幾個(gè)“助手”，組成復(fù)合管。用復(fù)合管做調(diào)節(jié)管的穩(wěn)壓電源電路5一24所示。用復(fù)合管做調(diào)節(jié)管時(shí)，bg2的反向電流iceo2將被放大，尤其是采納大功率鍺管時(shí)，反向截止電流icbo比較大，并隨溫度增高按指數(shù)增強(qiáng)，很簡(jiǎn)單造成高溫空載時(shí)穩(wěn)壓電源的失控，使輸出電壓usc增大。誤差信號(hào)usc 經(jīng)放大加到bg2 的級(jí)基極來(lái)削減ic人，可能迫使bg2 截止。為了使調(diào)節(jié)管在不同溫度下都工作在放大區(qū)，常在bg1 的基極加電阻（r7）接到電源的正極（5一24）或負(fù)極。在溫度或負(fù)載變幻不大或全用硅管時(shí)，可不加這個(gè)電阻。r7的數(shù)值，可近似由下式打算：五、帶有庇護(hù)電路的穩(wěn)壓電源

10、在穩(wěn)壓電路中，要實(shí)行短路庇護(hù)措施，才干保證平安牢靠地工作。一般保險(xiǎn)絲熔斷較慢，用加保險(xiǎn)絲的方法達(dá)不到庇護(hù)作用，而必需加裝庇護(hù)電路。庇護(hù)電路的作用是庇護(hù)碉整管在電路短路、電流增大時(shí)不被燒毀。其基本辦法是，當(dāng)輸出電流超過(guò)某全都值時(shí)，使調(diào)節(jié)管處于反向偏置狀態(tài)，從而截止，自動(dòng)切斷電路電流。庇護(hù)電路的形式無(wú)數(shù)。圖525是庇護(hù)電路，由二極管d和檢圖525 二極管庇護(hù)電路測(cè)電阻r0組成。正常工作時(shí)，雖然二極管兩端的電壓上低下場(chǎng)，但二極管仍處于反向截止?fàn)顟B(tài)。負(fù)載電流增大到一定數(shù)值時(shí)，電阻ro上的壓陷roie 加大，使二極管導(dǎo)通。因?yàn)閡dube1ro ie,而二極管的導(dǎo)通電壓ud是一定的，則ube1被迫減小，從而使ie限制到一定值，達(dá)到庇護(hù)調(diào)節(jié)管的目的。在用法時(shí)，二極管要選用ud 值大的。圖526是庇護(hù)電路。由三極管bg2 和分壓電阻r4、r5組成。電路正常工作時(shí)，通過(guò)r4與r5的壓作用，使