您的位置 首页 硬件

直流稳压电源技能—串联稳压电源

一、简易串联稳压电源1、原理分析图4-1-1是简易串联稳压电源,T1是调整管,D1是基准电压源,R1是限流电阻,R2是负载。由于T1基极电压被D1固定在UD1,T1发射结电压(UT1)BE在T1正常工

一、简易串联稳压电源

1、原理剖析

图4-1-1是简易串联稳压电源,T1是调整管,D1是基准电压源,R1是限流电阻,R2是负载。因为T1基极电压被D1固定在UD1,T1发射结电压(UT1)BE在T1正常作业时基本是一个固定值(一般硅管为0.7V,锗管为0.3V),所以输出电压UO=UD1-(UT1)BE。当输出电压远大于T1发射结电压时,能够疏忽(UT1)BE,则UO≈UD1。

图4-1-1:简易串联稳压电源电路图

下面咱们剖析一下主张串联稳压电源的稳压作业原理:

假定因为某种原因引起输出电压UO下降,即T1的发射极电压(UT1)E下降,因为UD1坚持不变,然后形成T1发射结电压(UT1)BE上升,引起T1基极电流(IT1)B上升,然后形成T1发射极电流(IT1)E被扩大β倍上升,由晶体管的负载特性可知,这时T1导通愈加充分担压降(UT1)CE将敏捷减小,输入电压UI更多的加到负载上,UO得到快速上升。这个调整进程能够运用下面的改动联系图表明:

UO↓→(UT1)E↓→UD1稳定→(UT1)BE↑→(IT1)B↑→(IT1)E↑→(UT1)CE↓→UO↑

当输出电压上升时,整个剖析进程与上面进程的改动相反,这儿咱们就不再重复,只是简略的用下面的改动联系图表明:

UO↑→(UT1)E↑→UD1稳定→(UT1)BE↓→(IT1)B↓→(IT1)E↓→(UT1)CE↑→UO↓

这儿咱们只剖析了输出电压UO下降的稳压作业原理,其实输入电压UI下降等其他状况下的稳压作业原理都与此类似,终究都是反应在输出电压UO下降上,因而作业原理大致相同。

从电路的作业原理能够看出,稳压的要害有两点:一是稳压管D1的稳压值UD1要坚持稳定;二是调整管T1要作业在扩大区且作业特性要好。

其实还能够用反应的原理来阐明简易串联稳压电源的作业原理。因为电路是一个射极输出器,归于电压串联负反应电路,电路的输出电压为UO=(UT1)E≈(UT1)B,因为(UT1)B坚持稳定,所以输出电压UO也坚持稳定。

简易串联稳压电源因为运用固定的基准电压源D1,所以当需求改动输出电压时只需替换稳压管D1,这样调整输出电压非常不方便。别的因为直接经过输出电压UO的改动来调理T1的管压降(UT1)CE,这样操控效果较小,稳压效果还不行抱负。因而这种稳压电源只是适宜一些比较简略的运用场合。

2、电路实例

图4-1-1是简易串联稳压电源的一个实践运用电路,这个电路用在无锡市无线电五厂出产的“咏梅”牌771型8管台式收音机上。其间T8、DZ、R18构成简易稳压电路,B6、D4~D7、C21组成整流滤波电路。因为T8发射结有0.7V压降,为确保输出电压到达6V,应选用稳压值为6.7V左右的稳压管。

图4-1-2:咏梅牌771型8管台式收音机稳压电源电路图

二、串联负反应稳压电源

因为简易串联稳压电源输出电压受稳压管稳压值得约束无法调理,当需求改动输出电压时有必要替换稳压管,形成电路的灵活性较差;一起由输出电压直接操控调整管的作业,形成电路的稳压效果也不行抱负。所以有必要对简易稳压电源进行改善,添加一级扩大电路,专门担任将输出电压的改动量扩大后操控调整管的作业。因为整个操控进程是一个负反应进程,所以这样的稳压电源叫串联负反应稳压电源。

1、原理剖析

图4-2-1是串联负反应稳压电路电路图,其间T1是调整管,D1和R2组成基准电压,T2为比较扩大器,R3~R5组成取样电路,R6是负载。其电路组成框图见图4-2-2。

假定因为某种原因引起输出电压UO下降时,经过R3~R5的取样电路,引起T2基极电压(UT2)O成份额下降,因为T2发射极电压(UT2)E受稳压管D1的稳压值操控坚持不变,所以T2发射结电压(UT2)BE将减小,所以T2基极电流(IT2)B减小,T2发射极电流(IT2)E跟从减小,T2管压降(UT2)CE添加,导致其发射极电压(UT2)C上升,即调整管T1基极电压(UT1)B将上升,T1管压降(UT1)CE减小,使输入电压UI更多的加到负载上,这样输出电压UO就上升。这个调整进程能够运用下面的改动联系图表明:

UO↓→(UT2)O↓→UD1稳定→(UT2)BE↓→(IT2)B↓→(IT2)E↓→(UT2)CE↑

→(UT2)C↑→(UT1)B↑→(UT1)CE↓→UO↑

当输出电压升高时整个改动进程与上面彻底相反,这儿就不再赘述,简略的用下图表明:

UO↑→(UT2)O↑→UD1稳定→(UT2)BE↑→(IT2)B↑→(IT2)E↑→(UT2)CE↓

→(UT2)C↓→(UT1)B↓→(UT1)CE↑→UO↓

与简易串联稳压电源类似,当输入电压UI或许负载等其他状况产生时,都会引起输出电压UO的相应改动,终究都能够用上面剖析的进程阐明其作业原理。

图4-2-1:串联负反应稳压电源电路图

在串联负反应稳压电源的整个稳压操控进程中,因为添加了比较扩大电路T2,输出电压UO的改动经过T2扩大后再去操控调整管T1的基极,使电路的稳压功能得到增强。T2的β值越大,输出的电压稳定性越好。

2、调理输出电压

前面咱们还提到R3~R5是取样电路,因为取样电路并联在稳压电路的输出端,而取样电压实践上是经过这三个电阻分压后得到。在选取R3~R5的阻值时,能够经过挑选恰当的电阻值来使流过火压电阻的电流远大于流过T2基极的电流。也就是说能够疏忽T2基极电流的分流效果,这样就能够用电阻分压的核算方法来确认T2基极电压(UT2)B。

图4-2-2:串联负反应稳压电源框图

当R4滑动到最上端时T2基极电压(UT2)B为:

图4-2-3:R4滑动到最上端时T2基极电压核算公式

此刻输出电压为:

图4-2-4:R4滑动到最上端时输出电压核算公式

这时的输出电压是最小值。

当R4滑动到最下端时T2基极电压(UT2)B为:

图4-2-5:R4滑动到最下端时T2基极电压核算公式

此刻输出电压为:

图4-2-6:R4滑动到最下端时输出电压核算公式

这时的输出电压是最大值。

以上核算中,当(UT2)BE<

经过上面的核算咱们能够看出,只需适宜挑选R3~R5的阻值就能够操控输出电压UO的规模,改动R3和R5的阻值就能够改动输出电压UO的鸿沟值。

3、添加输出电流

当输出电流不能到达要求时,能够经过选用复合调整管的方法来添加输出电流。一般复合调整管有四种衔接方法,如图4-2-7所示。

图4-2-7:复合管的四种衔接方法

图4-2-7中的复合管都是由一个小功率三极管T2和一个大功率三极管T1衔接而成。复合管就能够看作是一个扩大倍数为βT1βT2,极性和T2共同,功率为(PT1)PCM的大功率管,而其驱动电流只需求(IT2)B。

图4-2-8是一个有用串联负反应稳压电源电路图。此电路选用图4-2-7(a)中的复合管衔接方法来添加输出电流巨细。别的还添加了一个电容C2,它的首要效果是防止产生自激振荡,一旦产生自激振荡可由C2将其旁路掉。

图4-2-8:运用复合调整管的串联负反应稳压电源电路图

三、规划实例

这一节咱们归纳运用前面各章节的常识,依据给定条件实践规划一个直流稳压电源,经过这个规划实例更好的把握串联负反应稳压电源的规划。因为是业余条件下的规划,有些参数目标并没有过多考虑,有部分参数以经验值进行预算。这样能够防止触及过深、过多的理论常识,关于业余条件下的运用彻底能够满意。

1、电路目标

①直流输出电压UO:6V~15V;

②最大输出电流IO:500mA;

③电网电压改动±10%时,输出电压改动小于±1%;

2、电路初选

因为桥式整流、电容滤波电路非常老练,这儿咱们挑选桥式整流、电容滤波电路作为电源的整流、滤波部分。因为要求电源输出电压有必定的调整规模,稳压电源部分挑选串联负反应稳压电路。一起因为对输出电流要求比较大,调整管有必要选用复合管。归纳这些要素能够开始确认电路的方式,参见图4-2-9。

图4-3-1:直流稳压电源电路规划初选电路图

3、变压部分

这一部分首要核算变压器B1次级输出电压(UB1)O和变压器的功率PB1。

一般整流滤波电路有2V以上的电压动摇(设为ΔUD)。调整管T1的管压降(UT1)CE应维持在3V以上,才干确保调整管T1作业在扩大区。整流输出电压最大值为15V。依据第二章《常用整流滤波电路核算表》可知,桥式整流输出电压是变压器次级电压的1.2倍。

当电网电压下降-10%时,变压器次级输出的电压应能确保后续电路正常作业,那么变压器B1次级输出电压(UB1)OMIN应该是:

(UB1)OMIN=(ΔUD+(UT1)CE+(UO)MAX)÷1.2

(UB1)OMIN=(2V+3V+15V)÷1.2=20V÷1.2=16.67V

则变压器B1次级额外电压为:

(UB1)O=(UB1)OMIN÷0.9

(UB1)O=16.67V÷0.9=18.5V

当电网电压上升+10%时,变压器B1的输出功率最大。这时稳压电源输出的最大电流(IO)MAX为500mA。此刻变压器次级电压(UB1)OMAX为:

(UB1)OMAX=(UB1)O×1.1

(UB1)OMAX=18.5V×1.1=20.35V

变压器B1的规划功率为:

PB1=(UB1)OMAX×(IO)MAX

PB1=20.35V×500mA=10.2VA

为确保变压器留有必定的功率余量,确认变压器B1的额外输出电压为18.5V,额外功率为12VA。实践购买零件时假如没有输出电压为18.5V的变压器能够选用输出电压为18V或以上的变压器。当选用较高输出电压的变压器时,后边各部分电路的参数需求从头核算,避免因为电压过高形成元件损坏。

4、整流部分

这一部分首要核算整流管的最大电流(ID1)MAX和耐压(VD1)RM。因为四个整流管D1~D4参数相同,所以只需求核算D1的参数。

依据第二章《常用整流滤波电路核算表》可知,整流管D1的最大整流电流为:

(ID1)MAX=0.5×IO

(ID1)MAX=0.5×500mA=0.25A

考虑到取样和扩大部分的电流,可选取最大电流(ID1)MAX为0.3A。

整流管D1的耐压(VD1)RM即当市电上升10%时D1两头的最大反向峰值电压为:

(VD1)RM≈1.414×(UB1)OMAX=1.414×1.1×(UB1)O≈1.555×(UB1)O

(VD1)RM≈1.555×18.5V≈29V

得到这些参数后能够查阅有关整流二极管参数表,这儿咱们挑选额外电流1A,反向峰值电压50V的IN4001作为整流二极管。

5、滤波部分

这儿首要核算滤波电容的%&&&&&%量C1和其耐压VC1值。

依据依据第二

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/qianrushi/yingjian/241287.html

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部