串联型稳压电路图大全(负反馈/精密串联型/直流稳压电源电路图详解)

沈丹 发表于 2018-03-12 14:09:13 收藏 已收藏
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串联型稳压电路图大全(负反馈/精密串联型/直流稳压电源电路图详解)

沈丹 发表于 2018-03-12 14:09:13

串联型稳压电路图(一)

串联型直流稳压电源电路是通过改变调整三DSP2A-5V(60303X)极管的导通程度来达到稳定输出电压的目的。调整三极管进行调整的程度既受调整管本身放大倍数的影响,又受控制信号大小的影响。前面所讲的简单串联型直流稳压电路直接以输出直流电压与基准电压之间的差值作为调整控制信号,这个控制信号反映的是输出直流电压本身的偏差AUo,如果木用AUo直接去控制调整管工作,而是先把△乩放大一定倍数以后再去控制调整管工作,很小的△砜就能产生很大的控制信号。也就是说,只要输出电压Uo略微偏离正常值,调整管就能产生很强烈的调整作用,使Uo恢复到正常值。这样的稳压电路能够产生很好的稳压效果,因而成为线性稳压电源中应用基准电压最广泛的一种电路模式。下面介绍一种带有放大环节的串联型直流稳压电路。其工作原理可用图540所示框图来表示。

串联型稳压电路图大全(负反馈/精密串联型/直流稳压电源电路图详解)

图5-41是这种直流稳压电源的原理图。电阻Ri、R2和电位器RP串联组成的分压器构成信号取样电路,将输出电压Uo的变化情况按一定的分压比取出一部分,提供给比较放大器与基准电压随时进行比较。电阻R3与稳压二极管VZ组成一个基准电压源,保证比较放大三极管VT2的发射极电压保持稳定,并以此电压作为衡量输出电压乩高低的标准。限流电阻飓为稳压二极管VZ提供适当的稳定工作电流,使之工作在稳定电压范围内。比较放大管VT2及其集电极负载电阻R4构成比较放大电路。取样电压与基准电压分别加到三极管VT2的基极与发射极,两电压之间的差值(称为误差电压)Ube2被三极管VT2放大后送到调整三极管VT1的基极,通过对三极管VT1基极屯流的控制来调整稳压电路的输出直流电压。调整管VT1的作用与前面简单串联型稳压电路中的调整管一样,起到可变电阻调节输出电压的作用。电阻凰同时也是三极管VT1的基极偏置电阻。

串联型稳压电路图(二)

串联型稳压电源电原理图

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工作原理:

图示串联型稳压电路,除了变压、整流、滤波外,稳压部分一般有四个环节:调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。

当电网电压或负载变动引起输出电压V0变化时,取样电路将输出电压V0的一部分馈送回比较放大器和基准电压进行比较,产生的误差电压经放大后去控制调整管的基极电流,自动地改变调整管集—射极间的电压,补偿V0的变化,从而维持输出电压基本不变。

串联型稳压电路图(三)

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正常工作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,可以忽略(UT1)BE,则UO≈UD1。

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下面我们分析一下建议串联稳压电源的稳压工作原理:

假设由于某种原因引起输出电压UO降低,即T1的发射极电压(UT1)E降低,由于UD1保持不变,从而造成T1发射结电压(UT1)BE上升,引起T1基极电流(IT1)B上升,从而造成T1发射极电流(IT1)E被放大β倍上升,由晶体管的负载特性可知,这时T1导通更加充分管压降(UT1)CE将迅速减小,输入电压UI更多的加到负载上,UO得到快速回升。这个调整过程可以使用下面的变化关系图表示:

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

当输出电压上升时,整个分析过程与上面过程的变化相反,这里我们就不再重复,只是简单的用下面的变化关系图表示:

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

这里我们只分析了输出电压UO降低的稳压工作原理,其实输入电压UI降低等其他情况下的稳压工作原理都与此类似,最终都是反应在输出电压UO降低上,因此工作原理大致相同。

从电路的工作原理可以看出,稳压的关键有两点:一是稳压管D1的稳压值UD1要保持稳定;二是调整管T1要工作在放大区且工作特性要好。

其实还可以用反馈的原理来说明简易串联稳压电源的工作原理。由于电路是一个射极输出器,属于电压串联负反馈电路,电路的输出电压为UO=(UT1)E≈(UT1)B,由于(UT1)B保持稳定,所以输出电压UO也保持稳定。

简易串联稳压电源由于使用固定的基准电压源D1,所以当需要改变输出电压时只有更换稳压管D1,这样调整输出电压非常不方便。另外由于直接通过输出电压UO的变化来调节T1的管压降(UT1)CE,这样控制作用较小,稳压效果还不够理想。因此这种稳压电源仅仅适合一些比较简单的应用场合。

串联型稳压电路图(四)

图4-1-1是简易串联稳压电源的一个实际应用电路,这个电路用在无锡市无线电五厂生产的“咏梅”牌771型8管台式收音机上。其中T8、DZ、R18构成简易稳压电路,B6、D4~D7、C21组成整流滤波电路。由于T8发射结有0.7V压降,为保证输出电压达到6V,应选用稳压值为6.7V左右的稳压管。

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串联型稳压电路图(五)

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

假设由于某种原因引起输出电压UO降低时,通过R3~R5的取样电路,引起T2基极电压(UT2)O成比例下降,由于T2发射极电压(UT2)E受稳压管D1的稳压值控制保持不变,所以T2发射结电压(UT2)BE将减小,于是T2基极电流(IT2)B减小,T2发射极电流(IT2)E跟随减小,T2管压降(UT2)CE增加,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。这个调整过程可以使用下面的变化关系图表示:

UO↓→(UT2)O↓→UD1恒定→(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变化过程与上面完全相反,这里就不再赘述,简单的用下图表示:

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

→(UT2)C↓→(UT1)B↓→(UT1)CE↑→UO↓

与简易串联稳压电源相似,当输入电压UI或者负载等其他情况发生时,都会引起输出电压UO的相应变化,最终都可以用上面分析的过程说明其工作原理。

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在串联负反馈稳压电源的整个稳压控制过程中,由于增加了比较放大电路T2,输出电压UO的变化经过T2放大后再去控制调整管T1的基极,使电路的稳压性能得到增强。T2的β值越大,输出的电压稳定性越好。

串联型稳压电路图(六)

精密串联型稳压电源电路图

电路原理如图所示,变压器T的次级N3的中心抽头与二极管VD2、VD3的正极和电容C2、C6、C7的负极及电容C9、C10的正极等元器件的公共点相连并接地,其地电位为零。+5V稳压电源采用了一只性能优良的集成块CA723,作为自动调整输出电压。由二极管VD1整流、电容C1滤波,U1获取的正直流电压提供给CA723的11脚,CA723的6脚为一恒定电压,经电阻R4、R5和R6分压,使5脚能获取到基准电压。若+5V输出端电压升高时,CA723的4脚电位升高,经CA723中的比较器进行比较后,该比较信号送入误差放大器,其10脚输出低电位给调整管VT1的基极,使VT1的集电极与发射极间电压增大,则输出电压减小,达到自动稳压。若输出电压减小,则整个变化过程将会向相反的方向变化。

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主要技术指标:输入电压:220V、50Hz,允许电压变化正负10%;输出直流电压及负载电流:+5V2A、+12V1A、-12V1A;输出纹波《30mA;输出电压调整范围:正负0.5V;本电源有过载及短路保护装置;变压器T的参数:功率:35VA、N2:2x12V、N3:2x15V;环境温度:-10~+40摄氏度。

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