开关稳压电路与串联稳压电路分别是什么

电子魔法师 发表于 2018-05-15 09:25:16 收藏 已收藏
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开关稳压电路与串联稳压电路分别是什么

电子魔法师 发表于 2018-05-15 09:25:16

  什么是稳压电路

  稳压电路是指在输入电压、负载、环境温度、电路参数等发生变化时仍能保持输出电压恒定的电路。这种电路能提供稳定的直流电源,广为各种电子设备所采用。

  在输入电压、负载、环境温度、电路参数等发生变化时仍能保持输出电压恒定的电路。这种电路能提供稳定的直流电源,广为各种电子设备所采用。

  稳压电源的分类

  稳压电源的分类方法繁多,按输出电源的类型分有直流稳压电源和交流稳压电源;按稳压电路与负载的连接方式分有串联稳压电源和并联稳压电源;按调整管的工作状态分有线性稳压电源和开关稳压电源;按电路类型分有简单稳压电源和反馈型稳压电源,等等。如此繁多的分类方式往往让初学者摸不着头脑,不知道从哪里入手。其实应该说这些看似繁多的分类方法之间有着一定的层次关系,只要理清了这个层次自然可以分清楚电源的种类了。

  开关稳压电路概念

  开关型稳压电路具有体积小、效率高的特点。线性电源的效率为30%~55%;而开关稳压器可达60%~85%,而且可以省去工频变压器和巨大的散热器,体积和重量都大为减小。这种电路已在各种电子设备中获得广泛的应用。常用的实现开关控制的方法;有自激式开关稳压器、脉宽调制式开关稳压器和直流变换式开关稳压器等。

  如图是采用直流变换器的开关稳压电路的框图。对工频电压直接整流-滤波后获得的直流电压,由开关管变为高频电压。后者经高频换流变压器变为一定的电压,再经高频整流-滤波以后给出所需的输出电压u0;开关管的工作受脉冲调制器和驱动放大器的控制。当输出电压u0发生变化时,来自输出端的取样信号经比较电路产生误差信号,然后通过脉冲调制器来控制开关管的开关工作比,从而使直流变换器的输出保持稳定。开关管是在饱和区断续工作的,所以功耗较线性电源的调整管为小,因而效率较高。大功率电力稳压器是有补偿变压器,调压器,控制电路,检测电路和操作电路组成。

开关稳压电路与串联稳压电路分别是什么

  开关稳压电源电路图

开关稳压电路与串联稳压电路分别是什么

  降压式开关电源:

  降压式开关电源的典型电路如图七所示。当开关管VT1 导通时,二极管VD1 截止,输人的整流电压经VT1和L向C充电,这一电流使电感L中的储能增加。当开关管VT1截止时,电感L感应出左负右正的电压,经负载RL和续流二极管VD1释放电感L中存储的能量,维持输出直流电压不变。电路输出直流电压的高低由加在VT1基极上的脉冲宽度确定。

开关稳压电路与串联稳压电路分别是什么

  升压式开关电源:

  升压式开关电源的稳压电路如图八所示。当开关管 VT1 导通时,电感L储存能量。当开关管VT1 截止时,电感L感应出左负右正的电压,该电压叠加在输人电压上,经二极管VD1向负载供电,使输出电压大于输人电压,形成升压式开关电源。

开关稳压电路与串联稳压电路分别是什么

  反转式开关电源:

  反转式开关电源的典型电路如图九所示。这种电路又称为升降压式开关电源。无论开关管VT1之前的脉动直流电压高于或低于输出端的稳定电压,电路均能正常工作。

  当开关管 VT1 导通时,电感L 储存能量,二极管VD1 截止,负载RL靠电容C上次的充电电荷供电。当开关管VT1截止时,电感L中的电流继续流通,并感应出上负下正的电压,经二极管VD1向负载供电,同时给电容C充电。

开关稳压电路与串联稳压电路分别是什么

  串联稳压电路概念

  串联型稳压电路属直流稳压电源中的一种,在实际应用电路中应用非常广泛。如我们平常常用的78或79系列三端稳压器也是属于它的一种。

  整流滤波后的电压是不稳定的电压,在电网电压或负载变化时,该电压都会产生变化,而且纹波电压又大。所以,整流滤波后,还须经过稳压电路,才能使输出电压在一定的范围内稳定不变。在这里我们就用串联型稳压电路对其进行稳压。

  串联稳压电路基本结构

  见附图。当输入电压(VI)改变时,能自动调节(VCE)电压的大小,使输出电压(Vo)保持恒定。例如:VI↑→Vo↑→经取样和放大电路后→IB↓→VCE↑→Vo↓

  VI是整流滤波后的电压,T为调整管,A为比较放大电路,VREF为基准电压,它由稳压管Dz与限流电阻R构成。R1与R2组成反馈网络,是用来反映输出电压变化的取样环节。

开关稳压电路与串联稳压电路分别是什么

  集成线性

  如果将前述的串联型稳压电源电路全部集成在一块硅片上,加以封装后引出三端引脚,就成了三端集成稳压电源了。

  正电压输出的78××系列,负电压输出的79××系列。其中××表示固定电压输出的数值。如:7805、7806、7809、7812、7815、7818、7824等,指输出电压是+5V、+6V、+9V、+12V、+15V、+18V、+24V。79××系列也与之对应,只不过是负电压输出。这类稳压器的最大输出电流为1.5A,塑料封装(TO-220)最大功耗为10W(加散热器);金属壳封装(TO-3)外形,最大功耗为20W(加散热器)。

  线性串联

  这种稳压电路的主回路由调整管T与负载相串联构成,且T工作在线性状态,故称为线性串联式稳压电路。

  输出电压Vo=VI-VCE,其变化量由反馈网络取样,并经放大电路(A)放大后去控制调整管T的基极电压,从而改变调整管T的VCE大小。

  当输入电压VI增加(或负载电流Io减小)时,导致输出电压Vo增加,随之反馈电压VF=R2Vo/(R1+R2)=FvVo也增加(Fv为反馈系数)。VF与基准电压VREF相比较,其差值电压经比较放大电路放大后使调整管的VB和IC减小,于是调整管T的c-e间电压VCE增大,使Vo下降,从而维持Vo基本恒定。显然,这是电压负反馈电路基本性能。

  串联稳压电路

  电路一:

  图4-1-2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。

开关稳压电路与串联稳压电路分别是什么

  电路二:

开关稳压电路与串联稳压电路分别是什么

  最简单的串联型稳压电路如图Z0719所示。晶体管T在电路中起电压调整作用,故称调整管,因它与负载RL是串联联接的,故称串联型稳压电路。图中DZ与R组成硅稳压管稳压电路,给晶体管基极提供一个稳定的电压,叫基准电压UZ。R又是晶体管的偏流电阻,使晶体管工作于合适的工作状态,由电路可知

  UL=Ui-UCE

  UBE=UB-UE=UZ-UL

  该电路的稳压原理如下:当输入电压Ui增加或负载电流L减小,使输出电压UL增大时,则三极管的UBE减小,从而使IB、IC都减小,UCE增加(相当于RCE增大)结果使UL基本不变。这一稳压过程

  可表示为:

  Ui↑(或IL↓)-UL↑-UBE↓-IB↓-IC↓-UCE↑-UL↓

  同理,当U减小或儿增大,使UL减小时,通过与上述相反的调整过程,也可维持UL基本不变。

  从放大电路的角度看,该稳压电路是一射极输出器(RL接于T的射极),其输出电压UL是跟随输入电压UB=UZ变化的,因UB是一稳定值,故UL也是稳定的,基本上不受Ui与IL变化的影响。

  该稳压电路,由于直接用输出电压的微小变化量去控制调整管,其控制作用较小,所以,稳压效果不好。如果在电路中增加一级直流放大电路,把输出电压的微小变化加以放大,再去控制调整管,其稳压性能便可大大提高,这就是带放大环节的串联型稳压电路。

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