稳压电源的功能就是在整流滤波电路之后,按需要联接不同类型的稳压电路,供给负载稳定的电量。
分类:按所用器件,分为分立式元件直流稳压电路和集成直流稳压电路;按电路结构可分为并联型直流稳压电路和串联型直流稳压电路。按电压调整单元的工作方式则可分线性直流稳压电路和开关型直流稳压电路。
一、并联型直流稳压电路(按电路结构分)
1.电路:稳压管与负载并联形成稳压电路。
2.分析:
Ui为整流电路输出电压,就是稳压电路的输入电压。
当RL不变,整流滤波输入电压(电网电压)U2上升,则Ui升,稳压管分流,Uo保持不动。(想分流槽,多来的水会沿有一定高度的分流槽流走)。
电网未波动,负载RL下降,输出电流增大,电压Uo不变。
3.注意:稳压管稳压电源电路简单,但受稳压管最大电流限制,又不能任意调节输出电压,所以只适合于输出电压不需要调节,负载电流小,要求不甚高的场合。要克服这些缺点可使用 串联型反馈式晶体管稳压电路。
二、串联型反馈式晶体管稳压电路
1.电路:一可变电阻R和负载电阻RL串联,R电压可自动调节,即可达到稳压效果。R能自动调节大小,可使用晶体三极管T来代替(调整管),成为串联型反馈式晶体管稳压电路。这样,电路就可分为四部分:
(1)采样单元:采样单元与RL并联,通过它可以反映Uo的变化,由R1、RP(电位器,用来调整Uo的高低)、R2串联构成。反馈电压Uf与输出电压Uo有关:Uf=(R2+RP上)/(R1+R2+RP)*Uo,(串联分压公式)。
Uf控制放大单元的基极。
(2)基准单元:与采样单元与负载并联,由限流电阻R3与稳压管DZ构成。DZ两端的电压UZ作为整个稳压电路自动调整和比较的基准电压。
(3)放大单元T2:晶体管T2通过Uf控制基极与发射极UZ进行比较,控制调整单元的基极,即:
Ube2=Uf-UZ,控制调整管T1输入端的电位。R4是T2的集电极负载电阻,也是调整管T1的偏置电阻。
(4)调整单元T1:与采样单元、基准单元、负载等串联。通过放大单元T2反映Uo的变动,自动调节,使Uo值保持稳定。若T1用功率管或复合管,就可以提供较大的电流。
2.分析
这是个负反馈系统,正因为电路内有深度的电压串联负反馈,所以才能输出稳定的电压。
T2管基极电位VB2≈UZ=Uf=(R2+RP上)/(R1+R2+RP)*Uo,
Uo=(R1+R2+RP)/(R2+RP上)*UZ
调节电位器RP的滑动端子,就可以调节输出电压Uo的大小。Uo的调节范围:
Uomax=(R1+R2+RP)/(R2)*UZ,Uomin=(R1+R2+RP)/(R2+RP)*UZ
3.注意:调整单元也可由运算放大器组成。
三、稳压电源的主要技术指标
1.输出电压Uo
2.输出电流Ui
3.稳定系数S:当负载RL不变时,输出电压Uo的相对变化量与输入电压相对变化量之比:
S=(ΔUo/Uo)/(ΔUi/Ui)
4.稳定电路的输出电阻ro:Ui不变时,负载电流引起电压的变化。
ro=ΔUo/ΔIo
还有反映输出电压脉冲的最大波纹电压和输出电压的温度系数等指标。
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