详细解析串联稳压电源电路和典型电路图
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。
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。
2、调节输出电压
前面我们还说到R3~R5是取样电路,由于取样电路并联在稳压电路的输出端,而取样电压实际上是通过这三个电阻分压后得到。在选取R3~R5的阻值时,可以通过选择适当的电阻值来使流过分压电阻的电流远大于流过T2基极的电流。也就是说可以忽略T2基极电流的分流作用,这样就可以用电阻分压的计算方法来确定T2基极电压(UT2)B。
当R4滑动到最上端时T2基极电压(UT2)B为:
此时输出电压为:
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:
此时输出电压为:
这时的输出电压是最大值。
以上计算中,当(UT2)BE《《UD1时可以忽略(UT2)BE的值。
通过上面的计算我们可以看出,只要合适选择R3~R5的阻值就可以控制输出电压UO的范围,改变R3和R5的阻值就可以改变输出电压UO的边界值。
3、增加输出电流
当输出电流不能达到要求时,可以通过采用复合调整管的方法来增加输出电流。一般复合调整管有四种连接方式,如图4-2-7所示。
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连接而成。复合管就可以看作是一个放大倍数为βT1βT2,极性和T2一致,功率为(PT1)PCM的大功率管,而其驱动电流只要求(IT2)B。
图4-2-8是一个实用串联负反馈稳压电源电路图。此电路采用图4-2-7(a)中的复合管连接方法来增加输出电流大小。另外还增加了一个电容C2,它的主要作用是防止产生自激振荡,一旦发生自激振荡可由C2将其旁路掉。
三、设计实例 这一节我们综合运用前面各章节的知识,根据给定条件实际设计一个直流稳压电源,通过这个设计实例更好的掌握串联负反馈稳压电源的设计。由于是业余条件下的设计,有些参数指标并没有过多考虑,有部分参数以经验值进行估算。这样可以避免涉及过深、过多的理论知识,对于业余条件下的应用完全可以满足。
1、电路指标
①直流输出电压UO:6V~15V;
②最大输出电流IO:500mA;
③电网电压变化±10%时,输出电压变化小于±1%;
2、电路初选
图4-3-1:直流稳压电源电路设计初选电路图
由于桥式整流、电容滤波电路十分成熟,这里我们选择桥式整流、电容滤波电路作为电源的整流、滤波部分。由于要求电源输出电压有一定的调整范围,稳压电源部分选择串联负反馈稳压电路。同时由于对输出电流要求比较大,调整管必须采用复合管。综合这些因素可以初步确定电路的形式,参见图4-2-9。
3、变压部分
这一部分主要计算变压器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以上的电压波动(设为ΔUD)。调整管T1的管压降(UT1)CE应维持在3V以上,才能保证调整管T1工作在放大区。整流输出电压最大值为15V。根据第二章《常用整流滤波电路计算表》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保证后续电路正常工作,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次级额定电压为:
(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。此时变压器次级电压(UB1)OMAX为:
(UB1)OMAX=(UB1)O&TImes;1.1
(UB1)OMAX=18.5V&TImes;1.1=20.35V
变压器B1的设计功率为:
PB1=(UB1)OMAX&TImes;(IO)MAX
PB1=20.35V&TImes;500mA=10.2VA
为保证变压器留有一定的功率余量,确定变压器B1的额定输出电压为18.5V,额定功率为12VA。实际购买零件时如果没有输出电
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