详细解析串联稳压电源电路和典型电路图
2MIN=8mA,则R2为:
R2=(UOMIN-UD5)÷IR2MIN
R2=(6V-3V)÷8mA=375Ω
实际选择时可取R2为390Ω
当输出电压UO最高时,IR2MAX为:
IR2MAX=UOMAX÷R2
IR2MAX=15V÷390≈38.46mA
这时的电流IR2MAX小于稳压管D5的最大工作电流,可见选择的稳压管能够安全工作。
8、取样部分
取样部分主要计算取样电阻R3、R4、R5的阻值。
由于取样电路同时接入T3的基极,为避免T3基极电流IT3B对取样电路分压比产生影响,需要让IT3B>>IR3。另外为了保证稳压电源空载时调整管能够工作在放大区,需要让IR3大于调整管T1的最小工作电流(IT1)CEMIN。由于3DD155A最小工作电流(IT1)CEMIN为1mA,因此取IR3MIN=10mA。则可得:
R3+R4+R5=UOMIN÷IR3MIN
R3+R4+R5=6V÷10mA=600Ω
当输出电压UO=6V时:
UD5+(UT3)BE=(R4+R5)÷(R3+R4+R5)×UO
(R4+R5)=(UD5+(UT3)BE)×(R3+R4+R5)÷UO
(R4+R5)=(3V+0.7V)×600Ω÷6V=370Ω
当输出电压UO=15V时:
UD5+(UT3)BE=R5÷(R3+R4+R5)×UO
R5=(UD5+(UT3)BE)×(R3+R4+R5)÷UO
R5=(3V+0.7V)×600Ω÷15V=148Ω
实际选择时可取R5为150Ω。这样R4为220Ω,R3为230Ω。但实际选择时可取R3为220Ω。
9、放大部分
放大部分主要是计算限流电阻R1和比较放大管T3的参数。由于这部分电路的电流比较小,主要考虑T3的放大倍数β和集电极-发射极反向击穿电压(BVT1)CEO。
这里需要T3工作在放大区,可通过控制T3的集电极电流(IT3)C来达到。而(IT3)C是由限流电阻R1控制,并且有:
IR1=(IT3)C+(IT2)B
一方面,为保证T1能够满足负载电流的要求,要求满足IR1>(IT2)B;另一方面,为保证T3稳定工作在放大区,以保证电源的稳定度,其集电极电流(IT3)C不能太大。
这里可以选IR1为1mA,当输出电压最小时,则R1为:
R1=((UB1)O-UO-(UT1)BE-(UT2)BE)÷IR1
R1=(15V-6V-0.7V-0.7V)÷1mA=7.6KΩ
实际选择时可取R1为7.5 KΩ。
当输出电压最大时,IR1为:
IR1=((UB1)O-UO-(UT1)BE-(UT2)BE)÷R1
IR1=(15V-6V-0.7V-0.7V)÷7.5 KΩ≈1.013mA
可见当输出电压最大时IR1上升幅度仅1%,对T3工作点影响不大,可满足要求。
由于放电电路的电流并不大,各项电压也都小于调整电路,可以直接选用3GD6D或9014作为放大管T3。
10、其他元件
在T2的基极与地之间并联有电容C2,此电容的作用是为防止发生自激振荡影响电路工作的稳定性,一般可取0.01μF/35V。在电源的输出端并联的电容C3是为提高输出电压的稳定度,特别对于瞬时大电流可以起到较好的抑制作用,可选470μF/25V铝电解电容。
10、总结
通过前面的计算,已经得到了所有元件的参数。可以将这些参数标注到图4-3-1中,这样就得到完整的串联负反馈稳压电源电路图,见图4-3-2。这里计算的其实都还只是初步的参数,实际组装完毕后应该仔细测量电源的各项指标是否符合要求,各部分元件工作是否正常。如果发现问题,应该根据实际情况作出调整。根据调整的结果来修正原理图中的电路参数,最终完成稳压电源的设计。
四、串联稳压电源的改进措施 前面介绍的串联负反馈稳压电源只是一种基本的稳压电路,实际使用中的稳压电源可能会有各种各样的特殊要求。有些要求更高的电压稳定度,有些要求更大的输出电流能力,有些要求有短路保护。这样就需要针对不同的要求对前面介绍的电路进行改进。下面就对串联负反馈稳压电源的各种改进措施进行介绍。
1、改善稳定度
一般改善稳定度的方法有:使用恒流源负载、增加电压放大部分的级数、采用辅助的稳定电源、增加补偿电路等方法。
使用恒流源负载
由于串联负反馈稳压电路是通过输出电压的变化量,经放大后来调节调整管的管压降达到稳压的目的。当放大倍数越高,电源的稳定度就越高。对于三极管放大器,当集电极电阻越大同时输入电阻越小时,放大倍数就越大。但集电极电阻过大会造成集电极电流过小,会造成输入电阻增大。为解决这个矛盾,可以使用恒流源负载代替集电极电阻。
图4-4-1是一种使用三极管恒流源的稳压电路。图中虚线框内的T4、D2、R6、R7组成
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