直流稳压电源技术—串联稳压电源

这时的输出电压是最大值。

以上计算中，当(UT2)BE

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

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×1.1

(UB1)OMAX=18.5V×1.1=20.35V

变压器B1的设计功率为：

PB1=(UB1)OMAX×(IO)MAX

PB1=20.35V×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压为18.5V的变压器可以选用输出电压为18V或以上的变压器。当选用较高输出电压的变压器时，后面各部分电路的参数需要重新计算，以免由于电压过高造成元件损坏。

4、整流部分

这一部分主要计算整流管的最大电流(ID1)MAX和耐压(VD1)RM。由于四个整流管D1～D4参数相同，所以只需要计算D1的参数。

根据第二章《常用整流滤波电路计算表》可知，整流管D1的最大整流电流为：

(ID1)MAX=0.5×IO

(ID1)MAX=0.5×500mA=0.25A

考虑到取样和放大部分的电流，可选取最大电流(ID1)MAX为0.3A。

整流管D1的耐压(VD1)RM即当市电上升10%时D1两端的最大反向峰值电压为：

(VD1)RM≈1.414×(UB1)OMAX=1.414×1.1×(UB1)O≈1.555×(UB1)O

(VD1)RM≈1.555×18.5V≈29V

得到这些参数后可以查阅有关整流二极管参数表，这里我们选择额定电流1A，反向峰值电压50V的IN4001作为整流二极管。

5、滤波部分

这里主要计算滤波电容的电容量C1和其耐压VC1值。

根据根据第二

章滤波电容选择条件公式可知滤波电容的电容量为(3-5)×0.5×T÷R，一般系数取5，由于市电频率是50Hz，所以T为0.02S，R为负载电阻。

当最不利的情况下，即输出电压为15V，负载电流为500mA时：

C1=5×0.5×T÷(UO÷IO)

C1=5×0.5×0.02S÷(15V÷0.5A)≈1666μF

当市电上升10%时整流