串联型直流稳压电源优化方案

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：典型稳压电源结构如图6-10a所示。可以看出，一个稳压电源通常都是由变压器、整流滤波、调整元件、比较放大、基准电源和取样等六个部分构成，有些稳压电源中还有过载或短路保护装置。应该指出，放大器的增益将直接影响稳压电源的质量指标。

典型稳压电源结构如图6-10a所示。可以看出，一个稳压电源通常都是由变压器、整流滤波、调整元件、比较放大、基准电源和取样等六个部分构成，有些稳压电源中还有过载或短路保护装置。

图6-10 串联型直流稳压电源

a）稳压电源框图 b）稳压电路原理图

电路由变压器T将220V降压为10V，VD₁～VD₄桥式整流把交流10V变为脉动的直流电，经电容C₁滤波，再由稳压、放大、取样环节，使调整管VT₂工作，输出直流电压U_o为6V。调整取样电阻RP的大小，就可以改变输出电压U_o在6V以内变化，该电路输出电流I_o为200mA。

它的稳压工作过程是：当输出电压发生变化时，通过电阻分压器来“取样”，与基准电源比较后，放大器将误差信号放大，送到调整管的基极调整其管压降，以达到稳定输出电压的目的。一般地讲，放大环节的放大倍数越大，稳定度就越高。

下面对照图6-10a所示的稳压电源框图逐一分析如下：

1.基准电压

基准电压应是一个稳定性较高的直流电压，否则，由于基准电压值改变了，即使U_sr不变，也会引起输出电压的变化，影响了输出电压的稳定性。

目前，基准电压往往采用硅稳压管D_Z和R₅来实现。稳压管电路的关键是选择限流电阻，其阻值应保证当输入电压U_sr最小时，流过稳压管的电流也不小于能维持稳定电压的最小电流I_zmin；而当输入电压U_sr达到最大值时，应保证流过稳压管的电流不大于它的最大允许电流I_zmax，即要求限流电阻同时满足：

2.取样环节

取样环节是一个电阻分压器，由R₁、R₂、RP组成，如图6-10b所示，取样电路的任务是将输出电压U_o的一部分取出，加到比较放大器去，和基准电压进行比较，以检出输出电压U_o变化值，并经放大后去控制调整环节。

3.比较放大器

比较放大器是将取样电路得到的电压U_o′与基准电压U_z进行比较，然后以两者之差进行放大再去控制调整管以稳定输出电压。应该指出，放大器的增益将直接影响稳压电源的质量指标。最简单的比较放大器是一个单级直流放大器，如图6-10b所示。VT₁组成单级直流放大器为比较放大环节，作用在放大管VT₁上的输入电压U_be=U_o′-U_z。

4.调整环节

调整环节是稳压电源的核心环节，因为输出电压最后要依赖调整环节的调节作用才能达到稳定，而且稳压电源能输出的最大电流也主要是取决于调整环节。

调整环节是由工作在线性区的功率管VT₂组成，它的基极注入电流受比较放大级输出信号控制。由于稳压电源的输出电流全部要经过调整管，因此应保证所选用的调整管具有足够的功耗和集电极电流。

串联型直流稳压电源优化方案

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