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见附图。当输入电压(VI)改变时,能自动调节(VCE)电压的大小,使输出电压(Vo)保持恒定。例如:VI↑→Vo↑→经取样和放大电路后→IB↓→VCE↑→Vo↓
VI是整流滤波后的电压,T为调整管,A为比较放大电路,VREF为基准电压,它由稳压管Dz与限流电阻R构成。R1与R2组成反馈网络,是用来反映输出电压变化的取样环节。
如果将前述的串联型稳压电源电路全部集成在一块硅片上,加以封装后引出三端引脚,就成了三端集成稳压电源了。
正电压输出的78××系列,负电压输出的79××系列。其中××表示固定电压输出的数值。如:7805、7806、7809、7812、7815、7818、7824等,指输出电压是 5V、 6V、 9V、 12V、 15V、 18V、 24V。79××系列也与之对应,只不过是负电压输出。这类稳压器的最大输出电流为1.5A,塑料封装(TO-220)最大功耗为10W(加散热器);金属壳封装(TO-3)外形,最大功耗为20W(加散热器)。
这种稳压电路的主回路由调整管T与负载相串联构成,且T工作在线性状态,故称为线性串联式稳压电路。
输出电压Vo=VI-VCE,其变化量由反馈网络取样,并经放大电路(A)放大后去控制调整管T的基极电压,从而改变调整管T的VCE大小。
当输入电压VI增加(或负载电流Io减小)时,导致输出电压Vo增加,随之反馈电压VF=R2Vo/(R1 R2)=FvVo也增加(Fv为反馈系数)。VF与基准电压VREF相比较,其差值电压经比较放大电路放大后使调整管的VB和IC减小,于是调整管T的c-e间电压VCE增大,使Vo下降,从而维持Vo基本恒定。显然,这是电压负反馈电路基本性能2100433B
整流滤波后的电压是不稳定的电压,在电网电压或负载变化时,该电压都会产生变化,而且纹波电压又大。所以,整流滤波后,还须经过稳压电路,才能使输出电压在一定的范围内稳定不变。在这里我们就用串联型稳压电路对其进行稳压。
串联型稳压电路,除了变压、整流、滤波外,稳压部分一般有四个环节:调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。当电网电压或负载变动引起输出电压V0变化时,取样电路将输出电压V0的一部分馈送回比较放大器和基...
此稳压电源可调范围在3.5V~25V之间任意调节,输出电流大,并采用可调稳压管式电路,从而得到满意平稳的输出电压。工作原理:经整流滤波后直流电压由R1提供给调整管的基极,使调整管导通,在V1导通时电压...
串联型稳压电路,除了变压、整流、滤波外,稳压部分一般有四个环节:调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。当电网电压或负载变动引起输出电压V0变化时,取样电路将输出电压V0的一部分馈送回比较放大器和基...
(精辟)稳压电路的工作原理与简单稳压电源的制作
稳压电路的工作原理与简单稳压电源的制作 本文介绍的是制作简单的稳压电源(图 1),同学们经过组装、调试,全部达到了预定的要求。围绕稳压电路,大 家提出了许多问题,和老师一起进行了讨论。 同学:交流电经过整流和滤波可以得到比较平滑的直流电,为什么还要进行稳压呢? 老师:整流、滤波电路虽然能把变压器副边的交流电变换成波形平滑的直流电,却不能保证负载上直流输出电压 的稳定。首先,电网电压有 ±10%的波动,经过整流、滤波后,输出电压也要跟着发生 ±10%的变动;其次,负 载电流大小发生变化,变压器副边有内阻也会直接引起输出电压的变动。 同学:这一点我有体会。 上次我在调试整流、 滤波电路时发现: 不带负载时, 用万用电表测量直流输出电压是 7V; 接上收音机后再去测量,电压就降到了 6V。 老师:对。特别是采用电容滤波的电路这种现象更加突出。 同学:稳压管既然是一种具有稳压作用的二极管,能不能用
调整管多用于稳压电路,
交流电网电压的波动和负载电流的变化都会使整流电源的输出电压和电流随之变动,因此要求较高的电子电路必须使用稳压电源。
(1 )稳压管并联稳压电路
用一个稳压管和负载并联的电路是最简单的稳压电路,见图1( a )。图1中 R 是限流电阻。这个电路的输出电流很小,它的输出电压等于稳压管的稳定电压值 V Z 。
(2 )串联型稳压电路
有放大和负反馈作用的串联型稳压电路是最常用的稳压电路。它的电路和框图见图 1 ( b )、( c )。它是从取样电路( R3 、 R4 )中检测出输出电压的变动,与基准电压( V Z )比较并经放大器( VT2 )放大后加到调整管( VT1 )上,使调整管两端的电压随着变化。如果输出电压下降,就使调整管管压降也降低,于是输出电压被提升;如果输出电压上升,就使调整管管压降也上升,于是输 出电压被压低,结果就使输出电压基本不变。在这个电路的基础上发展成很多变型电路或增加一些辅助电路,如用复合管作调整管,输出电压可调的电路,用运算放 大器作比较放大的电路,以及增加辅助电源和过流保护电路等。
( 3 )开关型稳压电路
近年来广泛应用的新型稳压电源是开关型稳压电源。它的调整管工作在开关状态,本身功耗很小,所以有效率高、体积小等优点,但电路比较复杂。
开关稳压电源从原理上分有很多种。它的基本原理框图见图1( d )。图1中电感 L 和电容 C 是储能和滤波元件,二极管 VD 是调整管在关断状态时为 L 、 C 滤波器提供电流通路的续流二极管。开关稳压电源的开关频率都很高,一般为几~几十千赫,所以电感器的体积不很大,输出电压中的高次谐波也不多。
它的基本工作原理是 : 从取样电路( R3 、 R4 )中检测出取样电压经比较放大后去控制一个矩形波发生器。矩形波发生器的输出脉冲是控制调整管( VT )的导通和截止时间的。如果输出电压 U 0 因为电网电压或负载电流的变动而降低,就会使矩形波发生器的输出脉冲变宽,于是调整管导通时间增大,使 L 、 C 储能电路得到更多的能量,结果是使输出电压 U 0 被提升,达到了稳定输出电压的目的。
( 4 )集成化稳压电路
近年来已有大量集成稳压器产品问世,品种很多,结构也各不相同。目前用得较多的有三端集成稳压器,有输出正电压的 CW7800 系列和输出负电压的 CW7900 系列等产品。输出电流从 0.1A ~ 3A ,输出电压有 5V 、 6V 、 9V 、 12V 、 15V 、 18V 、 24V 等多种。
这种集成稳压器只有三个端子,稳压电路的所有部分包括大功率调整管以及保护电路等都已集成在芯片内。使用时只要加上散热片后接到整流滤波电路后面就行了。外围元件少,稳压精度高,工作可靠,一般不需调试。
图 1 ( e )是一个三端稳压器电路。图1中 C 是主滤波电容, C1 、 C2 是消除寄生振荡的电容 ,VD 是为防止输入短路烧坏集成块而使用的保护二极管。
实用稳压电源
输出电压 3 ~ 9 伏可调,输出电流最大 100 毫安。这个电路就是串联型稳压电源电路。要注意的是 :① 实际上它就是桥式整流电路。 ② 这个电路使用 PNP 型锗管,所以输出是负电压,正极接地。 ③ 用两个普通二极管代替稳压管。任何二极管的正向压降都是基本不变的,因此可用二极管代替稳压管。 2AP 型二极管的正向压降约是 0.3 伏, 2CP 型约是 0.7 伏, 2CZ 型约是 1 伏。 ④ 取样电阻是一个电位器,所以输出电压是可调的。
能够把微弱的信号放大的电路叫做放大电路或放大器。例如助听器里的关键部件
调整管多用于稳压电路,
交流电网电压的波动和负载电流的变化都会使整流电源的输出电压和电流随之变动,因此要求较高的电子电路必须使用稳压电源。
(1 )稳压管并联稳压电路
用一个稳压管和负载并联的电路是最简单的稳压电路,见图 4 ( a )。图中 R 是限流电阻。这个电路的输出电流很小,它的输出电压等于稳压管的稳定电压值 V Z 。
(2 )串联型稳压电路
有放大和负反馈作用的串联型稳压电路是最常用的稳压电路。它的电路和框图见图 4 ( b )、( c )。它是从取样电路( R3 、 R4 )中检测出输出电压的变动,与基准电压( V Z )比较并经放大器( VT2 )放大后加到调整管( VT1 )上,使调整管两端的电压随着变化。如果输出电压下降,就使调整管管压降也降低,于是输出电压被提升;如果输出电压上升,就使调整管管压降也上升,于是输 出电压被压低,结果就使输出电压基本不变。在这个电路的基础上发展成很多变型电路或增加一些辅助电路,如用复合管作调整管,输出电压可调的电路,用运算放 大器作比较放大的电路,以及增加辅助电源和过流保护电路等。
( 3 )开关型稳压电路
近年来广泛应用的新型稳压电源是开关型稳压电源。它的调整管工作在开关状态,本身功耗很小,所以有效率高、体积小等优点,但电路比较复杂。
开关稳压电源从原理上分有很多种。它的基本原理框图见图 4 ( d )。图中电感 L 和电容 C 是储能和滤波元件,二极管 VD 是调整管在关断状态时为 L 、 C 滤波器提供电流通路的续流二极管。开关稳压电源的开关频率都很高,一般为几~几十千赫,所以电感器的体积不很大,输出电压中的高次谐波也不多。
它的基本工作原理是 : 从取样电路( R3 、 R4 )中检测出取样电压经比较放大后去控制一个矩形波发生器。矩形波发生器的输出脉冲是控制调整管( VT )的导通和截止时间的。如果输出电压 U 0 因为电网电压或负载电流的变动而降低,就会使矩形波发生器的输出脉冲变宽,于是调整管导通时间增大,使 L 、 C 储能电路得到更多的能量,结果是使输出电压 U 0 被提升,达到了稳定输出电压的目的。
( 4 )集成化稳压电路
近年来已有大量集成稳压器产品问世,品种很多,结构也各不相同。目前用得较多的有三端集成稳压器,有输出正电压的 CW7800 系列和输出负电压的 CW7900 系列等产品。输出电流从 0.1A ~ 3A ,输出电压有 5V 、 6V 、 9V 、 12V 、 15V 、 18V 、 24V 等多种。
这种集成稳压器只有三个端子,稳压电路的所有部分包括大功率调整管以及保护电路等都已集成在芯片内。使用时只要加上散热片后接到整流滤波电路后面就行了。外围元件少,稳压精度高,工作可靠,一般不需调试。
图 4 ( e )是一个三端稳压器电路。图中 C 是主滤波电容, C1 、 C2 是消除寄生振荡的电容 ,VD 是为防止输入短路烧坏集成块而使用的保护二极管。
实用稳压电源
图 7 是一个实用的稳压电源。输出电压 3 ~ 9 伏可调,输出电流最大 100 毫安。这个电路就是串联型稳压电源电路。要注意的是 :① 整流桥的画法和图 2 ( c )不同,实际上它就是桥式整流电路。 ② 这个电路使用 PNP 型锗管,所以输出是负电压,正极接地。 ③ 用两个普通二极管代替稳压管。任何二极管的正向压降都是基本不变的,因此可用二极管代替稳压管。 2AP 型二极管的正向压降约是 0.3 伏, 2CP 型约是 0.7 伏, 2CZ 型约是 1 伏。图中用了两个 2CZ 二极管作基准电压。 ④ 取样电阻是一个电位器,所以输出电压是可调的。
能够把微弱的信号放大的电路叫做放大电路或放大器。例如助听器里的关键部件
因为固定三端稳压器属于串联型稳压电路,因此它的原理等同于串联型稳压电路。
其中R1、Rp、R2组成的分压器是取样电路,从输出端取出部分电压UB2作为取样电压加至三极管T2的基极。稳压管Dz以其稳定电压Uz作为基准电压,加在T2的发射极上。R3是稳压管的限流电阻。三极管T2组成比较放大电路,它将取样电压UB2与基准电压Uz加以比较和放大,再去控制三极管T1的基极电位。输入电压Ui加在三极管T1与负载RL相串联的电路上,因此,改变T1集电极间的电压降UCE1便可调节RL两端的电压Uo。也就是说,稳压电路的输出电压Uo可以通过三极管T1加以调节,所以T1称为调整管。由于调整元件是晶体管管,而且在电路中与负载相串联,故称为晶体管串联型稳压电路。电阻R4和T1的基极偏置电阻,也是T2的集电极负载电阻。
当电网电压降低或负载电阻减小而使输出端电压有所下降时,其取样电压UB2相应减小,T2基极电位下降。但因T2发射极电位既稳压管的稳定Uz保持不变,所以发射极电压UBE2减小,导致T2集电极电流减小而集电极电位Uc2升高。由于放大管T2的集电极与调整管T1的基极接在一起,故T1基极电位升高,导致集电极电流增大而管压降UCE1减小。因为T1与RL串联,所以,输出电压Uo基本不变。
同理,当电网电压或负载发生变化引起输出电压Uo增大时,通过取样、比较放大、调整等过程,将使调整调整管的管压降UCE1增加,结果抑制了输出端电压的增大,输出电压仍基本保持不变。
调节电位器Rp,可对输出电压进行微调。调整管T1与负载电阻RL组成的是射极输出电路,所以具有稳定输出电压的特点。
在串联型稳压电源电路的工作过程中,要求调整管始终处在放大状态。通过调整管的电流等于负载电流,因此必须选用适当的大功率管作调整管,并按规定安装散热装置。为了防止短路或长期过载烧坏调整管,在直流稳压器中一般还设有短路保护和过载保护等电路。