第五节 稳压电路及集成稳压器
一,稳压电路
稳压电路的作用就是当电网电压波动或负载发生变化时,能使输出电压稳定.
一 稳压原理
稳压电路的主要元件之一是稳压二极管,它是一种能稳定电压的二极管,它的图形符号如图(a)所示.
1.稳压二极管的特性
稳压二极管能够稳定电压,需具备两个基本条件:
(1)管子两端需加上一个大于其击穿电压的反向电压.
(2)适当限制击穿后的反向电流值.例如将管子与一个适当的电阻串联后,再接入电路中,使反向电流和功率损耗均不超过其允许值.
二 稳压二极管的主要参数
(1)稳定电压VZ
(2)稳定电流IZ
(3)耗散功率PZM
此外,还有温度系数等参数.由于硅管的热稳定性比锗管好,故一般采用硅材料制作稳压二极管,其型号有2CW和2DW两大类.
二,稳压电路及集成稳压器
稳压管与负载电阻相并联,称并联型稳压电路,该电路能提供的负载电流很小,若提高稳压器的输出功率,需使用串联型稳压电路.
1.串联型稳压电路
串联型稳压电路的主要元件为三极管和稳压二极管,三极管在该电路中相当于一只可变电阻,起调整电压的作用.由于负载与起调压作用的三极管相串联,故称为串联型稳压电路.稳压二极管VZ起稳定三极管基极电压作用.
2.具有放大环节的串联型可调稳压电源
上述简单串联型稳压电源的稳压性能并不理想,且输出电压不能调节.图示为串联型可调稳压电源的方框图.
(1)电路及各元件的作用
它由四个部分组成:调整部分,取样电路,基准环节,比较放大级.
调整管V1是该稳压电源的关键元件,利用其集-射之间的电压VCE受基极电流控制的原理,与负载RL串联,用于调整输出电压.
R1,RP,R2组成输出电压Vo的取样电路,能将Vo变化量的一部分送入V2的基极VB2,VB2与基准电压VZ相比较,其差值加在V2管的输入端,V2对这个差值进行放大后去控制调整管的基极电流IB1,从而使调整管V1的VCE发生变化达到稳定电压的作用.
(2)稳压原理
① 当电网电压升高或负载变轻时,输出电压在这种情况下有上升的趋势.取样电路的分压点VB2升高,因VZ不变,所以VBE2升高,IC2随之增大,VC2降低,则调整管VB1亦降低,发射结正偏电压VBE1下降,IB1下降,IC1随着减小,V1集-射间电阻RCE增大,VCE1增大,使输出电压Vo下降.从而输出电压上升的趋势受到遏制而保持稳定.
V ↑→Vo↑→VB2↑→VBE2↑VZ(不变)→IB2↑→IC2↑→VB1↓┐
(RL↑)Vo↓←VCE1↑←RCE1↑←IB1↓←VBE1↓←┚
可简化概括为 Vo↑→VCE1↑→Vo↓
② 当电网电压下降或负载变重时,输出电压有下降的趋势,电路的稳压过程与上面情形相反
V1↓→Vo↓→VB2↓→VBE2↓→IB2↓→IC2↓→VC2↑——┐
(RL↓)Vo↑←VCE1↓←RCE1↓←IB1↑←VBE1↑←VB1↑←┘
可简化概括为 Vo↓→VCE1↓→Vo↑
(3)输出稳定电压的调节
稳定输出电压Vo 的大小可由电位器RP来调节.
(4)影响串联型可调式稳压电源稳压性能的因素
① 取样电路
② 基准环节
③ 放大环节
④ 调整环节
3.集成稳压器
用分立元件组装的稳压电源,固然有输出功率大,适应性较广的优点,但因其体积大,焊点多,可靠性差而使其应用范围受到限制.近年来,集成稳压电源已得到广泛的应用,其中小功率的稳压电源以三端式串联型稳压器的应用最为普遍.
三端式集成稳压器,体积小,外围元件少,性能稳定可靠,使用方便.其基本类型可分为固定输出式和可调式两种.