第7章 直流稳压电源
一、基本要求
1. 了解稳压电源的主要参数;
2. 理解串联稳压电源的稳压过程和稳压原理;
3. 理解集成稳压器的组成及使用;
4. 了解开关型集成稳压电路的工作原理。
二、阅读指导
一个稳定的直流电源是电子装置必不可少的组成部分,它通常由交流电经整流、滤波和稳压电路组成。本章是在第2章介绍整流、滤波和稳压的基础上,主要介绍线性集成稳压电路和开关型集成稳压电路的组成、工作原理以及它们的应用技术。
1. 串联反馈式稳压电路
稳压电源的技术指标有两种:其一是特性指标,包括允许的输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等;其二是质量指标,用来衡量输出直流电压的稳定程度,包括稳压系数、输出电阻、温度系数及纹波电压等。读者主要是了解这些指标的含义。
在教材中图7-1所示的电路中,晶体管T起到自动调整的稳压作用,称为调整管,又因调整管T与负载电阻RL串联,故名串联型稳压电路。目前虽已被集成稳压电路所取代,但其电路的稳压原理仍是集成稳压电路的基础。从电路结构出发,读者应该了解它的取样、基准、放大、调整四个单元的组成和作用,特别是它有一个自动稳压过程(是一个典型的反馈控制环节)。
教材中图7-1所示电路的自动稳压过程按电网波动和负载电阻改变两种情况分述如下:
当电网波动UI↑→UO↑→UF↑→UBE↓→UCE↑→UO↓;
当负载电阻RL↓→UO↓→UF↓→UBE↑→UCE↓→UO↑。
当UI↓或RL↑时的稳压过程则相反,读者可自己分析。
由以上分析可见,这是一个负反馈控制环节。正因为电路内有深度的电压串联负反馈,所以才能使输出电压稳定。
2. 三端集成稳压器
三端集成稳压器的外部只有三个端子:输入、输出和公共端。在三端集成稳压器内有过流、过热及短路保护电路。三端集成稳压器具有体积小、使用方便、工作可靠等特点,当前已被广泛应用。读者应重点理解三端固定集成稳压器、三端可调输出电压集成稳压器、低压差三端稳压器的特点及使用。
3. 串联开关式稳压电源
将直流电压通过半导体开关器件(调整管)转换为高频脉冲电压,经过滤波得到纹波很小的直流输出电压,这种装置称为开关电源。由于调整管工作在开关状态,因而开关电源具有功耗小、效率高、体积小、重量轻等特点,得到迅速的发展和广泛的应用。读者应重点了解开关型集成稳压电源的特点、结构及稳压原理。
三、例题解析
例1. 电路如图7-1。设稳压管工作电压UZ =6V,采样中R1 = R2=RP,估算稳压电路输出电压UO的调节范围。
解:由理想运算放大器的“虚短”,知道UF = UREF = UZ =6V,可估算出
图7-1
A
UB
T
UREF
UF
R1
RP
R2
UO
RL
∞
-
+
UI
-
+