中文名 | 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 | 所屬類型 | 直流穩(wěn)壓電源中的一種 |
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見附圖。當輸入電壓(VI)改變時,能自動調節(jié)(VCE)電壓的大小,使輸出電壓(Vo)保持恒定。例如:VI↑→Vo↑→經取樣和放大電路后→IB↓→VCE↑→Vo↓
VI是整流濾波后的電壓,T為調整管,A為比較放大電路,VREF為基準電壓,它由穩(wěn)壓管Dz與限流電阻R構成。R1與R2組成反饋網絡,是用來反映輸出電壓變化的取樣環(huán)節(jié)。
如果將前述的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路全部集成在一塊硅片上,加以封裝后引出三端引腳,就成了三端集成穩(wěn)壓電源了。
正電壓輸出的78××系列,負電壓輸出的79××系列。其中××表示固定電壓輸出的數值。如:7805、7806、7809、7812、7815、7818、7824等,指輸出電壓是 5V、 6V、 9V、 12V、 15V、 18V、 24V。79××系列也與之對應,只不過是負電壓輸出。這類穩(wěn)壓器的最大輸出電流為1.5A,塑料封裝(TO-220)最大功耗為10W(加散熱器);金屬殼封裝(TO-3)外形,最大功耗為20W(加散熱器)。
這種穩(wěn)壓電路的主回路由調整管T與負載相串聯(lián)構成,且T工作在線性狀態(tài),故稱為線性串聯(lián)式穩(wěn)壓電路。
輸出電壓Vo=VI-VCE,其變化量由反饋網絡取樣,并經放大電路(A)放大后去控制調整管T的基極電壓,從而改變調整管T的VCE大小。
當輸入電壓VI增加(或負載電流Io減小)時,導致輸出電壓Vo增加,隨之反饋電壓VF=R2Vo/(R1 R2)=FvVo也增加(Fv為反饋系數)。VF與基準電壓VREF相比較,其差值電壓經比較放大電路放大后使調整管的VB和IC減小,于是調整管T的c-e間電壓VCE增大,使Vo下降,從而維持Vo基本恒定。顯然,這是電壓負反饋電路基本性能2100433B
整流濾波后的電壓是不穩(wěn)定的電壓,在電網電壓或負載變化時,該電壓都會產生變化,而且紋波電壓又大。所以,整流濾波后,還須經過穩(wěn)壓電路,才能使輸出電壓在一定的范圍內穩(wěn)定不變。在這里我們就用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路對其進行穩(wěn)壓。
串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,除了變壓、整流、濾波外,穩(wěn)壓部分一般有四個環(huán)節(jié):調整環(huán)節(jié)、基準電壓、比較放大器和取樣電路。當電網電壓或負載變動引起輸出電壓V0變化時,取樣電路將輸出電壓V0的一部分饋送回比較放大器和基...
此穩(wěn)壓電源可調范圍在3.5V~25V之間任意調節(jié),輸出電流大,并采用可調穩(wěn)壓管式電路,從而得到滿意平穩(wěn)的輸出電壓。工作原理:經整流濾波后直流電壓由R1提供給調整管的基極,使調整管導通,在V1導通時電壓...
串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,除了變壓、整流、濾波外,穩(wěn)壓部分一般有四個環(huán)節(jié):調整環(huán)節(jié)、基準電壓、比較放大器和取樣電路。當電網電壓或負載變動引起輸出電壓V0變化時,取樣電路將輸出電壓V0的一部分饋送回比較放大器和基...
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降低功耗已成為超大規(guī)模集成電路的一個重要發(fā)展方向,而降低電源電壓(目前Vdd=1.8V甚至更低)是一種很有效的降低功耗的方法。而在非揮發(fā)性存儲器電路中,為了能夠將數據保持10年以上,
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穩(wěn)壓電路的工作原理與簡單穩(wěn)壓電源的制作 本文介紹的是制作簡單的穩(wěn)壓電源(圖 1),同學們經過組裝、調試,全部達到了預定的要求。圍繞穩(wěn)壓電路,大 家提出了許多問題,和老師一起進行了討論。 同學:交流電經過整流和濾波可以得到比較平滑的直流電,為什么還要進行穩(wěn)壓呢? 老師:整流、濾波電路雖然能把變壓器副邊的交流電變換成波形平滑的直流電,卻不能保證負載上直流輸出電壓 的穩(wěn)定。首先,電網電壓有 ±10%的波動,經過整流、濾波后,輸出電壓也要跟著發(fā)生 ±10%的變動;其次,負 載電流大小發(fā)生變化,變壓器副邊有內阻也會直接引起輸出電壓的變動。 同學:這一點我有體會。 上次我在調試整流、 濾波電路時發(fā)現: 不帶負載時, 用萬用電表測量直流輸出電壓是 7V; 接上收音機后再去測量,電壓就降到了 6V。 老師:對。特別是采用電容濾波的電路這種現象更加突出。 同學:穩(wěn)壓管既然是一種具有穩(wěn)壓作用的二極管,能不能用
調整管多用于穩(wěn)壓電路,
交流電網電壓的波動和負載電流的變化都會使整流電源的輸出電壓和電流隨之變動,因此要求較高的電子電路必須使用穩(wěn)壓電源。
(1 )穩(wěn)壓管并聯(lián)穩(wěn)壓電路
用一個穩(wěn)壓管和負載并聯(lián)的電路是最簡單的穩(wěn)壓電路,見圖1( a )。圖1中 R 是限流電阻。這個電路的輸出電流很小,它的輸出電壓等于穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓值 V Z 。
(2 )串聯(lián)型穩(wěn)壓電路
有放大和負反饋作用的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路是最常用的穩(wěn)壓電路。它的電路和框圖見圖 1 ( b )、( c )。它是從取樣電路( R3 、 R4 )中檢測出輸出電壓的變動,與基準電壓( V Z )比較并經放大器( VT2 )放大后加到調整管( VT1 )上,使調整管兩端的電壓隨著變化。如果輸出電壓下降,就使調整管管壓降也降低,于是輸出電壓被提升;如果輸出電壓上升,就使調整管管壓降也上升,于是輸 出電壓被壓低,結果就使輸出電壓基本不變。在這個電路的基礎上發(fā)展成很多變型電路或增加一些輔助電路,如用復合管作調整管,輸出電壓可調的電路,用運算放 大器作比較放大的電路,以及增加輔助電源和過流保護電路等。
( 3 )開關型穩(wěn)壓電路
近年來廣泛應用的新型穩(wěn)壓電源是開關型穩(wěn)壓電源。它的調整管工作在開關狀態(tài),本身功耗很小,所以有效率高、體積小等優(yōu)點,但電路比較復雜。
開關穩(wěn)壓電源從原理上分有很多種。它的基本原理框圖見圖1( d )。圖1中電感 L 和電容 C 是儲能和濾波元件,二極管 VD 是調整管在關斷狀態(tài)時為 L 、 C 濾波器提供電流通路的續(xù)流二極管。開關穩(wěn)壓電源的開關頻率都很高,一般為幾~幾十千赫,所以電感器的體積不很大,輸出電壓中的高次諧波也不多。
它的基本工作原理是 : 從取樣電路( R3 、 R4 )中檢測出取樣電壓經比較放大后去控制一個矩形波發(fā)生器。矩形波發(fā)生器的輸出脈沖是控制調整管( VT )的導通和截止時間的。如果輸出電壓 U 0 因為電網電壓或負載電流的變動而降低,就會使矩形波發(fā)生器的輸出脈沖變寬,于是調整管導通時間增大,使 L 、 C 儲能電路得到更多的能量,結果是使輸出電壓 U 0 被提升,達到了穩(wěn)定輸出電壓的目的。
( 4 )集成化穩(wěn)壓電路
近年來已有大量集成穩(wěn)壓器產品問世,品種很多,結構也各不相同。目前用得較多的有三端集成穩(wěn)壓器,有輸出正電壓的 CW7800 系列和輸出負電壓的 CW7900 系列等產品。輸出電流從 0.1A ~ 3A ,輸出電壓有 5V 、 6V 、 9V 、 12V 、 15V 、 18V 、 24V 等多種。
這種集成穩(wěn)壓器只有三個端子,穩(wěn)壓電路的所有部分包括大功率調整管以及保護電路等都已集成在芯片內。使用時只要加上散熱片后接到整流濾波電路后面就行了。外圍元件少,穩(wěn)壓精度高,工作可靠,一般不需調試。
圖 1 ( e )是一個三端穩(wěn)壓器電路。圖1中 C 是主濾波電容, C1 、 C2 是消除寄生振蕩的電容 ,VD 是為防止輸入短路燒壞集成塊而使用的保護二極管。
實用穩(wěn)壓電源
輸出電壓 3 ~ 9 伏可調,輸出電流最大 100 毫安。這個電路就是串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路。要注意的是 :① 實際上它就是橋式整流電路。 ② 這個電路使用 PNP 型鍺管,所以輸出是負電壓,正極接地。 ③ 用兩個普通二極管代替穩(wěn)壓管。任何二極管的正向壓降都是基本不變的,因此可用二極管代替穩(wěn)壓管。 2AP 型二極管的正向壓降約是 0.3 伏, 2CP 型約是 0.7 伏, 2CZ 型約是 1 伏。 ④ 取樣電阻是一個電位器,所以輸出電壓是可調的。
能夠把微弱的信號放大的電路叫做放大電路或放大器。例如助聽器里的關鍵部件
調整管的應用
調整管多用于穩(wěn)壓電路,
交流電網電壓的波動和負載電流的變化都會使整流電源的輸出電壓和電流隨之變動,因此要求較高的電子電路必須使用穩(wěn)壓電源。
(1 )穩(wěn)壓管并聯(lián)穩(wěn)壓電路
用一個穩(wěn)壓管和負載并聯(lián)的電路是最簡單的穩(wěn)壓電路,見圖 4 ( a )。圖中 R 是限流電阻。這個電路的輸出電流很小,它的輸出電壓等于穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓值 V Z 。
(2 )串聯(lián)型穩(wěn)壓電路
有放大和負反饋作用的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路是最常用的穩(wěn)壓電路。它的電路和框圖見圖 4 ( b )、( c )。它是從取樣電路( R3 、 R4 )中檢測出輸出電壓的變動,與基準電壓( V Z )比較并經放大器( VT2 )放大后加到調整管( VT1 )上,使調整管兩端的電壓隨著變化。如果輸出電壓下降,就使調整管管壓降也降低,于是輸出電壓被提升;如果輸出電壓上升,就使調整管管壓降也上升,于是輸 出電壓被壓低,結果就使輸出電壓基本不變。在這個電路的基礎上發(fā)展成很多變型電路或增加一些輔助電路,如用復合管作調整管,輸出電壓可調的電路,用運算放 大器作比較放大的電路,以及增加輔助電源和過流保護電路等。
( 3 )開關型穩(wěn)壓電路
近年來廣泛應用的新型穩(wěn)壓電源是開關型穩(wěn)壓電源。它的調整管工作在開關狀態(tài),本身功耗很小,所以有效率高、體積小等優(yōu)點,但電路比較復雜。
開關穩(wěn)壓電源從原理上分有很多種。它的基本原理框圖見圖 4 ( d )。圖中電感 L 和電容 C 是儲能和濾波元件,二極管 VD 是調整管在關斷狀態(tài)時為 L 、 C 濾波器提供電流通路的續(xù)流二極管。開關穩(wěn)壓電源的開關頻率都很高,一般為幾~幾十千赫,所以電感器的體積不很大,輸出電壓中的高次諧波也不多。
它的基本工作原理是 : 從取樣電路( R3 、 R4 )中檢測出取樣電壓經比較放大后去控制一個矩形波發(fā)生器。矩形波發(fā)生器的輸出脈沖是控制調整管( VT )的導通和截止時間的。如果輸出電壓 U 0 因為電網電壓或負載電流的變動而降低,就會使矩形波發(fā)生器的輸出脈沖變寬,于是調整管導通時間增大,使 L 、 C 儲能電路得到更多的能量,結果是使輸出電壓 U 0 被提升,達到了穩(wěn)定輸出電壓的目的。
( 4 )集成化穩(wěn)壓電路
近年來已有大量集成穩(wěn)壓器產品問世,品種很多,結構也各不相同。目前用得較多的有三端集成穩(wěn)壓器,有輸出正電壓的 CW7800 系列和輸出負電壓的 CW7900 系列等產品。輸出電流從 0.1A ~ 3A ,輸出電壓有 5V 、 6V 、 9V 、 12V 、 15V 、 18V 、 24V 等多種。
這種集成穩(wěn)壓器只有三個端子,穩(wěn)壓電路的所有部分包括大功率調整管以及保護電路等都已集成在芯片內。使用時只要加上散熱片后接到整流濾波電路后面就行了。外圍元件少,穩(wěn)壓精度高,工作可靠,一般不需調試。
圖 4 ( e )是一個三端穩(wěn)壓器電路。圖中 C 是主濾波電容, C1 、 C2 是消除寄生振蕩的電容 ,VD 是為防止輸入短路燒壞集成塊而使用的保護二極管。
實用穩(wěn)壓電源
圖 7 是一個實用的穩(wěn)壓電源。輸出電壓 3 ~ 9 伏可調,輸出電流最大 100 毫安。這個電路就是串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路。要注意的是 :① 整流橋的畫法和圖 2 ( c )不同,實際上它就是橋式整流電路。 ② 這個電路使用 PNP 型鍺管,所以輸出是負電壓,正極接地。 ③ 用兩個普通二極管代替穩(wěn)壓管。任何二極管的正向壓降都是基本不變的,因此可用二極管代替穩(wěn)壓管。 2AP 型二極管的正向壓降約是 0.3 伏, 2CP 型約是 0.7 伏, 2CZ 型約是 1 伏。圖中用了兩個 2CZ 二極管作基準電壓。 ④ 取樣電阻是一個電位器,所以輸出電壓是可調的。
能夠把微弱的信號放大的電路叫做放大電路或放大器。例如助聽器里的關鍵部件
三端穩(wěn)壓管原理
因為固定三端穩(wěn)壓器屬于串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,因此它的原理等同于串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。
其中R1、Rp、R2組成的分壓器是取樣電路,從輸出端取出部分電壓UB2作為取樣電壓加至三極管T2的基極。穩(wěn)壓管Dz以其穩(wěn)定電壓Uz作為基準電壓,加在T2的發(fā)射極上。R3是穩(wěn)壓管的限流電阻。三極管T2組成比較放大電路,它將取樣電壓UB2與基準電壓Uz加以比較和放大,再去控制三極管T1的基極電位。輸入電壓Ui加在三極管T1與負載RL相串聯(lián)的電路上,因此,改變T1集電極間的電壓降UCE1便可調節(jié)RL兩端的電壓Uo。也就是說,穩(wěn)壓電路的輸出電壓Uo可以通過三極管T1加以調節(jié),所以T1稱為調整管。由于調整元件是晶體管管,而且在電路中與負載相串聯(lián),故稱為晶體管串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。電阻R4和T1的基極偏置電阻,也是T2的集電極負載電阻。
當電網電壓降低或負載電阻減小而使輸出端電壓有所下降時,其取樣電壓UB2相應減小,T2基極電位下降。但因T2發(fā)射極電位既穩(wěn)壓管的穩(wěn)定Uz保持不變,所以發(fā)射極電壓UBE2減小,導致T2集電極電流減小而集電極電位Uc2升高。由于放大管T2的集電極與調整管T1的基極接在一起,故T1基極電位升高,導致集電極電流增大而管壓降UCE1減小。因為T1與RL串聯(lián),所以,輸出電壓Uo基本不變。
同理,當電網電壓或負載發(fā)生變化引起輸出電壓Uo增大時,通過取樣、比較放大、調整等過程,將使調整調整管的管壓降UCE1增加,結果抑制了輸出端電壓的增大,輸出電壓仍基本保持不變。
調節(jié)電位器Rp,可對輸出電壓進行微調。調整管T1與負載電阻RL組成的是射極輸出電路,所以具有穩(wěn)定輸出電壓的特點。
在串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路的工作過程中,要求調整管始終處在放大狀態(tài)。通過調整管的電流等于負載電流,因此必須選用適當的大功率管作調整管,并按規(guī)定安裝散熱裝置。為了防止短路或長期過載燒壞調整管,在直流穩(wěn)壓器中一般還設有短路保護和過載保護等電路。