稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成,如图5一21所示。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后,稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
一、稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求
稳压电源的技术指标可以分为两大类:一类是特性指标,如输出电压、输出电滤及电压调节范围;另一类是质量指标,反映一个稳压电源的优劣,包括稳定度、等效内阻(输出电阻)、纹波电压及温度系数等。对稳压电源的性能,主要有以下四个万面的要求
1.稳定性好
当输入电压Usr (整流、滤波的输出电压)在规定范围内变动时,输出电压Usc 的变化应该很小一般要求 。
由于输入电压变化而引起输出电压变化的程度,称为稳定度指标,常用稳压系数S 来表示:S的大小,反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。在同样的输入电压变化条件下,S越小,输出电压的变化越小,电源的稳定度越高。通常S约为 。
2.输出电阻小
负载变化时(从空载到满载),输出电压Usc ,应基本保持不变。稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。
输出电阻(又叫等效内阻)用rn 表示,它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比。
rn 反映负载变动时,输出电压维持恒定的能力,rn 越小,则Ifz 变化时输出电压的变化也越小。性能优良的稳压电源,输出电阻可小到1欧,甚至0.01欧。
3.电压温度系数小
当环境温度变化时,会引起输出电压的漂移。良好的稳压电源,应在环境温度变化时,有效地抑制输出电压的漂移,保持输出电压稳定,输出电压的漂移用温度系数KT来表示.
4.输出电压纹波小
所谓纹波电压,是指输出电压中50赫或100赫的交流分量,通常用有效值或峰值表示。经过稳压作用,可以使整流滤波后的纹波电压大大降低,降低的倍数反比于稳压系数S 。
上节介绍的串联型稳压电路,用做一种简单的稳压电源,可以满足一般无线电爱好者的需要。但是,这种电源还有许多“天生的”缺陷,要提高对性能的要求,就必须再做一些改进。从以下四个右面对它的性能加以改善,便可做成一台有实用价值的稳压电源了。这就是:增加放大环节,提高稳定性,使输出电压可调;用复合管做调整管,使输出电流增大;增加保护电路,使电源工作安全可靠。
二、带有放大环节的稳压电源
输出电压的变化量△Usc 是很微弱的,它对调整管的控制作用也很弱,因此稳压效果不够好,带有放大环节的稳压电源,就是在电路中增加一个直流放大器,把微弱的输出电压变化量先加以放大,再去控制调整管,从而提高对调整管的控制作用,使稳压电源的稳定性能得到改善。图5-22 是带有放大环节的稳压电源电路。
图中,BG1 是调整管,BG2 是比较放大管。输出电田变化量△Usc 的一部分与基准电压Uw 比较,并经BG2 放大后进到了BG1 的基极。Rc 是BG2 的集电极电阻,又是BG1 的上偏置电阻。R1、R2是BG2 的上、下偏置电阻,组成分压电路,把ΔUsc 的一部分作为输出电压的取样,送给BG2 的基极,因此又叫取样电路 R2 上的电压Ub2:叫取样电压。DW和R3组,成稳压电路,提供基准电压
。
从电路路中可以看出,当输出电压Usc 下降的时候,通过R1 、R2组成的分压电路的作用,BG2 的基极电位Ub2也下降了。由于基准电压UW 使BG2 的发射极电位保持不变,Ubc2 :=Ub2,一UW随之减小。于是BG2 集电极电流Ic:减小,Uc2增高,即BG1 的基极电位Ub1增高,使Icl增加,管压降Uce1减小,从而导致输出电压Usc 保持基本稳定。BG2 的放大倍数越大,调整作用就越强,输出电压就越稳定。
如果输出电压Usc 增高时,同样道理,又会通过反馈作用使Usc 减小,保持输出电压基本不变。
下面谈谈各元件的选取原则。前面已经提到,Rc是放大级的负载电阻,又相当于调整管的偏置电阻。Rc大,放大倍数大,有利于提高稳压器指标,但Rc过大会使BG2 和调整管电流太小,限制了负载电流和调整范围。通常Rc根据下列公式选取:
Usrmin
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