在并聯(lián)穩(wěn)壓電路中我們談到并聯(lián)穩(wěn)壓電源有效率低、輸出電壓調(diào)節(jié)范圍小和穩(wěn)定度不高這三個缺點。而串聯(lián)穩(wěn)壓電源正好可以避免這些缺點,所以現(xiàn)在廣泛使用的一般都是串聯(lián)穩(wěn)壓電源。
一、簡易串聯(lián)穩(wěn)壓電源1、原理分析
圖4-1-1是簡易串聯(lián)穩(wěn)壓電源,T1是調(diào)整管,D1是基準(zhǔn)電壓源,R1是限流電阻,R2是負(fù)載。由于T1基極電壓被D1固定在UD1,T1發(fā)射結(jié)電壓(UT1)BE在T1正常工作時基本是一個固定值(一般硅管為0.7V,鍺管為0.3V),所以輸出電壓UO=UD1-(UT1)BE。當(dāng)輸出電壓遠(yuǎn)大于T1發(fā)射結(jié)電壓時,可以忽略(UT1)BE,則UO≈UD1。
下面我們分析一下建議串聯(lián)穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓工作原理:
假設(shè)由于某種原因引起輸出電壓UO降低,即T1的發(fā)射極電壓(UT1)E降低,由于UD1保持不變,從而造成T1發(fā)射結(jié)電壓(UT1)BE上升,引起T1基極電流(IT1)B上升,從而造成T1發(fā)射極電流(IT1)E被放大β倍上升,由晶體管的負(fù)載特性可知,這時T1導(dǎo)通更加充分管壓降(UT1)CE將迅速減小,輸入電壓UI更多的加到負(fù)載上,UO得到快速回升。這個調(diào)整過程可以使用下面的變化關(guān)系圖表示:
UO↓→(UT1)E↓→UD1恒定→(UT1)BE↑→(IT1)B↑→(IT1)E↑→(UT1)CE↓→UO↑
當(dāng)輸出電壓上升時,整個分析過程與上面過程的變化相反,這里我們就不再重復(fù),只是簡單的用下面的變化關(guān)系圖表示:
UO↑→(UT1)E↑→UD1恒定→(UT1)BE↓→(IT1)B↓→(IT1)E↓→(UT1)CE↑→UO↓
這里我們只分析了輸出電壓UO降低的穩(wěn)壓工作原理,其實輸入電壓UI降低等其他情況下的穩(wěn)壓工作原理都與此類似,最終都是反應(yīng)在輸出電壓UO降低上,因此工作原理大致相同。
從電路的工作原理可以看出,穩(wěn)壓的關(guān)鍵有兩點:一是穩(wěn)壓管D1的穩(wěn)壓值UD1要保持穩(wěn)定;二是調(diào)整管T1要工作在放大區(qū)且工作特性要好。
其實還可以用反饋的原理來說明簡易串聯(lián)穩(wěn)壓電源的工作原理。由于電路是一個射極輸出器,屬于電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路,電路的輸出電壓為UO=(UT1)E≈(UT1)B,由于(UT1)B保持穩(wěn)定,所以輸出電壓UO也保持穩(wěn)定。
簡易串聯(lián)穩(wěn)壓電源由于使用固定的基準(zhǔn)電壓源D1,所以當(dāng)需要改變輸出電壓時只有更換穩(wěn)壓管D1,這樣調(diào)整輸出電壓非常不方便。另外由于直接通過輸出電壓UO的變化來調(diào)節(jié)T1的管壓降(UT1)CE,這樣控制作用較小,穩(wěn)壓效果還不夠理想。因此這種穩(wěn)壓電源僅僅適合一些比較簡單的應(yīng)用場合。
2、電路實例
圖4-1-1是簡易串聯(lián)穩(wěn)壓電源的一個實際應(yīng)用電路,這個電路用在無錫市無線電五廠生產(chǎn)的“詠梅”牌771型8管臺式收音機上。其中T8、DZ、R18構(gòu)成簡易穩(wěn)壓電路,B6、D4~D7、C21組成整流濾波電路。由于T8發(fā)射結(jié)有0.7V壓降,為保證輸出電壓達(dá)到6V,應(yīng)選用穩(wěn)壓值為6.7V左右的穩(wěn)壓管。
二、串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源 由于簡易串聯(lián)穩(wěn)壓電源輸出電壓受穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值得限制無法調(diào)節(jié),當(dāng)需要改變輸出電壓時必須更換穩(wěn)壓管,造成電路的靈活性較差;同時由輸出電壓直接控制調(diào)整管的工作,造成電路的穩(wěn)壓效果也不夠理想。所以必須對簡易穩(wěn)壓電源進(jìn)行改進(jìn),增加一級放大電路,專門負(fù)責(zé)將輸出電壓的變化量放大后控制調(diào)整管的工作。由于整個控制過程是一個負(fù)反饋過程,所以這樣的穩(wěn)壓電源叫串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源。
1、原理分析
圖4-2-1是串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電路電路圖,其中T1是調(diào)整管,D1和R2組成基準(zhǔn)電壓,T2為比較放大器,R3~R5組成取樣電路,R6是負(fù)載。其電路組成框圖見圖4-2-2。
假設(shè)由于某種原因引起輸出電壓UO降低時,通過R3~R5的取樣電路,引起T2基極電壓(UT2)O成比例下降,由于T2發(fā)射極電壓(UT2)E受穩(wěn)壓管D1的穩(wěn)壓值控制保持不變,所以T2發(fā)射結(jié)電壓(UT2)BE將減小,于是T2基極電流(IT2)B減小,T2發(fā)射極電流(IT2)E跟隨減小,T2管壓降(UT2)CE增加,導(dǎo)致其發(fā)射極電壓(UT2)C上升,即調(diào)整管T1基極電壓(UT1)B將上升,T1管壓降(UT1)CE減小,使輸入電壓UI更多的加到負(fù)載上,這樣輸出電壓UO就上升。這個調(diào)整過程可以使用下面的變化關(guān)系圖表示:
UO↓→(UT2)O↓→UD1恒定→(UT2)BE↓→(IT2)B↓→(IT2)E↓→(UT2)CE↑
→(UT2)C↑→(UT1)B↑→(UT1)CE↓→UO↑
當(dāng)輸出電壓升高時整個變化過程與上面完全相反,這里就不再贅述,簡單的用下圖表示:
UO↑→(UT2)O↑→UD1恒定→(UT2)BE↑→(IT2)B↑→(IT2)E↑→(UT2)CE↓
→(UT2)C↓→(UT1)B↓→(UT1)CE↑→UO↓
與簡易串聯(lián)穩(wěn)壓電源相似,當(dāng)輸入電壓UI或者負(fù)載等其他情況發(fā)生時,都會引起輸出電壓UO的相應(yīng)變化,最終都可以用上面分析的過程說明其工作原理。
在串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源的整個穩(wěn)壓控制過程中,由于增加了比較放大電路T2,輸出電壓UO的變化經(jīng)過T2放大后再去控制調(diào)整管T1的基極,使電路的穩(wěn)壓性能得到增強。T2的β值越大,輸出的電壓穩(wěn)定性越好。
2、調(diào)節(jié)輸出電壓
前面我們還說到R3~R5是取樣電路,由于取樣電路并聯(lián)在穩(wěn)壓電路的輸出端,而取樣電壓實際上是通過這三個電阻分壓后得到。在選取R3~R5的阻值時,可以通過選擇適當(dāng)?shù)碾娮柚祦硎沽鬟^分壓電阻的電流遠(yuǎn)大于流過T2基極的電流。也就是說可以忽略T2基極電流的分流作用,這樣就可以用電阻分壓的計算方法來確定T2基極電壓(UT2)B。
當(dāng)R4滑動到最上端時T2基極電壓(UT2)B為:
此時輸出電壓為:
這時的輸出電壓是最小值。
當(dāng)R4滑動到最下端時T2基極電壓(UT2)B為:
此時輸出電壓為:
這時的輸出電壓是最大值。
以上計算中,當(dāng)(UT2)BE《《UD1時可以忽略(UT2)BE的值。
通過上面的計算我們可以看出,只要合適選擇R3~R5的阻值就可以控制輸出電壓UO的范圍,改變R3和R5的阻值就可以改變輸出電壓UO的邊界值。
3、增加輸出電流
當(dāng)輸出電流不能達(dá)到要求時,可以通過采用復(fù)合調(diào)整管的方法來增加輸出電流。一般復(fù)合調(diào)整管有四種連接方式,如圖4-2-7所示。
圖4-2-7中的復(fù)合管都是由一個小功率三極管T2和一個大功率三極管T1連接而成。復(fù)合管就可以看作是一個放大倍數(shù)為βT1βT2,極性和T2一致,功率為(PT1)PCM的大功率管,而其驅(qū)動電流只要求(IT2)B。
圖4-2-8是一個實用串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源電路圖。此電路采用圖4-2-7(a)中的復(fù)合管連接方法來增加輸出電流大小。另外還增加了一個電容C2,它的主要作用是防止產(chǎn)生自激振蕩,一旦發(fā)生自激振蕩可由C2將其旁路掉。
三、設(shè)計實例 這一節(jié)我們綜合運用前面各章節(jié)的知識,根據(jù)給定條件實際設(shè)計一個直流穩(wěn)壓電源,通過這個設(shè)計實例更好的掌握串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源的設(shè)計。由于是業(yè)余條件下的設(shè)計,有些參數(shù)指標(biāo)并沒有過多考慮,有部分參數(shù)以經(jīng)驗值進(jìn)行估算。這樣可以避免涉及過深、過多的理論知識,對于業(yè)余條件下的應(yīng)用完全可以滿足。
1、電路指標(biāo)
?、僦绷鬏敵鲭妷篣O:6V~15V;
?、谧畲筝敵鲭娏鱅O:500mA;
?、垭娋W(wǎng)電壓變化±10%時,輸出電壓變化小于±1%;
2、電路初選
圖4-3-1:直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計初選電路圖
由于橋式整流、電容濾波電路十分成熟,這里我們選擇橋式整流、電容濾波電路作為電源的整流、濾波部分。由于要求電源輸出電壓有一定的調(diào)整范圍,穩(wěn)壓電源部分選擇串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電路。同時由于對輸出電流要求比較大,調(diào)整管必須采用復(fù)合管。綜合這些因素可以初步確定電路的形式,參見圖4-2-9。
3、變壓部分
這一部分主要計算變壓器B1次級輸出電壓(UB1)O和變壓器的功率PB1。
一般整流濾波電路有2V以上的電壓波動(設(shè)為ΔUD)。調(diào)整管T1的管壓降(UT1)CE應(yīng)維持在3V以上,才能保證調(diào)整管T1工作在放大區(qū)。整流輸出電壓最大值為15V。根據(jù)第二章《常用整流濾波電路計算表》可知,橋式整流輸出電壓是變壓器次級電壓的1.2倍。
當(dāng)電網(wǎng)電壓下降-10%時,變壓器次級輸出的電壓應(yīng)能保證后續(xù)電路正常工作,那么變壓器B1次級輸出電壓(UB1)OMIN應(yīng)該是:
(UB1)OMIN=(ΔUD+(UT1)CE+(UO)MAX)÷1.2
(UB1)OMIN=(2V+3V+15V)÷1.2=20V÷1.2=16.67V
則變壓器B1次級額定電壓為:
?。║B1)O=(UB1)OMIN÷0.9
?。║B1)O=16.67V÷0.9=18.5V
當(dāng)電網(wǎng)電壓上升+10%時,變壓器B1的輸出功率最大。這時穩(wěn)壓電源輸出的最大電流(IO)MAX為500mA。此時變壓器次級電壓(UB1)OMAX為:
(UB1)OMAX=(UB1)O×1.1
?。║B1)OMAX=18.5V×1.1=20.35V
變壓器B1的設(shè)計功率為:
PB1=(UB1)OMAX×(IO)MAX
PB1=20.35V×500mA=10.2VA
為保證變壓器留有一定的功率余量,確定變壓器B1的額定輸出電壓為18.5V,額定功率為12VA。實際購買零件時如果沒有輸出電壓為18.5V的變壓器可以選用輸出電壓為18V或以上的變壓器。當(dāng)選用較高輸出電壓的變壓器時,后面各部分電路的參數(shù)需要重新計算,以免由于電壓過高造成元件損壞。
4、整流部分
這一部分主要計算整流管的最大電流(ID1)MAX和耐壓(VD1)RM。由于四個整流管D1~D4參數(shù)相同,所以只需要計算D1的參數(shù)。
根據(jù)第二章《常用整流濾波電路計算表》可知,整流管D1的最大整流電流為:
(ID1)MAX=0.5×IO
?。↖D1)MAX=0.5×500mA=0.25A
考慮到取樣和放大部分的電流,可選取最大電流(ID1)MAX為0.3A。
整流管D1的耐壓(VD1)RM即當(dāng)市電上升10%時D1兩端的最大反向峰值電壓為:
(VD1)RM≈1.414×(UB1)OMAX=1.414×1.1×(UB1)O≈1.555×(UB1)O
?。╒D1)RM≈1.555×18.5V≈29V
得到這些參數(shù)后可以查閱有關(guān)整流二極管參數(shù)表,這里我們選擇額定電流1A,反向峰值電壓50V的IN4001作為整流二極管。
5、濾波部分
這里主要計算濾波電容的電容量C1和其耐壓VC1值。
根據(jù)根據(jù)第二章濾波電容選擇條件公式可知濾波電容的電容量為(3-5)×0.5×T÷R,一般系數(shù)取5,由于市電頻率是50Hz,所以T為0.02S,R為負(fù)載電阻。
當(dāng)最不利的情況下,即輸出電壓為15V,負(fù)載電流為500mA時:
C1=5×0.5×T÷(UO÷IO)
C1=5×0.5×0.02S÷(15V÷0.5A)≈1666μF
當(dāng)市電上升10%時整流電路輸出的電壓值最大,此時濾波電容承受的最大電壓為:
VC1=(UB1)OMAX=20.35V
實際上普通電容都是標(biāo)準(zhǔn)電容值,只能選取相近的容量,這里可以選擇2200μF的鋁質(zhì)電解電容。耐壓可選擇25V以上,一般為留有余量并保證長期使用中的安全,可將濾波電容的耐壓值選大一點,這里選擇35V。
6、調(diào)整部分
調(diào)整部分主要是計算調(diào)整管T1和T2的集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓(BVT1)CEO,最大允許集電極電流(IT1)CM,最大允許集電極耗散功率(PT1)CM。
在最不利的情況下,市電上升10%,同時負(fù)載斷路,整流濾波后的出電壓全部加到調(diào)整管T1上,這時調(diào)整管T1的集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓(BVT1)CEO為:
?。˙VT1)CEO=(UB1)OMAX=20.35V
考慮到留有一定余量,可取(BVT1)CEO為25V。
當(dāng)負(fù)載電流最大時最大允許集電極電流(IT1)CM為:
?。↖T1)CM=IO=500mA
考慮到放大取樣電路需要消耗少量電流,同時留有一定余量,可取(IT1)CM為600mA。
這樣大允許集電極耗散功率(PT1)CM為:
?。≒T1)CM=((UB1)OMAX-UOMIN)×(IT1)CM
?。≒T1)CM=(20.35V-6V)×600mA=8.61W
考慮到留有一定余量,可?。≒T1)CM為10W。
查詢晶體管參數(shù)手冊后選擇3DD155A作為調(diào)整管T1。該管參數(shù)為:PCM=20W,ICM=1A,BVCEO≥50V,完全可以滿足要求。如果實在無法找到3DD155A也可以考慮用3DD15A代替,該管參數(shù)為:PCM=50W,ICM=5A,BVCEO≥60V。
選擇調(diào)整管T1時需要注意其放大倍數(shù)β≥40。
調(diào)整管T2各項參數(shù)的計算原則與T1類似,下面給出各項參數(shù)的計算過程。
(BVT2)CEO=(BVT1)CEO=(UB1)OMAX=20.35V
同樣考慮到留有一定余量,?。˙VT2)CEO為25V。
?。↖T2)CM=(IT1)CM÷βT1
(IT2)CM=600mA÷40=15mA
(PT2)CM=((UB1)OMAX-UOMIN)×(IT2)CM
(PT2)CM=(20.35V-6V)×15mA=0.21525W
考慮到留有一定余量,可取(PT2)CM為250mW。
查詢晶體管參數(shù)手冊后選擇3GD6D作為調(diào)整管T2。該管參數(shù)為:PCM=500mW,ICM=20mA,BVCEO≥30V,完全可以滿足要求。還可以采用9014作為調(diào)整管T2,該管參數(shù)為:PCM=450mW,ICM=100mA,BVCEO≥45V,也可以滿足要求。
選擇調(diào)整管T2時需要注意其放大倍數(shù)β≥80。
則此時T2所需要的基極驅(qū)動電流為:
(IT2)MAX=(IT2)CM÷βT1=15mA÷80=0.1875mA
7、基準(zhǔn)電源部分
基準(zhǔn)電源部分主要計算穩(wěn)壓管D5和限流電阻R2的參數(shù)。
穩(wěn)壓管D5的穩(wěn)壓值應(yīng)該小于最小輸出電壓UOMIN,但是也不能過小,否則會影響穩(wěn)定度。這里選擇穩(wěn)壓值為3V的2CW51,該型穩(wěn)壓管的最大工作電流為71mA,最大功耗為250mW。為保證穩(wěn)定度,穩(wěn)壓管的工作電流ID5應(yīng)該盡量選擇大一些。而其工作電流ID5=(IT3)CE+I(xiàn)R2,由于(IT3)CE在工作中是變化值,為保證穩(wěn)定度取IR2>>(IT3)CE,則ID5≈IR2。
這里初步確定IR2MIN=8mA,則R2為:
R2=(UOMIN-UD5)÷IR2MIN
R2=(6V-3V)÷8mA=375Ω
實際選擇時可取R2為390Ω
當(dāng)輸出電壓UO最高時,IR2MAX為:
IR2MAX=UOMAX÷R2
IR2MAX=15V÷390≈38.46mA
這時的電流IR2MAX小于穩(wěn)壓管D5的最大工作電流,可見選擇的穩(wěn)壓管能夠安全工作。
8、取樣部分
取樣部分主要計算取樣電阻R3、R4、R5的阻值。
由于取樣電路同時接入T3的基極,為避免T3基極電流IT3B對取樣電路分壓比產(chǎn)生影響,需要讓IT3B>>IR3。另外為了保證穩(wěn)壓電源空載時調(diào)整管能夠工作在放大區(qū),需要讓IR3大于調(diào)整管T1的最小工作電流(IT1)CEMIN。由于3DD155A最小工作電流(IT1)CEMIN為1mA,因此取IR3MIN=10mA。則可得:
R3+R4+R5=UOMIN÷IR3MIN
R3+R4+R5=6V÷10mA=600Ω
當(dāng)輸出電壓UO=6V時:
UD5+(UT3)BE=(R4+R5)÷(R3+R4+R5)×UO
?。≧4+R5)=(UD5+(UT3)BE)×(R3+R4+R5)÷UO
(R4+R5)=(3V+0.7V)×600Ω÷6V=370Ω
當(dāng)輸出電壓UO=15V時:
UD5+(UT3)BE=R5÷(R3+R4+R5)×UO
R5=(UD5+(UT3)BE)×(R3+R4+R5)÷UO
R5=(3V+0.7V)×600Ω÷15V=148Ω
實際選擇時可取R5為150Ω。這樣R4為220Ω,R3為230Ω。但實際選擇時可取R3為220Ω。
9、放大部分
放大部分主要是計算限流電阻R1和比較放大管T3的參數(shù)。由于這部分電路的電流比較小,主要考慮T3的放大倍數(shù)β和集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓(BVT1)CEO。
這里需要T3工作在放大區(qū),可通過控制T3的集電極電流(IT3)C來達(dá)到。而(IT3)C是由限流電阻R1控制,并且有:
IR1=(IT3)C+(IT2)B
一方面,為保證T1能夠滿足負(fù)載電流的要求,要求滿足IR1>(IT2)B;另一方面,為保證T3穩(wěn)定工作在放大區(qū),以保證電源的穩(wěn)定度,其集電極電流(IT3)C不能太大。
這里可以選IR1為1mA,當(dāng)輸出電壓最小時,則R1為:
R1=((UB1)O-UO-(UT1)BE-(UT2)BE)÷IR1
R1=(15V-6V-0.7V-0.7V)÷1mA=7.6KΩ
實際選擇時可取R1為7.5 KΩ。
當(dāng)輸出電壓最大時,IR1為:
IR1=((UB1)O-UO-(UT1)BE-(UT2)BE)÷R1
IR1=(15V-6V-0.7V-0.7V)÷7.5 KΩ≈1.013mA
可見當(dāng)輸出電壓最大時IR1上升幅度僅1%,對T3工作點影響不大,可滿足要求。
由于放電電路的電流并不大,各項電壓也都小于調(diào)整電路,可以直接選用3GD6D或9014作為放大管T3。
10、其他元件
在T2的基極與地之間并聯(lián)有電容C2,此電容的作用是為防止發(fā)生自激振蕩影響電路工作的穩(wěn)定性,一般可取0.01μF/35V。在電源的輸出端并聯(lián)的電容C3是為提高輸出電壓的穩(wěn)定度,特別對于瞬時大電流可以起到較好的抑制作用,可選470μF/25V鋁電解電容。
10、總結(jié)
通過前面的計算,已經(jīng)得到了所有元件的參數(shù)??梢詫⑦@些參數(shù)標(biāo)注到圖4-3-1中,這樣就得到完整的串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源電路圖,見圖4-3-2。這里計算的其實都還只是初步的參數(shù),實際組裝完畢后應(yīng)該仔細(xì)測量電源的各項指標(biāo)是否符合要求,各部分元件工作是否正常。如果發(fā)現(xiàn)問題,應(yīng)該根據(jù)實際情況作出調(diào)整。根據(jù)調(diào)整的結(jié)果來修正原理圖中的電路參數(shù),最終完成穩(wěn)壓電源的設(shè)計。
四、串聯(lián)穩(wěn)壓電源的改進(jìn)措施 前面介紹的串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源只是一種基本的穩(wěn)壓電路,實際使用中的穩(wěn)壓電源可能會有各種各樣的特殊要求。有些要求更高的電壓穩(wěn)定度,有些要求更大的輸出電流能力,有些要求有短路保護(hù)。這樣就需要針對不同的要求對前面介紹的電路進(jìn)行改進(jìn)。下面就對串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源的各種改進(jìn)措施進(jìn)行介紹。
1、改善穩(wěn)定度
一般改善穩(wěn)定度的方法有:使用恒流源負(fù)載、增加電壓放大部分的級數(shù)、采用輔助的穩(wěn)定電源、增加補償電路等方法。
使用恒流源負(fù)載
由于串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電路是通過輸出電壓的變化量,經(jīng)放大后來調(diào)節(jié)調(diào)整管的管壓降達(dá)到穩(wěn)壓的目的。當(dāng)放大倍數(shù)越高,電源的穩(wěn)定度就越高。對于三極管放大器,當(dāng)集電極電阻越大同時輸入電阻越小時,放大倍數(shù)就越大。但集電極電阻過大會造成集電極電流過小,會造成輸入電阻增大。為解決這個矛盾,可以使用恒流源負(fù)載代替集電極電阻。
圖4-4-1是一種使用三極管恒流源的穩(wěn)壓電路。圖中虛線框內(nèi)的T4、D2、R6、R7組成恒流源電路,作為T3發(fā)射極負(fù)載。
圖4-4-2是使用恒流二極管作為恒流源的穩(wěn)壓電路。恒流二極管一種能在比較寬的電壓范圍內(nèi)提供恒定電流的半導(dǎo)體器件。由于具有直流等效電阻低、交流動態(tài)阻抗高、穩(wěn)定系數(shù)小、直流電壓降可調(diào)的優(yōu)點。因此可用于代替圖4-4-1中的三極管恒流源。
圖4-4-3是使用場效應(yīng)管作為恒流源的串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電路。由于結(jié)型場效應(yīng)管具有類似恒流二極管的特性,當(dāng)漏極D接到整流濾波后的電壓,柵極G與源極S連接后接到放大管T3的集電極時,場效應(yīng)管就成了放大管T3的集電極恒流源負(fù)載。
增加電壓放大部分的級數(shù)
由于當(dāng)放大電路的放大倍數(shù)越高時,電源的穩(wěn)定度就越高。一般單管放大電路的放大倍數(shù)有限,可以采用增加放大電路級數(shù)的方法來提高放大倍數(shù),這樣也可以大大提高電源的穩(wěn)定度。不過增加放大電路的級數(shù)后,電路更容易產(chǎn)生自激振蕩,在設(shè)計放大電路時需要采取手段避免電路產(chǎn)生自激。由于增加電壓放大級數(shù)不可避免的增加了電路的復(fù)雜程度,一般分離元件制作的穩(wěn)壓電源中較少使用此方法。
采用輔助的穩(wěn)定電源
在基本形式的串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電路中,放大管T3的集電極電路R1直接連接到經(jīng)整流濾波后的電壓上。由于這個電壓不是穩(wěn)定的電壓,當(dāng)其發(fā)生變化時,其變化量會加到調(diào)整管的基極,進(jìn)而影響輸出電壓穩(wěn)定度??梢酝ㄟ^將R1接入到一個穩(wěn)定電壓的方法來避免這種影響。圖4-4-2中,D2、R6組成輔助穩(wěn)壓電源,負(fù)責(zé)向R1提供穩(wěn)定的電壓。這種形式的穩(wěn)壓電路通常用在大輸出電流的穩(wěn)壓電源中,可以顯著提高電源的穩(wěn)定度。
增加補償電路
由于串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電路是通過輸出電壓的變化量來控制穩(wěn)定度,那么可以直接使用輸入電壓的波動或者負(fù)載電流的波動來進(jìn)行補償控制,理想狀態(tài)下可以達(dá)到補償效果正好等于輸出電壓的變化量。但由于補償量的計算比較復(fù)雜,實際電路中受各種因素影響,補償效果也難以達(dá)到要求。一般較少采用此方法,多為針對特定電路采取的臨時措施。
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