串联直流稳压电路.ppt

* 第四节 串联型直流稳压电路 * 第四节 串联型直流稳压电路 输出电压的调节范围 稳压电路的过载保护 电路组成和工作原理 调整管的选择 下页 总目录 + - u2 R C + RL iL UO + - UF VDZ + - A R1 R2 R3 R2 R2 UI + - VT 采样电阻 放大电路 基准电压 调整管 一、 电路组成和工作原理 下页 上页 1. 电路组成 首页 2. 工作原理 + - u2 R C + RL iL UO + - UF VDZ + - A R1 R2 R3 R2 R2 UI + - VT 串联型直流稳压电路稳压的过程， 实质上是通过电压负反馈使输出电压保持基本稳定的过程。 下页 上页 首页 仿真 二、 输出电压的调节范围 UZ = UF = R″2 + R3 R1 + R2 + R3 UO UO = R″2 + R3 R1 + R2 + R3 UZ R RL UO + - UF VDZ + - A R1 R2 R3 R2 R2 UI + - VT UZ UOmin = R2 + R3 R1 + R2 + R3 UZ UOmax = R3 R1 + R2 + R3 UZ 通过改变采样电阻中电位器R2的滑动端位置进行调节。 下页 上页 首页 式中 ILmax 是负载电流的最大值。 三、 调整管的选择 调整管不仅要根据外界条件的变化， 随时调整本身的管压降，以保持输出电压稳定， 还要提供负载所要求的全部电流， 因此管耗比较大，通常采用大功率的三极管。 选用时应估算管子的主要参数,确保调整管的安全。 1. 集电极最大允许电流 ICM ≥ ILmax + IR 下页 上页 首页 2.集电极和发射极之间的最大允许反向电压U(BR)CEO U(BR)CEO ≥ UImax = 1. 1 ×√2 U2 式中 UImax 是空载时整流滤波电路的最大输出电压。 稳压电路正常工作时，调整管上的电压降约为几伏。 若负载短路， 则整流滤波电路的输出电压UI将全部加在调整管两端。 UI最大值可能接近于变压器二次电压的峰值 另外电网电压可能有±10%的波动， 所以应选择三极管的参数为： 下页 上页 首页 3. 集电极最大耗散功率 PCM 调整管的功耗 PC = UCEIC = ( UI － UO ) IC PCM ≥ ( UImax － UOmin ) × ICmax ≈ ( 1. 1 × 1. 2 U2 － UOmin ) × ICmax 式中 UImax 是满载时整流滤波电路的最大输出电压， 电容滤波电路中，若电容的容值足够大， 可认为其输出电压近似为1.2U2。 当电网电压达到最大值，而输出电压达到最小值， 同时负载电流也达到最大值时，调整管的功耗最大， 下页 上页 首页 调整管选定后，为保证调整管工作在放大状态， 通常使 UCE= ( 3 ～ 8 ) V UI = UOmax ＋ ( 3 ～ 8 ) V 稳压电路的输入直流电压应为： 若采用桥式整流、电容滤波电路则 UI ≈ 1. 2 U2 UI 1. 2 U2 ≈ 1. 1 × 考虑电网电压可能有10%的波动， 因此要求变压器二次电压为： 下页 上页 首页 [例10.6.1] 在串联型直流稳压电路中，要求输出电压UO=(10~15) V，负载电流IL=(0~100) mA 。已选定基准电压的稳压管的稳定电压UZ=7V ，最小电流IZmin=5 mA ，最大电流IZmax= 33 mA 。 ① 假设采样电阻总的阻值选定为2 kΩ左右，则R1、 R2和R3三个电阻分别为多大？ ② 估算电源变压器二次电压的有效值U2 ； ③ 估算基准稳压管的限流电阻R的阻值； ④ 估算稳压电路中的调整管的极限参数。 下页 上页 首页 解 ① 下页 上页 取 R3=910 Ω 取 R2=510 Ω 取 R1=560 Ω 经验证，输出电压的变化范围符合给定的要求。 首页 下页 上页 首页 ② 取 UI=23V ③ ④ 下页 上页 首页 四、 稳压电路的过载保护 1. 限流型保护电路 主要保护元件是串接在调整管发射极回路中的监测电阻R4和保护三极管VT2。 R4的阻值很小，一般为1Ω左右。 R RL UO + - UF VDZ + - A R1 R2 R3 R2 R2 UI + - VT1 UZ R4 VT2 IL