电路基础与集成电子技术-10.3 模拟稳压电源.pptVIP

第10章 直流电源 2010.02 10.3 模拟稳压电源 10.3.1 稳压二极管稳压电路 10.3.2 串联型稳压电源 10.3.3 三端集成稳压器 引起整流电路输出电压不稳定的因素有三种，即输入交流电压的变化，负载电流的变化和温度的变化。于是可以写出如下关系式 为了稳定直流电压，在反馈放大电路一章中我们曾经讲过，电压负反馈可以稳定输出电压，所以直流稳压电源实质上是一种电压负反馈电路。 10.3.1.1 稳压原理 10.3.1 稳压二极管稳压电路 稳压二极管稳压电路如图10.3.1(a)所示。稳压二极管与负载并联，属于并联调整型稳压电路。它是靠稳压二极管反向击穿区特性曲线十分陡直，即电流大范围内变化，而稳压二极管的击穿电压变化很小，见图10.3.1(b) 。 (a)电路图 (b)伏安特性 图10.3.1 稳压管稳压电路的工作原理 (a)电路图 (b)伏安特性 图10.3.1 稳压管稳压电路的工作原理 先不考虑温度对输出电压的影响，仅讨论输入电压变化和负载电流变化对输出电压的影响。设负载电阻RL不变，由于电网电压变化而引起UI的变化，引起如下稳压过程 设电网电压不变，即UI不变，而负载电阻RL变化，引起负载电流IL变化，有如下稳压过程 由以上分析可见，稳压二极管稳压电路是通过串联在输入端和负载端之间的电阻R获取误差电压，从而起到调节稳压二极管电流的目的，达到稳定输出电压的目的。 要想调节IZ，VZ必须有少许变化，也就是说稳压二极管稳压电路不可能百分之百的稳压，它是一个有差调节系统。 显然稳压二极管的击穿特性越陡（即动态电阻越小），稳压性能越好；电阻R越大，较小的IZ变化即可得到足够的UR，IZ变化小意味着VZ变化小，即电压稳定性好。R越大对误差检测越灵敏，稳压性能越好，所以R也称为稳压电阻。 10.3.1.2 稳压电阻的确定 确定稳压电阻R原则是在输入电压和负载电流的变化范围内，稳压二极管的电流不小于Imin，也不大于Imax。电流小于Imin，稳压性能变坏；电流大于Imax，稳压二极管的功耗超标。 当R=Rmax，UI = UImin时，IR则最小，因IR=IL+IZ，，若此时IL最大，则IZ必最小，于是可确定Rmax 当R=Rmin，UI = UImax时，IR则最大，因IR=IL+IZ，若此时IL最小，则IZ必最大，于是可确定Rmin 提高稳压性能的措施有： ①选用击穿特性陡直的稳压二极管，即rz小的稳压管，并适当 提高IZ以降低rz； ②适当加大R。为了保证一定的IZ，必须提高UI，才能加大R， 但这将使电源效率降低； ③可采用多级稳压。 由于输出电压由稳压管的VZ决定，不能任意调节，且电流变化范围小，所以稳压二极管稳压电路适用于输出电压固定和负载电流变化不大的场合。 例10.2：在图10.3.1(a)所示电路中，设UI=30V，波动范围为，稳压管的VZ=12V，IZmin=5mA，IZmax=20mA，输出电流IO介于 0～5mA之间。试计算电阻R的取值范围。 解： 1. 当UI最大，IO最小时，IZ最大，此时要求IZIZmax，即 2. 当UI最小，IO最大时，IZ最小，此时要求IZIZmin，即 故要求 ，可取 。 10.3.1.3 基准稳压二极管 　　基准稳压二极管简称基准源，或参考源。基准源一般是指击穿电压十分稳定，电压温度系数经过补偿的稳压二极管，其温度系数可小到10?6/℃ 。典型的基准源见表15.1。 表15.1 基准源 型号 　 　 稳定电压(V) 工作电流(mA) 电压温度系数(10?6/℃) MC1403 　2.5±1％ 　 1.2 　　　　 10～1