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直流稳压电源产品分类电路详细介绍

2020-12-21 13:35 行业新闻 已读

  稳压电源通常由三部分组成:变压器,整流器和稳压器。变压器将主电源的交流电压转换为所需的低压交流电。整流器将交流电转换为直流电。滤波后,稳压器将不稳定的直流电压转换为稳定的直流电压输出。

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  一、稳定电源技术指标和稳定电源要求

  稳定电源的技术指标可分为两类。第一个是特性指标,例如输出电压,输出滤波器和电压调节范围。另一个是质量指标,它反映了稳定电源的优缺点,例如稳定性,等效内部电阻(输出电阻),纹波电压和温度系数。对稳定电源的性能有四个主要要求:

  1、稳定性好

  如果输入电压Usr(经过整流和滤波后的输出电压)在指定范围内变化,则输出电压Usc应该变化很小。

  由于输入电压的变化而导致的输出电压的变化程度称为稳定性指数。通常由稳压系数S表示。S的大小反映了稳定电源克服输入电压变化的能力。在相同的输入电压变化条件下,S越小,输出电压变化越小,电源越稳定。通常S是大约。

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  2、低输出电阻

  输出电压Usc基本上应与负载变化(从无负载到满负载)保持相同。稳压电源的性能可以通过输出电阻来表征。

  输出电阻(也称为等效内部电阻)用rn表示。这等于输出电压的变化与负载电流的变化之比。

  它反映了当Rn负载变化时保持恒定输出电压的能力。 rn越小,Ifz变化时输出电压的变化就越小。具有出色性能的稳压电源的输出电阻为1 ohm或0.01 ohm。

  3、电压温度系数小

  输出电压随环境温度变化而漂移。稳定的电源应有效减少输出电压漂移,并在环境温度变化时保持输出电压稳定。输出电压漂移由温度系数KT表示。

  4、输出电压纹波小

  所谓纹波电压是指输出电压在50Hz或100Hz时的交流分量,通常表示为有效值或峰值。在电压稳定之后,可以显着降低整流和滤波后的纹波电压,并且减小倍数与电压稳定系数S成反比。

  上一节介绍的串联稳压器可以用作简单的稳定电源,以满足普通无线电发烧友的需求。但是,这种类型的电源仍然存在许多“自然”缺陷。为了提高性能要求,您需要进行一些改进。通过从以下四个方面提高性能,它可以成为具有实用价值的稳定电源。这是:增加了放大链接,提高了稳定性并允许可调输出电压。将复合管用作调节管以增加输出电流。增加保护电路,使电源安全可靠。

  二、带有放大链接的稳定电源

  输出电压△Usc的变化非常微弱,并且对调节管的控制效果也非常微弱,因此电压稳定效果不足。具有放大链路的稳定电源在电路上增加了DC放大器,以减少其缺点。通过首先放大输出电压的输出电压变化量然后控制调节管来改善调节管的控制功能。稳定度提高电源的稳定性。图5-22显示了带有放大链路的稳定电源电路。

  在该图中,BG1是调节管,BG2是比较放大器管。将输出电场变化的一部分△Usc与参考电压Uw进行比较,并由BG2放大,然后进入BG1的基极。 Rc是BG2的集电极电阻和BG1的上限偏置电阻。 R1和R2是构成分压电路的BG2的上,下偏置电阻。这是因为部分ΔUsc用作输出电压样本并发送到BG2的基极,也叫:

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  电压Ub2在采样电路R2上:称为采样电压。 DW和R3组形成稳压电路并提供参考电压。

  从电路中可以看出,当输出电压Usc下降时,通过由R1和R2组成的分压电路的作用,BG2的基极电势Ub2也下降。因为参考电压UW保持BG2的发射极电势不变,所以Ubc2:= Ub2,一个UW相应降低。因此,BG2集电极电流Ic:减小,Uc2增加,也就是说,BG1的基极电位Ub1增加,从而Icl增加并且管电压降Uce1减小,导致输出电压Usc基本保持稳定。 BG2的放大倍数越大,调节效果越强,输出电压越稳定。

  如果出于同样的原因,如果输出电压Usc增加,则反馈将再次降低Usc,从而使输出电压基本保持不变。

  让我们谈谈每个组件的选择原则。如前所述,Rc是放大器级的负载电阻,等于调节管的偏置电阻。 Rc大,放大倍数大,有利于调节器指标的提高,但是Rc太大会使BG2和调节器电流太小,限制了负载电流和调节范围。通常,Rc是根据以下公式选择的:

  Usrmin是整流器输出的最小电压。 Ic2可以是1到3 mA。齐纳管DW的稳定电压Uw具有较宽的选择范围,只要它不使BG2饱和(即,Uw比Usc低2伏)即可。 Uw大,采样电压可以大,有利于提高调压性能。流经限流电阻器R3的电流I3应等于DW的稳定电流,该电流应满足以下关系:

  输入电压Usr应比输出电压Usc高3〜8伏。如果Usr太小,则调节管容易饱和,无法调节。如果Usr太大,则电子管损耗会增加,并且会浪费功率。如果整流纹波较小,则Usr应该较低;如果纹波较大,则Usr应该更高。调节管BG1的β值应尽可能大。为此,可以使用储藏管。调节器管的功耗也应足够大,以满足以下要求:

  Usrmax是电网电压最高时的整流输出电压。放大管BG2还应选择β值较大的管,以增强调节管的控制效果,并使输出更稳定。在具有较大Usc的稳压器电路中,还应注意BG2可以承受的反向电压,应选择该反向电压。

  晶体管。分压器电阻(R1 + R2)应适当小以改善电路性能。通常,流经分压电阻的电流是放大器管基极电流的5-10倍。分压比由输出电压Usc和参考电压Uw决定,并由以下公式确定:

  通常,您可以先选择R1或R2,然后通过计算来调整另一个电阻。分压器的比率应选择较大,通常为0.5至0.8。

  三、稳压电源,输出电压可调

  从上述电路可以看出,输出电压和参考电压之间的关系由分压器电路“调节”。当参考电压恒定时,改变分压比可以在一定范围内改变输出电压。在

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       R1和R2之间连接一个电位计W(见图5-23),输出电压可以在一定范围内连续调节。

  四、使用复合管作为调节器的调节电源在调节电源中,负载电流Ifz流经调节器,并且输出大电流的电源必须使用大功率调节器,并且需要足够的电流进行调整。管的基部和比较放大器电路无法提供所需的大电流,但是调节器管需要较高的电流放大系数以有效地改善电压调节性能,但是高输出管通常具有电流放大系数。空无一人。高。解决这些冲突的方法是为原始调节管配备一个或多个“助剂”,以形成复合管。图5-24显示了使用复合管作为稳压管的稳压电源电路。

  当复合管用作调节管时,BG2的反向电流Iceo2会放大。特别地,当使用大功率锗管时,反向截止电流Icbo相对较大,并且随着温度的升高呈指数增加,从而使其更有可能在高温下被卸载。不可控的稳压电源会增加输出电压Usc。误差信号ΔUsc被放大并添加到BG2的级基极以减小Ic。这可能会迫使BG2断开连接。为了使调节管在不同温度下在放大区域中起作用,通常会在BG1的基极上增加一个电阻(R7),并将其连接到电源的正极(图5-24)或负极。如果温度或负载变化很小,或者使用了所有硅胶管,则可以省略该电阻。

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  R7的值可以通过以下公式估算。

  五、带保护电路的稳压电源。

  稳压电路中必须采取短路保护措施,以确保安全可靠的运行。由于正常的保险丝熔断缓慢,因此添加保险丝不会起到保护作用,因此必须安装保护电路。

  保护电路的功能是防止短路和电流增加时整个管子燃烧。基本方法是在输出电流超过一定值时将调节管置于反向偏置状态,切断电路电流,然后自动切断。保护电路有多种形式。图2-25显示了由图2-25中的二极管D和二极管保护电路的电阻R0组成的二极管保护电路。在正常工作期间,二极管两端的电压会波动,但二极管仍处于反向截止状态。当负载电流增加到某个值时,电阻器RO的凹槽ROIe增大,二极管导通。由于UD = Ube1 + ROIe并且二极管导通电压UD恒定,因此Ube1被迫减小,从而将Ie限制在特定值以保护调节器管。使用时,必须选择UD值大的​​二极管。

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  图2-26显示了三极管保护电路。它由晶体管BG2和分压电阻R4和R5组成。当电路正常工作时,R4和R5的压力作用使BG2的基极电势高于发射极电势,并且发射极结承受反向电压。因此,BG2处于截止状态(对应于开路),并且不影响稳压器电路。电路短路时,输出电压为零,BG2的发射极对应于地,BG2变为饱和导通状态(对应于短路),稳压管BG1的基极和发射极接近于短路。电路并关闭,它切断电路电流以达到保护的目的。

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