稳压管稳压电路
最简单的稳压电路由稳压管组成如图所示。从稳压管的特性可知,若能使稳压管始终工作在它的稳压区内,则VO.基本稳定在Vz左右。
当电网电压升高时,若要保持输出电压不变,则电阻器R上的压降应增大,即流过R的电流增大。这增大的电流由稳压管容纳,它的工作点将由b点移到C点,由特性曲线可知此时Vo≈Vz基本保持不变。
若负载电阻变小时,要保持输出电压不变, 负载电流要变大。由于VI保持不变,则流过电阻R的电流不变。此时负载需要增大的电流由稳压管调节出来,它的工作点将由b点移到a点。 所以,稳压管可认为是利用调节流过自身的电流大小 (端电压基本不变)来满足负载电流的改变,并和限流电阻R配合将电流的变化转化为电压的变化以适应电网电压的变化。
存在问题:电网电压不变时,负载电流的变化范围就是IZ的调节范围(几十mA),这就限制了负载电流I0的变化范围。 怎样才能扩大IO的变化范围?
串联反馈稳压电路
射极输出电路( 如图10.13 )的输入是固定值的VZ ,因而输出电压VO=VZ-VBE也为固定值。当电网电压波动时,由于VZ基本不变,所以VO也基本不变,VI的变化由VCE调节,因此三极管被称为调整管。当RL变化引起IO的变化时,只要△IZ在稳压管的正常范围内, VZ就基本保持不变。即VO基本恒定。
该电路输出电流的变化可扩大为(1+β)△IZ, 因此称为扩流型稳压二极管电路;由于三极管与负载是串联的关系, 因此电路也称为串联型稳压电路。
为了改进稳压性能和使输出电压可随意调节, 可引入深负反馈使输出电阻降低,引入可随意调节放大倍数的放大器以改变输出电压。
下面分几个方面进行分析:
电路组成:
如图10.14所示的电路是由运放组成的串联反馈稳压电路。 它由基准电压、比较放大、调整管和取样电路四部分构成。
稳压过程:
稳压范围:
可见,该稳压电路输出电压的调整范围取决于R1/R2。
三端集成稳压电路
1、三端固定式集成稳压器的封装和引脚功能
以7800系列和7900系列为例,其封装形式和引脚功能如图所示。应用时必须注意引脚功能,不能接错,否则电路将不能正常工作,甚至损坏集成电路。
2、三端可调式集成稳压器的封装和引脚功能
电路结构、外接元件(以LM317为例)、外形封装和引脚功能如下图所示。应用时必须注意引脚功能,不能接错,否则电路将不能正常工作,甚至损坏集成电路。
三端集成稳压器的应用
1、三端固定式典型应用
典型应用电路如图10.18所示。图中C1、C2用于频率补偿,防止自激振荡和抑制高频干扰;C3采用电解电容, 以减少电源引入的低频干扰对输出电压的影响;D是保护二极管,当输入端短路时,给C3一个放电的通路,防止C3两端电压激穿调整管的发射结。
该电路要求:
2、扩大输出电流的应用电路
需要大于0.1A的输出电流时, 可以采用其他型号的集成电路或使用如右图所示的扩流电路。该电路的输出电流I0=I01+I02
该电路具有过流保护功能, 正常工作时,T2、T3截止;当IO过流时,IO1增大, 限流电阻R3的压降增大使T3、T2相继导通, T1的VBE降低,限制了T1的IC1,保护T1不致因过流而损坏。
3、三端可调式集成稳压器的典型应用电路
这类稳压器是依靠外接电阻来调节输出电压的,为保证输出电压的精度和稳定性,要选择精度高的电阻,同时电阻要紧靠稳压器,防止输出电流在连线上产生误差电压。 图所示为三端可调式稳压器的典型应用电路,其输出电压为:
LM317的VREF=1.2V,Iadj=50mA,由于Iadj<<I1,所以
4、三端可调双电源稳压电路
图10.20是由LMl17和LM137组成的正、负输出电压可调的稳压器。电路中的VREF=V31(或V21)=1.2V,R1和R1'=(120~240)Ω,为保证空载情况下输出电压稳定,R2和R2'不宜高于240Ω。 R2和R2'的大小根据输出电压调节范围确定。该电路输入电压们分别为±25V,则输出电压可调范围±(1.2V~20V)。
5、并联扩流型稳压电源
图10.21为并联扩流的稳压电路,它是用两个可调式稳压器LM317组成 。输人电压VI=25V, 输出电流I0=IO1+IO2=3A, 输出电压可调范围为(1.2V~22V )。 电路中的集成运放741是用来平衡两稳压器的输出电流的。如LM317-1输出电流Io1大于LM317-2输出电流IO2时,电阻R1上的电压降增加,运放的同相端电位VP(=VI-I1R1)降低,运放输出端电压VAO降低,通过调整端adj1使输出电压Vo下降,输出电流IO1减小,恢复平衡 ;反之亦然。改变电阻R5可调节输出电压的数值。