串联直流稳压电路

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+-u2RC+RLiLUO+-UFVDZ+-AR1R2R3R'2R"2UI+-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+-u2RC+RLiLUO+-UFVDZ+-AR1R2R3R'2R"2UI+-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

UOUO

=R″2

+R3

R1

+R2

+R3

UZRRLUO+-UFVDZ+-AR1R2R3R'2R"2UI+-VTUZUOmin

=R2+R3

R1+R2+R3

UZUOmax

=

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)CEOU(BR)CEO≥U'Imax

=1.1×√2U2式中U'Imax

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

≈(1.1×1.2U2－

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)VUI

=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≈1.2U2UI1.2U2≈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=5mA

，最大电流IZmax=33mA

。①假设采样电阻总的阻值选定为2kΩ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=910Ω取

R2=510Ω取

R1=560Ω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=23V③④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。RRLUO+-UFVDZ+-AR1R2R3R'2R"2UI+-VT1UZR4VT2IL下页上页首页RRLUO+-UFVDZ+-AR1R2R3R'2R"2UI+-VT1UZR4VT2IL稳压电路正常工作时，IL不超过额定值，电流在R4上的压降很小，VT2截止,保护电路不起作用。IL超过某一临界值后，R4上压降增大，使VT2导通,将调整管VT1的基极电流分流掉一部分，于是限制了VT1中电流的增长，保护了调整管。UOILO正常稳压区限流保护限流型保护电路的输出特性下页上页首页2.截流型保护电路限流型保护电路虽然能够限制过大的输出电流，但当负载短路时，整流滤波后的输出直流电压UI将全部加在调整管的两端，而且，此时通过调整管的电也相当大，所以此时消耗在调整管上的功率仍很可观。因此，在容量较大的稳压电路中，希望一旦发生过载，输出电压和输出电流同时下降到较低的数值。这样的保护电路称为截流型保护电路。下页上页首页RRLUO+-VDZ+-AR1R2R3UI+-VT1R4VT2ILR5R7R8R6IC2IB1UB2UE2辅助电源截流型保护电路UOILO正常稳压区保护电路动作截流型保护电路的输出特性过载后的工作点稳压电路正常工作时，电阻R4上的压降较低，此时UR6+UR4<UR8VT2的UBE2<0，VT2截止。下页上页首页RRLUO+-VDZ+-AR1R2R3UI+-VT1R4VT2ILR5R7R8R6IC2IB1UB2UE2辅助电源截流型保护电路当负载电流IL增大时，电阻R4上的压降随之增大，若UBE2增大到使VT2进入放大区后，将产生集电极电流IC2。使调整管的基流被分流，IB1减小，于是引起以下正反馈过程:IC2IB1UOUE2UBE2IC2VT2很快达到饱和，最后稳压电路的输出电压为当保护电路动作以后，UBE2很快下降到1V左右，因而调整管的功耗很小。上页首页在这种截流型保护电路中，当负载端故障排除以后，由于IL减小，使R4上压降减小，只要三极管VT1和VT2能够进入放大区，则稳压电路的输出电压将由于以下正反馈过