《直流稳压电源》word版

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1、第七章直流稳定电源　　绝大多数电子设备在工作时都需要直流电源。通常，电子设备内部大多安装有整流稳压装置，用以将供电电网提供的交流电变成稳定的直流电，供电子设备使用。直流稳定电源是测控系统中的供电或基准单元，其性能指标对测控系统的性能有着重要的影响，因此稳定电源是测控系统中的重要部分。直流稳定电源分为稳压电源和稳流电源两种，实用中以稳压电源为主，主要包括直流基准源、线性直流稳定电源和开关式直流稳定电源等。7.1直流稳定电源的技术指标直流稳定电源的作用是向负载提供稳定的电压和电流。描述电源稳定性的具体要求称为稳定电源的技术指

2、标，包括反映电源电压、电流范围的特性和反映电源稳定稳定程度的质量指标。7.1.1特性指标1)输出电压范围。在满足直流稳压电源正常工作要求的情况下，电压源的输出电压值。该指标与最大输入电压、最小输入输出压差和最小输出电压有关。2)输出电流范围。在满足直流稳流电源正常工作要求的情况下，电流源的输出电流值。3)最大输出电流。在满足直流稳压电源正常工作要求的情况下，能够输出的最大电流值。超过该值，电源的稳压性能降低。7.1.2质量指标1)电压调整率。作为一个稳压电源，输入Vin是不稳定的电压，输出Vo应当是稳定的。定义：输入电压

3、变化△Vin时引起输出电压的变化为电压调整率，用SV表示。另外一种定义为输入电压变化△Vin时引起输出电压的相对变化为电压调整率　　　　　（7-1）这两种定义给出的都是输入电压改变时电源保持预定电压输出的能力，目前都在被采用。2)负载调整率。27定义：在输入电压和其他条件不变时，输出电压的变化与输出电流变化的比值，反映稳压电源的输出阻抗，用RO表示（7-2）　　　　　　　　　　　或表示为　需要说明的是，对于电压源要求输出电阻小，其值越小输出电压越稳定；对于电流源要求输出电阻大，其值越大输出电流越稳定。(3)温度系数。定义

4、：温度变化引起的输出电压的变化为温度系数，用ST表示。这个指标用来度量在改变温度条件下，稳压电源维持预定输出电压Vo的能力。（7-3）或表示为　　(4)纹波。与电源频率或内部开关频率有关的、叠加在直流输出上的信号。它用有效值表示，一般为毫伏级。　　(5)噪声。叠加在直流输出上的随机变化，用有效值表示。　　(6)漂移。电压(或电流)输出量在规定时间内缓慢和连续的最大变化。例7-1某高精度稳压电源输出电压为10V，电压调整率为0.001%/V，负载调整率为0.002%/mA，温度系数的最大值为0.0001%/℃。求在下列情况

5、下，Vo变化多少？（a）当VI由15V~35V变化时；（b）输出电流Io有±10mA的变化时；（c）温度有0℃变为70℃。题解：（a）由式（7-1）得（b）由式（7-2）得（c）由式（7-3）得277.2基准源基准源是测控系统、测控仪器或稳定电源的工作参考，测控系统、测控仪器的测量精确性取决于基准源的水平，而稳压或稳流的最终效果也同样取决于基准源的水平。7.2.1基准电压源基准电压源通常是指在电路中用作电压基准的高稳定度的电压源。理想的基准电压源不受电源和温度的影响，比普通电源具有更高上网精度和稳定性。1.稳压管基准电压

6、源图7-1稳压二极管电压基准电路PN结加反向电压达到一定值时，产生击穿现象，在制作时利用特殊工艺控制二极管的反向特性，使之在一定电压Vw下击穿，就制成了稳压二极管。稳压管的使用十分简单，如图7-1所示，将电阻与稳压管串联到直流电源上，从稳压管两端引出的电压就可作为基准电压，这就是最简单的电压基准源。这种电压基准源的稳定性与供电的直流电源的稳定性、工作电流、环境温度及动态电阻有关。要求直流电源稳定，工作电流为稳压管的最佳工作电流，选用动态电阻小、温度系数低的稳压管。这种电压基准源的性能取决于稳压管的技术指标，输出电阻高、驱

7、动能力不强、输出电压固定不可调节。适用于功率不大、输出电压固定且要求不高的场合。（a）（b）图7-2LM199功能框图为提高稳压管基准电压源的适用性，应设法改善温度稳定性、提高驱动能力。改善温度稳定性可从稳压管本身及电路两方面入手，而提高驱动能力则从电路入手。改善温度稳定性可以采用以下两种方法:(1)将两个温度系数一致的同型号稳压管反向串联使用，这样可以使两个稳压管的温度影响相互抵消，达到提高温度稳定性的目的，目前已有商品化的这种稳压管(如国产的2DW232)。图7-3LM199的典型应用(2)在应用中增设恒温设备，保持

8、稳压管的环境温度恒定，间接提高温度稳定性。目前带有恒温单元的集成基准源已有商品化的产品。如LM199系列精密基准电压源。LM199是目前温度系数最低的集成电压基准源，它等效于带恒温器的稳压二极管。它是四端器件，自带恒温器，其功能框图及电路符号如图7-2所示。脚1、2分别为基准电压源的正、负极,脚3、4之间接9~40V