串联型直流稳压电源的设计与制作

《串联型直流稳压电源的设计与制作》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、串联型直流稳压电源的设计与制作信息与电子工程实验教学中心直流稳压电源的设计与调试实验目的理论基础实验电路设计和实验内容实验操作要点实验仪器和实验电路实验目的1．研究桥式整流、电容滤波电路的特性；2．掌握带有放大环节的串联型晶体管稳压电源的设计与制作；3．掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。理论基础直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理方框图如图10.1.1所示。电网供给的交流电压u1(220V，50Hz)经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压u2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压u3，再用滤波器滤去其交流分量

2、，就可得到比较平直的直流电压uI。但这样的直流电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出的直流电压更加稳定。理论基础1．整流电路整流是利用二极管的单向导电性，把交流电转换成脉动直流电的过程。常见的整流电路有半波、全波、桥式和倍压整流等几种形式。桥式整流电路由四个二极管接成电桥形式，其电路及工作过程如图10.1.2所示：在变压器副边电压的正半周，D1、D3导通，D2、D4截止，电流i1方向如实线箭头所示。在电压的负半周时，电流i2方向如虚线箭头所示。在交流电压u2的一个周期内，二极管D1、D3和D2、D4轮流导通

3、和截止，在负载RL上就得到了一个单方向的全波脉动电压和电流。该电路输出的电压平均值：U0=0.9U2；输出的电流平均值：Io=U0/RL=0.9U2/RL；而每个二极管所承受的最大反向电压为，通过的电流为负载电流IL的一半。理论基础2．滤波电路整流得到的输出电压是单向脉动电压，其中除了直流分量外，还包括了不少交流分量。因此，为了获得平滑的直流电，必须进行滤波。滤波是利用电容、电感元件对直流、交流电呈现不同阻抗的特点，消除脉动直流中的交流成分。滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等，这里采用电容滤波电路。在整流电路的负载RL上并联一个容量较大的电容器，就构成了电容滤波电路。采

4、用电容滤波时，输出电压的脉动程度与电容器的放电时间常数τ=RLC有关系，τ大一些，脉动就小一些。为了得到比较平直的输出电压，一般要求：式中T是交流电源电压的周期，这时输出的直流电压平均值近似为：Uo=1.2U2。滤波电容的数值一般在几十微法到几千微法，其耐压应大于输出电压的最大值，通常采用电解电容器。理论基础3．稳压电路为了得到稳定的直流输出电压，在整流滤波电路之后需要增加稳压电路。在小功率电源设备中，常用稳压电路有两种：稳压二极管组成的稳压电路，其优点是电路简单、元件少，适用于负载电流较小，稳定度要求不高的场合；RL是负载电阻，DZ是硅稳压二极管，R是限流电阻，限流电阻R与

5、DZ配合起稳压作用。ViVo（IZ）IIRVoViVo（IZ）IIRVo当负载电流IL在一定范围内变化时，也由于稳压二极管电流IZ的补偿，使Vo基本保持不变。三极管组成的串联型稳压电路，这种电路可得到稳定度很高的输出电压，并且输出电压可以调节，又可以输出较大的电流，应用广泛。理论基础图10.1.4是一个简单的串联型稳压电路，三极管作为调整元件，叫做调整管，调整管的β足够大，工作在放大区。电阻R和稳压管Dz组成简单的稳压管稳压电路，接到调整管的基极，使基极电压Ub=Uz保持恒定，此电压称为基准电压。该电路的输出电压Uo=Uz-Ube，Uo的值取决于稳压管的稳定电压Uz。如果要改

6、变输出电压，就要更换稳压管。用输出电压直接去控制调整管的基极电流，控制作用不明显，稳压效果较差。为提高稳定度，可以采用带有放大环节的串联稳压电路。理论基础4．带放大环节的串联型稳压电路带放大环节的串联型晶体管稳压电路，将输出电压的变化量ΔUo通过直流放大器放大后，再去控制调整管，使微小的输出电压变化量产生很强的调整作用，从而大大提高了输出电压的稳定性。该稳压电路如图10.1.5，包括以下四部分：取样电路、基准电压电路、比较放大器、调整管。理论基础取样电路：由R1、R2和Rp组成的电阻分压器。将输出电压Uo的一部分取出，送到比较放大器T2的基极。基准电压电路：由稳压管Dz和限流

7、电阻R3构成，从中取得基准电压Uz，它是一稳定性较高的直流电压，作为调整、比较的标准。比较放大器：由晶体管T2构成的直流放大电路，它的基-射极电压Ube2是取样电压Uf与基准电压Uz之差。将这个电压差值放大后去控制调整管T1。R4是T2的集电极负载电阻，同时也是T1的基极偏置电阻。调整管：由工作在线性区的功率管T1组成，它的基极电流受比较放大器T2集电极输出信号控制，只要控制基极电流Ib1，就可以改变集-射极之间的电压Uce1，从而调整输出电压Uo。理论基础（1）当输入电压变化，负载电流保持不变当输入电