[拼音]：wenya dianlu

[外文]：voltage stabilizing circuit

在輸入電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度、電路參數(shù)等發(fā)生變化時(shí)仍能保持輸出電壓恒定的電路。這種電路能提供穩(wěn)定的直流電源，廣為各種電子設(shè)備所采用。

圖1為典型的直流穩(wěn)壓器的框圖。交流輸入電壓e₁由變壓器T_p變成電壓e₂，經(jīng)整流、濾波后向調(diào)整電路（穩(wěn)壓電路）輸送一個(gè)不穩(wěn)定的脈動(dòng)的直流電壓u_i。因u_i或穩(wěn)壓電路輸出電流 I₀的變動(dòng)而引起輸出電壓u₀變化時(shí)，調(diào)整電路使u₀保持原值或者只有極小的變動(dòng)。調(diào)整電路中的調(diào)整管工作在線性放大區(qū)的稱為線性電源，工作在非線性區(qū)的則稱為開關(guān)電源。線性電源分為簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路、并聯(lián)穩(wěn)壓電路、串聯(lián)穩(wěn)壓電路和集成化穩(wěn)壓電路。

簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路

圖2為簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路，由限流電阻 R_s和穩(wěn)壓二極管 D_z組成。輸出端電壓u₀＝u_z＝u_i–R_sI_i＝u_i-(I_z+I₀)R_s

當(dāng)輸入電壓u_i或輸出電流I₀在一定范圍內(nèi)升高或降低時(shí)，具有穩(wěn)壓特性的D_z上的電壓u_z保持不變而使u₀也隨之穩(wěn)定，R_s及D_z起調(diào)整電路作用。這種穩(wěn)壓電路的工作范圍受穩(wěn)壓管最大功耗的限制，I_z不能超過(guò)一定數(shù)值。其關(guān)鍵是：在u_i、R_L及u₀均為給定的條件下，R_s值的選取應(yīng)保證在輸入脈動(dòng)電壓為最大值u_imax時(shí)，穩(wěn)定電流I_z和穩(wěn)壓管允許的功耗不超過(guò)規(guī)定的最大值；在輸入脈動(dòng)電壓為最小值u時(shí)，又能保證I_z不低于最小的穩(wěn)定電流。

穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓性能可用輸出電阻R₀和穩(wěn)壓系數(shù)S來(lái)表征。輸出電阻R₀是輸出電壓變化值?u₀與輸出電流變化值?I₀比值的負(fù)數(shù)，即R₀=－?u₀/?I₀。穩(wěn)壓系數(shù)S為輸出電壓的相對(duì)變化量?u₀／u₀與輸入電壓相對(duì)變化量?u_i／u_i的比值，即。R₀和S越小，穩(wěn)壓器性能越好。對(duì)于簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓電路，R₀≈R_z（R_z為穩(wěn)壓二極管動(dòng)態(tài)內(nèi)阻），。過(guò)穩(wěn)壓后輸出的紋波因數(shù)r₀比輸入紋波因數(shù)r_i要小，其比值r₀/r_i也等于S。簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路的S 值一般在0.01左右，性能較差，但線路簡(jiǎn)單，多用于對(duì)穩(wěn)壓要求不高的場(chǎng)合。

并聯(lián)晶體管穩(wěn)壓電路

圖3為并聯(lián)晶體管穩(wěn)壓電路。負(fù)載電阻R_L與調(diào)整管T相并聯(lián)。當(dāng)輸入電壓u_i升高時(shí)，通過(guò)穩(wěn)壓管注入調(diào)整管基極的電流I_b增大，I_c和u≈I_cR₁也隨之增加，輸出電壓u₀仍然穩(wěn)定不變。

這種穩(wěn)壓電路由于用作調(diào)整管的晶體管 T兼有放大作用，穩(wěn)壓性能有所提高，線路也不復(fù)雜，但性能仍不理想，實(shí)際上應(yīng)用較少。

串聯(lián)晶體管穩(wěn)壓電路

圖4為串聯(lián)晶體管穩(wěn)壓電路。調(diào)整管T₁與負(fù)載R_L相串聯(lián)，u_z為放大器T₂發(fā)射極的參考電平。輸出電壓u₀被R₁、R₂分壓取樣后與u_z進(jìn)行比較。當(dāng)輸出電壓u₀因某種原因升高時(shí)，T₂的基極電壓u也升高，I和I隨之增加；調(diào)整管T₁的基極電位u下降，使u₀趨于穩(wěn)定。

采用高增益的集成運(yùn)算放大器代替圖4中的放大器T₂，可以構(gòu)成運(yùn)算放大器穩(wěn)壓電路（圖5）。運(yùn)算放大器的同相端接入一參考電平u_z，由輸出電壓分壓取樣電路的輸出與u_z進(jìn)行比較后的誤差信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器輸出一放大的誤差信號(hào)，然后利用調(diào)整管T使輸出電壓 u₀保持穩(wěn)定。這種穩(wěn)壓電路也能輸出較大的電流，而且輸出電阻低，穩(wěn)壓性能好，電路也易于制作。圖5電路經(jīng)適當(dāng)改變后可接入反饋電阻R_f以改變輸出電壓u₀，據(jù)此可構(gòu)成手動(dòng)控制或程序控制的電壓可變的穩(wěn)壓電源。

開關(guān)穩(wěn)壓電路

開關(guān)型穩(wěn)壓電路具有體積小、效率高的特點(diǎn)。線性電源的效率為30％～55％，而開關(guān)穩(wěn)壓器可達(dá)60％～85％，而且可以省去工頻變壓器和巨大的散熱器，體積和重量都大為減小。這種電路已在各種電子設(shè)備中獲得廣泛的應(yīng)用。

常用的實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制的方法，有自激式開關(guān)穩(wěn)壓器、脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓器和直流變換式開關(guān)穩(wěn)壓器等。

圖 6是采用直流變換器的開關(guān)穩(wěn)壓電路的框圖。對(duì)工頻電壓直接整流-濾波后獲得的直流電壓，由開關(guān)管變?yōu)楦哳l電壓。后者經(jīng)高頻換流變壓器變?yōu)橐欢ǖ碾妷?，再?jīng)高頻整流－濾波以后給出所需的輸出電壓u₀。開關(guān)管的工作受脈沖調(diào)制器和驅(qū)動(dòng)放大器的控制。當(dāng)輸出電壓u₀發(fā)生變化時(shí)，來(lái)自輸出端的取樣信號(hào)經(jīng)比較電路產(chǎn)生誤差信號(hào)，然后通過(guò)脈沖調(diào)制器來(lái)控制開關(guān)管的開關(guān)工作比，從而使直流變換器的輸出保持穩(wěn)定。開關(guān)管是在飽和區(qū)斷續(xù)工作的，所以功耗較線性電源的調(diào)整管為小，因而效率較高。

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標(biāo)簽：wenya dianlu、穩(wěn)壓電路

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文章名稱：《穩(wěn)壓電路》

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