(整理)直流稳压电源技术——串联稳压电源
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串联型直流稳压电源电路电容作用串联型直流稳压电源电路是一种常见的电源电路,它通过串联电容来实现稳压功能。
电容在直流稳压电路中发挥着重要的作用,它能够提供滤波、稳压和储能功能,确保电源输出的稳定性和可靠性。
首先,电容在直流稳压电路中具有滤波功能。
在电源输入端的电容会平滑输入电压的波动,使得电源输出的直流电压更加稳定。
当电源电压波动时,电容可以储存电荷并在电源电压下降时释放电荷,从而提供稳定的电压输出。
电容的电荷储存特性使得电源电压的纹波得到有效的滤波,减小电源电压的波动幅度。
其次,电容在直流稳压电路中起到稳压的作用。
电容的电流和电压之间的关系可以用电容的电压-电荷公式表示,即Q=CV,其中Q表示电容器的电荷,C表示电容器的电容,V表示电容器的电压。
电容的电压与电压源电压之差(即输入电压和输出电压之差)成反比。
当输入电压上升时,电容会充电,从而增加电容器的电压;当输入电压下降时,电容会放电,从而减小电容器的电压。
通过选择合适的电容容值,可以实现对电压的稳定调节,确保输出电压的稳定性。
此外,电容还可以提供短时间的电源输出能力。
在电源电路中,电容能够储存电荷,当电源电压突然下降或负载电流突然增大时,电容可以迅速释放储存的电荷,提供额外的电流支持,保证电源输出的稳定性。
这在某些需要短时间高电流输出的电子设备中非常重要,如电动机的启动、电子电路的开关动作等。
总的来说,电容在串联型直流稳压电源电路中具有滤波、稳压和储能的作用。
它能够平滑电源输入电压的波动,提供稳定的电压输出;通过电容的电压-电荷关系,实现电压的稳定调节;同时,电容还能够提供短时间的电源输出能力,保证电源电压的稳定性。
在设计电源电路时,选择合适的电容容值和类型是非常重要的,它们会直接影响电源电路的稳定性和性能。
需要注意的是,在使用电容时要合理选择电容的额定电压和容值,以免超过电容的额定值导致损坏。
此外,电容的极性也需要注意,要按照电容的极性标记正确连接,否则可能会引起电容的烧毁或电路的故障。
直流稳压电源技术―串联稳压电源一、简易串联稳压电源 1、原理分析 图4-1-1是简易串联稳压电源,T1是调整管,D1是基准电压源,R1是限流电阻,R2是负载。
由于T1基极电压被D1固定在UD1,T1发射结电压(UT1) BE在T1正常工作时基本是一个固定值(一般硅管为0.7V,锗管为0.3V),所以输出电压UO=UD1-(UT1)BE。
当输出电压远大于T1发射结电压时,可以忽略(UT1)BE,则UO≈UD1。
下面我们分析一下建议串联稳压电源的稳压工作原理: 假设由于某种原因引起输出电压UO降低,即T1的发射极电压(UT1)E降低,由于UD1保持不变,从而造成T1发射结电压(UT1)BE上升,引起T1基极电流(IT1)B上升,从而造成T1发射极电流(IT1)E被放大β倍上升,由晶体管的负载特性可知,这时T1导通更加充分管压降(UT1)CE将迅速减小,输入电压UI更多的加到负载上,UO得到快速回升。
这个调整过程可以使用下面的变化关系图表示: UO↓(UT1)E↓UD1恒定(UT1)BE↑(IT1)B↑(IT1)E↑(UT1)CE↓UO↑ 当输出电压上升时,整个分析过程与上面过程的变化相反,这里我们就不再重复,只是简单的用下面的变化关系图表示: UO↑(UT1)E↑UD1恒定(UT1)BE↓(IT1)B↓(IT1)E↓(UT1)CE↑UO↓ 这里我们只分析了输出电压UO降低的稳压工作原理,其实输入电压UI降低等其他情况下的稳压工作原理都与此类似,最终都是反应在输出电压UO降。
直流稳压电源(Ⅰ)串联型晶体管稳压电源实训指导(特别提醒:实验电路图中可能存在有的元器件数值与实验电路板中的不相同,实验时应以实验电路板中的为准。
另外,由于元器件老化、湿度变化、温度变化等诸多因素的影响所致,实验电路板中所标的元器件数值也可能与元器件的实际数值不一致。
有的元器件虽然已经坏了,但仅凭肉眼看不出来。
因此,在每次实验前,应该先对元器件(尤其是电阻、电容、三极管)进行单个元件的测量(注意避免与其它元器件或人体串联或并联在一块测量)。
并记下元器件的实际数值。
否则,实验测得的数值与计算出的数值可能无法进行科学分析。
)一.实验目的1.研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。
2.掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。
二.实验原理电子设备一般都需要直流电源供电。
这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外,大多数是采用把交流电(市电)转变为直流电的直流稳压电源。
u u ut t t t t图14—1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,其原理框图如图14—1所示。
电网供给的交流电压u1(220V,50H Z)经电源变压器降压后,得到符合电路需要的交流电压u1,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,就可得到比较平直的直流电压u r。
但这样的直流输出电压,还会随交流电网电压的波动或负载的变化而变化。
在对直流供电要求较高的场合,还需要使用稳压电路,以保证输出直流电压更加稳定。
图14—2图14—2是由分立元件组成的串联型稳压电源的电路图。
其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。
稳压部分为串联型稳压电路,它由调整元件(晶体管V1 )比较放大器V3、R1,取样电路R4、R5、RP,基准电压R2、VST和过流保护电路V3管及电阻等组成。
整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统,其稳压过程为:当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时,取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器,并与基准电压进行比较,产生的误差信号经V 2放大后送至调整V 1的基极,使调整管改变其管压降,以补偿输出电压的变化,从而达到稳定输出电压的目的。
串联型直流稳压电源工作原理串联型直流稳压电源是一种常见的电源类型,用于为电子设备提供稳定的直流电源。
其工作原理主要分为三个方面:整流、滤波和稳压。
首先,整流是通过将交流电转换为直流电的过程。
通常采用整流桥电路来完成,整流桥电路由四个二极管组成,可以将交流电的正、负半波分别变换为直流电的正、负半波。
交流电经过整流后变为含有较大的纹波的直流电。
接下来是滤波,主要是对经过整流后的直流电进行滤波处理,去除或减小其中的纹波。
一般采用电容滤波器来实现。
电容滤波器利用电容的充放电特性,对纹波进行平滑滤波。
在电容滤波器中,电容充电时可以吸收纹波电压,而充电电流间歇供应到输入负载上;而电容放电则通过输出负载的从电容电阻式滤波电路中获得电流。
最后是稳压,稳压主要是通过反馈控制的方式,对滤波后的直流电进行稳定输出。
其中最常见的稳压控制方式是采用反馈电路,以及一些稳压元件,如稳压二极管、稳压器等。
当负载发生变化时,反馈电路可以感知到输出电压的变化,并通过电子元件将变化传递到稳压器中,使稳压器对输出电压进行调整,以保持输出电压稳定不变。
整流、滤波和稳压是串联型直流稳压电源工作的三个关键环节,它们相互配合,共同实现了对交流电的转换、纹波的滤波和输出电压的稳定。
在整个过程中,稳压器起到了至关重要的作用,它通过不断调整输出电压的方式,实现了对电子设备需要的稳定输出。
然而,串联型直流稳压电源并非没有缺点。
首先,由于采用了整流和滤波技术,稳压电源的成本相对较高。
其次,滤波器的电容具有容量限制,当输出电流较大时,可能无法满足对纹波的完全滤波。
此外,稳压电源对输入电源的稳定程度要求较高,对功率因数的要求也较高。
总的来说,串联型直流稳压电源是一种常用的电源类型,可以为电子设备提供稳定的直流电源。
其工作原理主要包括整流、滤波和稳压三个步骤。
尽管存在一些缺点,但串联型直流稳压电源在广泛的电子设备中得到了广泛应用。
直流稳压电源技术——稳压电源基础第二章稳压电源基础一、电子元件基础知识直流稳压电源中主要使用这些电子元件:电阻、电容、变压器、电感、二极管、三极管、场效应管、集成电路等,有些直流稳压电源可能还有发光二极管、电流表、电压表元件用于工作状态的指示。
这些电子元件主要分为无源器件和有源器件两大类。
其中无源器件是电阻、电容、变压器、电感;有源器件是二极管、三极管、场效应管、集成电路。
无源器件就不必说了,下面我们主要介绍一下有源器件的基础知识。
1、二极管二极管是我们通常情况下的俗称,它的学名叫晶体二极管或半导体二极管。
二极管就是由一个PN 结,加上相应的电极引线封装而成。
二极管按材料分类有硅材料和锗材料;按功能分类又可以分为整流二极管、检波二极管、开关二极管、稳压二极管、变容二极管、肖特基二极管、发光二极管等。
常用的二极管主要是利用PN结的单向导电性进行工作。
如:整流二极管、检波二极管、开关二极管等。
但是二极管还有一些比较特殊的性能,比如稳压二极管反向击穿后两端电压保持不便;变容二极管PN结间的结电容会随着外加电压的变化而发生变化;发光二极管通电后能够发光。
(1)二极管的主要参数正向电流IF在额定功率下,允许通过二极管的电流值。
正向电压降VF二极管通过额定正向电流时,在两极间所产生的电压降。
最大整流电流(平均值)IOM在半波整流连续工作的情况下,允许的最大半波电流的平均值。
反向击穿电压VB二极管反向电流急剧增大到出现击穿现象时的反向电压值。
正向反向峰值电压VRM二极管正常工作时所允许的反向电压峰值,通常VRM 为VP的三分之二或略小一些。
反向电流IR在规定的反向电压条件下流过二极管的反向电流值。
结电容C电容包括电容和扩散电容,在高频场合下使用时,要求结电容小于某一规定数值。
最高工作频率FM二极管具有单向导电性的最高交流信号的频率。
(2)直流稳压电源中常用的二极管直流稳压电源中常用的二极管有整流二极管、稳压二极管和发光二极管。
附件2:参考资料参考资料1、实验十八直流稳压电源─串联型晶体管稳压电源一、实验目的1、研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。
2、掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。
二、实验原理电子设备一般都需要直流电源供电。
这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外,大多数是采用把交流电(市电)转变为直流电的直流稳压电源。
图18-1 直流稳压电源框图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,其原理框图如图18-1 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,就可得到比较平直的直流电压uI。
但这样的直流输出电压,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,以保证输出直流电压更加稳定。
图18-2 是由分立元件组成的串联型稳压电源的电路图。
其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。
稳压部分为串联型稳压电路,它由调整元件(晶体管T1);比较放大器T2、R7;取样电路R1、R2、RW,基准电压DW、R3和过流保护电路T3管及电阻R4、R5、R6等组成。
整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统,其稳压过程为:当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时,取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器,并与基准电压进行比较,产生的误差信号经T2放大后送至调整管T1的基极,使调整管改变其管压降,以补偿输出电压的变化,从而达到稳定输出电压的目的。
图18-2 串联型稳压电源实验电路由于在稳压电路中,调整管与负载串联,因此流过它的电流与负载电流一样大。
当输出电流过大或发生短路时,调整管会因电流过大或电压过高而损坏,所以需要对调整管加以保护。
在图18-2 电路中,晶体管T 3、R 4、R 5、R 6组成减流型保护电路。
串联型直流稳压电源工作原理串联型直流稳压电源是一种常见的电源类型,主要用于为电子设备提供稳定的直流电压。
它的工作原理是通过串联电路中的稳压元件来实现电压的稳定输出。
我们需要了解什么是直流稳压电源。
直流稳压电源是指输出直流电压可以保持在设定值附近,不受输入电压和负载变化的影响。
它主要由输入变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和输出电路等组成。
在串联型直流稳压电源中,稳压元件是实现电压稳定输出的关键。
常见的稳压元件有二极管稳压器、三极管稳压器和集成稳压器等。
二极管稳压器是一种简单的稳压元件,它利用二极管的特性来实现电压的稳定输出。
在串联型直流稳压电源中,二极管稳压器通常由二极管和电阻组成。
当输入电压发生变化时,二极管的导通电压也会发生变化,从而通过电阻调整输出电压,使其保持稳定。
三极管稳压器是一种更为复杂的稳压元件,它利用三极管的放大和调节特性来实现电压的稳定输出。
在串联型直流稳压电源中,三极管稳压器通常由三极管、电阻和二极管组成。
三极管的放大特性使得它能够对输入电压进行放大和调节,通过电阻和二极管的组合,可以实现输出电压的稳定。
集成稳压器是一种集成了稳压电路的芯片,它具有体积小、性能稳定和可靠性高的特点。
在串联型直流稳压电源中,集成稳压器通常由稳压芯片、输入电容和输出电容组成。
稳压芯片内部已经集成了稳压电路,通过输入电容和输出电容来实现电压的稳定输出。
除了稳压元件,滤波电路也是串联型直流稳压电源中的重要组成部分。
滤波电路主要通过电容器来滤除输入电压中的纹波,使输出电压更加稳定。
在串联型直流稳压电源中,滤波电路通常由输入电容和输出电容组成。
输入电容能够滤除输入电压中的高频纹波,输出电容能够滤除输出电压中的低频纹波,从而保证输出电压的稳定性。
总结起来,串联型直流稳压电源是一种通过稳压元件和滤波电路实现输出电压稳定的电源。
它的工作原理是利用稳压元件对输入电压进行调节,通过滤波电路去除电压中的纹波,从而实现稳定的直流输出电压。
串联型直流稳压电源实验报告一、实验介绍串联型直流稳压电源是一种常见的电源类型,它可以将交流电转化为稳定的直流电,并且可以调节输出的电压和电流。
本次实验旨在通过搭建一个串联型直流稳压电源,加深对其原理和构造的理解,并掌握其使用方法。
二、实验器材1.变压器:输入220V,输出18V/2A2.桥式整流器:4个1N4007二极管3.滤波电容:2200uF/35V4.稳压管:LM317T5.可变电阻:10KΩ6.固定电阻:240Ω、330Ω、1KΩ、2KΩ、5KΩ、10KΩ各若干个7.万用表三、实验步骤1.将变压器的输入线接入市电(220V),输出线接入桥式整流器中间两个引脚。
2.将桥式整流器两端分别连接滤波电容正负极。
3.将LM317T三个引脚依次连接可变电阻中间引脚、固定电阻240Ω中间引脚和滤波后的正极。
4.将固定电阻330Ω连接在LM317T的调节引脚和负极之间。
5.将固定电阻1KΩ、2KΩ、5KΩ、10KΩ分别连接在可变电阻两端和负极之间,以便调节输出电压。
6.使用万用表测量输出电压和电流。
四、实验结果通过搭建串联型直流稳压电源,我们成功地将220V的交流电转化为了稳定的直流电,并且可以通过调节可变电阻和固定电阻的值来控制输出的电压和电流。
经过实验测量,我们得到了以下数据:输出电压:0-15V可调输出电流:0-2A可调五、实验分析1.桥式整流器的作用是将交流信号转化为直流信号,滤波器则可以去除直流信号中的杂波。
2.LM317T是一种常见的线性稳压器件,它可以通过控制其输入端与输出端之间的参考电压来实现对输出端稳定直流电压的调节。
3.可变电阻和固定电阻可以通过改变其阻值来控制LM317T输入端与输出端之间的参考电压,从而达到对输出直流信号的调节。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了串联型直流稳压电源的原理和构造,并掌握了其使用方法。
同时,我们也意识到了电路中各个元件的重要性和作用,这对我们今后的学习和实践都有着重要的意义。
直流稳压电源技术——串联稳压电源第四章串联稳压电源上一章我们谈到并联稳压电源有效率低、输出电压调节范围小和稳定度不高这三个缺点。
而串联稳压电源正好可以避免这些缺点,所以现在广泛使用的一般都是串联稳压电源。
一、简易串联稳压电源1、原理分析图4-1-1是简易串联稳压电源,T1是调整管,D1是基准电压源,R1是限流电阻,R2是负载。
由于T1基极电压被D1固定在U D1,T1发射结电压(U T1)BE在T1正常工作时基本是一个固定值(一般硅管为0. 7V,锗管为0.3V),所以输出电压U O=U D1-(U T1)BE。
当输出电压远大于T1发射结电压时,可以忽略(U T1)BE,则U O≈U D1。
下面我们分析一下建议串联稳压电源的稳压工作原理:假设由于某种原因引起输出电压U O降低,即T1的发射极电压(U T1)E降低,由于U D1保持不变,从而造成T1发射结电压(U T1)BE上升,引起T1基极电流(I T1)B上升,从而造成T1发射极电流(I T1)E被放大β倍上升,由晶体管的负载特性可知,这时T1导通更加充分管压降(U T1)CE将迅速减小,输入电压U I更多的加到负载上,U O得到快速回升。
这个调整过程可以使用下面的变化关系图表示:U O↓→(U T1)E↓→U D1恒定→(U T1)BE↑→(I T1)B↑→(I T1)E↑→(U T1)CE↓→U O↑当输出电压上升时,整个分析过程与上面过程的变化相反,这里我们就不再重复,只是简单的用下面的变化关系图表示:U O↑→(U T1)E↑→U D1恒定→(U T1)BE↓→(I T1)B↓→(I T1)E↓→(U T1)CE↑→U O↓这里我们只分析了输出电压U O降低的稳压工作原理,其实输入电压U I降低等其他情况下的稳压工作原理都与此类似,最终都是反应在输出电压U O降低上,因此工作原理大致相同。
从电路的工作原理可以看出,稳压的关键有两点:一是稳压管D1的稳压值U D1要保持稳定;二是调整管T1要工作在放大区且工作特性要好。
其实还可以用反馈的原理来说明简易串联稳压电源的工作原理。
由于电路是一个射极输出器,属于电压串联负反馈电路,电路的输出电压为U O=(U T1)E≈(U T1)B,由于(U T1)B保持稳定,所以输出电压U O 也保持稳定。
简易串联稳压电源由于使用固定的基准电压源D1,所以当需要改变输出电压时只有更换稳压管D1,这样调整输出电压非常不方便。
另外由于直接通过输出电压U O的变化来调节T1的管压降(U T1)CE,这样控制作用较小,稳压效果还不够理想。
因此这种稳压电源仅仅适合一些比较简单的应用场合。
2、电路实例图4-1-1是简易串联稳压电源的一个实际应用电路,这个电路用在无锡市无线电五厂生产的“咏梅”牌771型8管台式收音机上。
其中T8、D Z、R18构成简易稳压电路,B6、D4~D7、C21组成整流滤波电路。
由于T8发射结有0.7V压降,为保证输出电压达到6V,应选用稳压值为6.7V左右的稳压管。
二、串联负反馈稳压电源由于简易串联稳压电源输出电压受稳压管稳压值得限制无法调节,当需要改变输出电压时必须更换稳压管,造成电路的灵活性较差;同时由输出电压直接控制调整管的工作,造成电路的稳压效果也不够理想。
所以必须对简易稳压电源进行改进,增加一级放大电路,专门负责将输出电压的变化量放大后控制调整管的工作。
由于整个控制过程是一个负反馈过程,所以这样的稳压电源叫串联负反馈稳压电源。
1、原理分析图4-2-1是串联负反馈稳压电路电路图,其中T1是调整管,D1和R2组成基准电压,T2为比较放大器,R3~R5组成取样电路,R6是负载。
其电路组成框图见图4-2-2。
假设由于某种原因引起输出电压U O降低时,通过R3~R5的取样电路,引起T2基极电压(U T2)O成比例下降,由于T2发射极电压(U T2)E受稳压管D1的稳压值控制保持不变,所以T2发射结电压(U T2)BE 将减小,于是T2基极电流(I T2)B减小,T2发射极电流(I T2)E跟随减小,T2管压降(U T2)CE增加,导致其发射极电压(U T2)C上升,即调整管T1基极电压(U T1)B将上升,T1管压降(U T1)CE减小,使输入电压U I更多的加到负载上,这样输出电压U O就上升。
这个调整过程可以使用下面的变化关系图表示:U O↓→(U T2)O↓→U D1恒定→(U T2)BE↓→(I T2)B↓→(I T2)E↓→(U T2)CE↑→(U T2)C↑→(U T1)B↑→(U T1)CE↓→U O↑当输出电压升高时整个变化过程与上面完全相反,这里就不再赘述,简单的用下图表示:U O↑→(U T2)O↑→U D1恒定→(U T2)BE↑→(I T2)B↑→(I T2)E↑→(U T2)CE↓→(U T2)C↓→(U T1)B↓→(U T1)CE↑→U O↓与简易串联稳压电源相似,当输入电压U I或者负载等其他情况发生时,都会引起输出电压U O的相应变化,最终都可以用上面分析的过程说明其工作原理。
在串联负反馈稳压电源的整个稳压控制过程中,由于增加了比较放大电路T2,输出电压U O的变化经过T2放大后再去控制调整管T1的基极,使电路的稳压性能得到增强。
T2的β值越大,输出的电压稳定性越好。
2、调节输出电压前面我们还说到R3~R5是取样电路,由于取样电路并联在稳压电路的输出端,而取样电压实际上是通过这三个电阻分压后得到。
在选取R3~R5的阻值时,可以通过选择适当的电阻值来使流过分压电阻的电流远大于流过T2基极的电流。
也就是说可以忽略T2基极电流的分流作用,这样就可以用电阻分压的计算方法来确定T2基极电压(U T2)B。
当R4滑动到最上端时T2基极电压(U T2)B为:此时输出电压为:这时的输出电压是最小值。
当R4滑动到最下端时T2基极电压(U T2)B为:此时输出电压为:这时的输出电压是最大值。
以上计算中,当(U T2)BE<<U D1时可以忽略(U T2)BE的值。
通过上面的计算我们可以看出,只要合适选择R3~R5的阻值就可以控制输出电压U O的范围,改变R3和R5的阻值就可以改变输出电压U O的边界值。
3、增加输出电流当输出电流不能达到要求时,可以通过采用复合调整管的方法来增加输出电流。
一般复合调整管有四种连接方式,如图4-2-7所示。
图4-2-7中的复合管都是由一个小功率三极管T2和一个大功率三极管T1连接而成。
复合管就可以看作是一个放大倍数为βT1βT2,极性和T2一致,功率为(P T1)PCM的大功率管,而其驱动电流只要求(I T 2)B。
图4-2-8是一个实用串联负反馈稳压电源电路图。
此电路采用图4-2-7(a)中的复合管连接方法来增加输出电流大小。
另外还增加了一个电容C2,它的主要作用是防止产生自激振荡,一旦发生自激振荡可由C2将其旁路掉。
三、设计实例这一节我们综合运用前面各章节的知识,根据给定条件实际设计一个直流稳压电源,通过这个设计实例更好的掌握串联负反馈稳压电源的设计。
由于是业余条件下的设计,有些参数指标并没有过多考虑,有部分参数以经验值进行估算。
这样可以避免涉及过深、过多的理论知识,对于业余条件下的应用完全可以满足。
1、电路指标①直流输出电压U O:6V~15V;②最大输出电流I O:500mA;③电网电压变化±10%时,输出电压变化小于±1%;2、电路初选图4-3-1:直流稳压电源电路设计初选电路图由于桥式整流、电容滤波电路十分成熟,这里我们选择桥式整流、电容滤波电路作为电源的整流、滤波部分。
由于要求电源输出电压有一定的调整范围,稳压电源部分选择串联负反馈稳压电路。
同时由于对输出电流要求比较大,调整管必须采用复合管。
综合这些因素可以初步确定电路的形式,参见图4-2-9。
3、变压部分这一部分主要计算变压器B1次级输出电压(U B1)O和变压器的功率P B1。
一般整流滤波电路有2V以上的电压波动(设为ΔU D)。
调整管T1的管压降(U T1)CE应维持在3V以上,才能保证调整管T1工作在放大区。
整流输出电压最大值为15V。
根据第二章《常用整流滤波电路计算表》可知,桥式整流输出电压是变压器次级电压的1.2倍。
当电网电压下降-10%时,变压器次级输出的电压应能保证后续电路正常工作,那么变压器B1次级输出电压(U B1)OMIN应该是:(U B1)OMIN=(ΔU D+(U T1)CE+(U O)MAX)÷1.2(U B1)OMIN=(2V+3V+15V)÷1.2=20V÷1.2=16.67V则变压器B1次级额定电压为:(U B1)O=(U B1)OMIN÷0.9(U B1)O=16.67V÷0.9=18.5V当电网电压上升+10%时,变压器B1的输出功率最大。
这时稳压电源输出的最大电流(I O)MAX为5 00mA。
此时变压器次级电压(U B1)OMAX为:(U B1)OMAX=(U B1)O×1.1(U B1)OMAX=18.5V×1.1=20.35V变压器B1的设计功率为:P B1=(U B1)OMAX×(I O)MAXP B1=20.35V×500mA=10.2VA为保证变压器留有一定的功率余量,确定变压器B1的额定输出电压为18.5V,额定功率为12VA。
实际购买零件时如果没有输出电压为18.5V的变压器可以选用输出电压为18V或以上的变压器。
当选用较高输出电压的变压器时,后面各部分电路的参数需要重新计算,以免由于电压过高造成元件损坏。
4、整流部分这一部分主要计算整流管的最大电流(I D1)MAX和耐压(V D1)RM。
由于四个整流管D1~D4参数相同,所以只需要计算D1的参数。
根据第二章《常用整流滤波电路计算表》可知,整流管D1的最大整流电流为:(I D1)MAX=0.5×I O(I D1)MAX=0.5×500mA=0.25A考虑到取样和放大部分的电流,可选取最大电流(I D1)MAX为0.3A。
整流管D1的耐压(V D1)RM即当市电上升10%时D1两端的最大反向峰值电压为:(V D1)RM≈1.414×(U B1)OMAX=1.414×1.1×(U B1)O≈1.555×(U B1)O(V D1)RM≈1.555×18.5V≈29V得到这些参数后可以查阅有关整流二极管参数表,这里我们选择额定电流1A,反向峰值电压50V 的IN4001作为整流二极管。
5、滤波部分这里主要计算滤波电容的电容量C1和其耐压V C1值。