串联反馈式稳压电路

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稳压电源是一种能够稳定输出电压的电源设备，其中串联反馈式稳压电路是一种常见的稳压电路设计。

串联型三极管稳压电路1.电路构成用三极管V代替图8.2中的限流电阻Ｒ，就得到图8.3所示的串联型三极管稳压电路。

在基极电路中，V DZ与Ｒ组成参数稳压器。

图 8.3 串联型三极管稳压电路2. 工作原理〔实验〕：①按图8.3连接电路，检查无误后，接通电路。

②保持输入电压U i不变，改变R L，观察U0。

③保持负载R L不变，改变U L，观察U0。

结论：输出电压U0基本保持不变。

该电路稳压过程如下：（１）当输入电压不变，而负载电压变化时，其稳压过程如下：（２）当负载不变，输入电压U增加时，其稳压过程如下：（３）当ＵＩ增加时，输出电压Ｕ０有升高趋势，由于三极管Ｔ基极电位被稳压管ＤＺ固定，故Ｕ０的增加将使三极管发射结上正向偏置电压降低，基极电流减小，从而使三极管的集射极间的电阻增大，ＵＣＥ增加，于是，抵消了Ｕ０的增加，使Ｕ０基本保持不变．上述电路虽然对输出电压具有稳压作用，但此电路控制灵敏度不高，稳压性能不理想。

8.3.2 带有放大环节的串联型稳压电路1．电路组成在图8.3电路加放大环节．如图8.4所示。

可使输出电压更加稳定。

图８．４带放大电路的串联型稳压电路取样电路：由Ｒ1、ＲP、Ｒ2组成，当输出电压变大时，取样电阻将其变化量的一部分送到比较放大管的基极，基极电压能反映出电压的变化，称为取样电压；取样电压不宜太大，也不宜太小，若太大，控制的灵敏度下降；若太小，带负载能力减弱。

基准电路：由ＲZ、V DＺ组成，给V２发射极提供一个基准电压，ＲZ为限流电阻，保证V DＺ有一个合适的工作电流。

比较放大管V2：Ｒ4既是V２的集电极负载电阻，又是V１的基极偏置电阻，比较放大管的作用是将输出电压的变化量，先放大，然后加到调整管的基极，控制调整管工作，提高控制的灵敏度和输出电压的稳定性。

调整管V１：它与负载串联，故称此电路为串联型稳压电路，调整管V１受比较放大管控制，集射极间相当于一个可变电阻，用来抵消输出电压的波动。

串联反馈式稳压电路图XX_01图XX_01是串联反馈式稳压电路的一般结构图，图中VI是整流滤波电路的输出电压，T为调整管，A为比较放大电路，VREF 为基准电压，它由稳压管DZ与限流电阻R串联所构成的简单稳压电路获得（见齐纳二极管一节），R1与R2组成反馈网络，是用来反映输出电压变化的取样环节。

这种稳压电路的主回路是起调整作用的BJT T与负载串联，故称为串联式稳压电路。

输出电压的变化量由反馈网络取样经放大电路（A）放大后去控制调整管T的c-e极间的电压降，从而达到稳定输出电压VO的目的。

稳压原理可简述如下：当输入电压VI 增加（或负载电流IO减小）时，导致输出电压VO增加，随之反馈电压VF=R2VO/（R1+R2）=F V V O也增加（F V为反馈系数）。

V F与基准电压V REF相比较，其差值电压经比较放大电路放大后使V B和I C减小，调整管T的c-e极间电压VCE 增大，使VO下降，从而维持VO基本恒定。

同理，当输入电压VI 减小（或负载电流IO增加）时，亦将使输出电压基本保持不变。

从反馈放大电路的角度来看，这种电路属于电压串联负反馈电路。

调整管T连接成电压跟随器。

因而可得或式中A V是比较放大电路的电压增益，是考虑了所带负载的影响，与开环增益AVO不同。

在深度负反馈条件下，时，可得上式表明，输出电压VO 与基准电压VREF近似成正比，与反馈系数F V成反比。

当VREF及F V已定时，VO也就确定了，因此它是设计稳压电路的基本关系式。

值得注意的是，调整管T的调整作用是依靠VF 和VREF之间的偏差来实现的，必须有偏差才能调整。

如果VO绝对不变，调整管的VCE 也绝对不变，那么电路也就不能起调整作用了。

所以VO不可能达到绝对稳定，只能是基本稳定。

因此，图10.2.1所示的系统是一个闭环有差调整系统。

由以上分析可知，当反馈越深时，调整作用越强，输出电压VO 也越稳定，电路的稳压系数g和输出电阻Ro也越小。

串联型稳压电路分析及调整管的选择发表时间：2012-01-17T13:25:57.293Z 来源：《时代报告》2011年9月下期供稿作者：何其贵[导读] 选择复合调整管应保证工作时不会超过它的极限参数。

何其贵（江西信息应用职业技术学院，江西南昌 330043）中图分类号：TM44 文献标识码：A 文章编码：1003-2738（2011）09-0000-02摘要：串联型直流稳压电源是一种应用较为广泛的电源，文章详细叙述了串联型直流稳压电源的组成、工作原理、工程设计和实际应用中调整管的选择原则及具体参数计算方法。

关键词：串联；稳压电路；分析；调整管；选择串联型直流稳压电源是一种应用较为广泛的电源，图1是输出电压可调的典型串联直流稳压电源电路，它由电压调整、比较放大、基准电压、取样电路等组成。

图1 串联型直流稳压电源电路原理图一、电路组成与工作原理1．电路组成。

串联型直流稳压电源的稳压电路由四部分组成。

（1）取样电路R1、R2和W电阻分压器组成取样电路。

取样电路与负载并联，通过取样电路可以反映U0的变化，因为反馈电压Uf与输出电压U0有关。

反馈电压Uf取出后送到放大单元，改变电位器W的滑动端子可以调节输出电压U0的大小。

（2）基准电压限流电阻R3与稳压管Dz组成基准单元。

Dz两端电压UDZ作为整个稳压电路自动调整和比较的基准电压。

（3）比较放大电路晶体管T2组成放大电路。

它将采样所得的反馈电压Uf与基准电压UDZ比较后加在T2的输入端，即UBE2=Uf-UDZ经T2放大后控制调整管T1输入端的电位。

R4是T2的集电极负载电阻，同时也是调整管T1的偏置电阻。

（4）电压调整T1是电压调整管，它是整个稳压电路的核心器件，利用T2输出电压的变化量来控制T1的基极电流的变化，进而控制T1的管压降UCE1的变化，自动控制U0值维持稳定。

2．电路工作原理。

对于电路的稳压过程，从电网电压的波动和负载电流的变化这两个方面来加以分析。

晶体管稳压电路
晶体管稳压电路是一种用晶体管组成的电路，用于稳定输出电压。

它通常由一个晶体管、一个二极管和几个电阻组成。

常见的晶体管稳压电路有两种类型：串联稳压电路和并联稳压电路。

1.串联稳压电路（也称为基准电压稳压电路）：它使用一个晶体管作为一个可变电阻，通过负反馈的原理来稳定输出电压。

当输入电压上升时，通过调节晶体管的电阻，输出电压将下降，从而保持在一个较稳定的水平。

常见的串联稳压电路有基准二极管稳压器（例如，Zener二极管稳压器）和传统电流源稳压器（例如，穆斯堡尔电源）。

2.并联稳压电路（也称为电流限制稳压电路）：它使用晶体管和电阻组成一个负反馈回路，通过限制输出电流来稳定输出电压。

当输入电压增加时，输出电流增加，并通过电阻来产生一个反馈信号，使晶体管逐渐关闭，进而限制输出电流和稳定输出电压。

一种常见的并联稳压电路是电流源稳压器，它通常由一个晶体管、一个电流源和几个电阻组成。

晶体管稳压电路在电子设备中广泛应用，用于稳定电源电压，以确保电子元器件在合适的工作范围内运行。

这些电路对于许多应用，如电子设备、通信系统、工业控制和自动化等，都起到了关键的作用。

稳压电路简介交流电网电压的波动和负载电流的变化都会使整流电源的输出电压和电流随之变动，因此要求较高的电子电路必须使用稳压电源。

(1 ）稳压管并联稳压电路用一个稳压管和负载并联的电路是最简单的稳压电路。

图中 R 是限流电阻。

这个电路的输出电流很小，它的输出电压等于稳压管的稳定电压值 V Z 。

(2 ）串联型稳压电路有放大和负反馈作用的串联型稳压电路是最常用的稳压电路。

它的电路和框图见图 4 （ b ）、（ c ）。

它是从取样电路（ R3 、 R4 ）中检测出输出电压的变动，与基准电压（ V Z ）比较并经放大器（ VT2 ）放大后加到调整管（ VT1 ）上，使调整管两端的电压随着变化。

如果输出电压下降，就使调整管管压降也降低，于是输出电压被提升；如果输出电压上升，就使调整管管压降也上升，于是输出电压被压低，结果就使输出电压基本不变。

在这个电路的基础上发展成很多变型电路或增加一些辅助电路，如用复合管作调整管，输出电压可调的电路，用运算放大器作比较放大的电路，以及增加辅助电源和过流保护电路等。

（ 3 ）开关型稳压电路近年来广泛应用的新型稳压电源是开关型稳压电源。

它的调整管工作在开关状态，本身功耗很小，所以有效率高、体积小等优点，但电路比较复杂。

开关稳压电源从原理上分有很多种。

它的基本原理框图见图 4（ d ）。

图中电感 L 和电容 C 是储能和滤波元件，二极管 VD 是调整管在关断状态时为 L 、 C 滤波器提供电流通路的续流二极管。

开关稳压电源的开关频率都很高，一般为几～几十千赫，所以电感器的体积不很大，输出电压中的高次谐波也不多。

它的基本工作原理是 : 从取样电路（ R3 、 R4 ）中检测出取样电压经比较放大后去控制一个矩形波发生器。

矩形波发生器的输出脉冲是控制调整管（ VT ）的导通和截止时间的。

如果输出电压 U 0 因为电网电压或负载电流的变动而降低，就会使矩形波发生器的输出脉冲变宽，于是调整管导通时间增大，使 L 、 C 储能电路得到更多的能量，结果是使输出电压 U 0 被提升，达到了稳定输出电压的目的。

串联稳压电源原理概述串联稳压电源是一种电子电源，其主要作用是将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压。

这类电源通常采用线性稳压器或开关稳压器的电路结构。

以下是串联稳压电源的原理概述：1.基本原理：串联稳压电源的基本原理是通过电路中的稳压器来维持输出电压在一个稳定的水平，不受输入电压变化的影响。

这样可以确保在负载变化或输入电压波动时，输出电压保持相对恒定。

2.线性稳压器：串联稳压电源中常用的一种稳压器是线性稳压器。

线性稳压器通过调整电阻网络，将多余的电压转化为热能散失，从而保持输出电压的稳定。

常见的线性稳压器包括普遍使用的三端稳压器（例如LM317）或基于二极管和晶体管的设计。

3.开关稳压器：另一种常见的串联稳压电源是开关稳压器。

开关稳压器利用电感、电容和开关管来实现电压的调整。

相对于线性稳压器，开关稳压器的效率更高，但可能会引入一些电磁干扰。

4.负载调整：串联稳压电源需要能够适应负载变化。

为了实现这一点，通常在电路中包含有负载调整电路，使得在负载变化时，稳压电源能够迅速调整以保持输出电压的稳定性。

5.过压保护：为了防止输出电压超过设定值，串联稳压电源通常包含过压保护电路。

这些保护电路可以通过截断或调整电路来确保输出电压不会超过预定的安全水平。

6.输入电压变化补偿：串联稳压电源也需要考虑输入电压的变化。

通过采用适当的电路设计，如使用差分放大器和反馈电路，可以实现对输入电压变化的补偿，从而维持输出电压的稳定性。

串联稳压电源广泛应用于需要稳定电压的电子设备，例如通信设备、实验室仪器、计算机系统等。

选择合适的稳压电源类型通常取决于具体应用的要求和性能标准。