圖所示是串聯調整型穩壓電路方框圖,從圖中可以看出,它設有調整管、比較放大器、基準電壓電路和取樣電路,有的穩壓電路中還接入了各種保護電路等。穩壓電路的輸入電壓是整流、濾波電路輸出的直流電壓,是不穩定的直流電壓,經過這一穩壓電路穩定后的直流電壓Uo是穩定的。
串聯調整型穩壓電路中各單元電路的作用說明如下。
(1)基準電壓電路用來為比較放大器提供一個穩定的直流電壓,這一直流電壓作為比較放大器的一個基準電壓。
基準電壓也是一個直流電壓,而且是一個非常穩定的直流電壓,在兩個電壓的比較中用它作為標準,所以稱為基準電壓。
(2)取樣電路的作用是將穩壓電路輸出的直流電壓大小變化量取樣出來,再將該取樣電壓送入比較放大器電路。從取樣電路中取出的直流電壓變化量,反映了穩壓電路直流輸出電壓大小波動的情況。
(3)比較放大器的作用是對兩個輸入電壓進行比較,并將比較的結果送到調整管電路中,對調整管進行控制。輸入比較放大器的兩個信號是取樣電壓和基準電壓,這兩個電壓信號在比較放大器中進行比較,比較的結果有誤差時,比較放大器放大輸出這一誤差電壓,由這一誤差電壓去控制調整管的工作電流大小。
(4)調整管是一只三極管,利用三極管集電極與發射極之間內阻可控特性,對穩壓電路的直流輸出電壓進行大小調整。調整管的基極工作電流受比較放大器的誤差輸出電壓控制,當比較放大器有誤差電壓輸出時,調整管基極電流大小相應的改變,進行穩壓電路的直流輸出電壓自動調整,實現穩壓。由于調整管與穩壓電路負載串聯,因此稱這種穩壓電路為串聯穩壓電路。又因為直流輸出電壓的穩定是靠調整管集電極與發射極之間電壓降自動調整實現的,所以稱為串聯調整型穩壓電路。
串聯調整型穩壓電路穩壓原理
圖所示是串聯調整型穩壓電路的穩壓原理電路。電路中,VT1是調整管,Ui是輸入穩壓電路的直流電壓,Uo是經過穩壓電路穩壓之后的直流工作電壓,R1是穩壓電路的負載(實際電路中R1是整機電路)。
(1)直流輸入電壓Ui從VT1集電極輸入,經過VT1集電極與發射極之間的內阻,從VT1發射極輸出,加到負載R1上,R1上的直流電壓為Uo。
(2)從電路中可以看出,調整管VT1集電極與發射極之間的電壓降加上R1上的電壓降(Uo)等于直流輸入電壓Ui。
(3)串聯調整型穩壓電路的基本穩壓原理是:由于某種因素使負載R1兩端的直流輸出電壓Uo增大時,VT1基極電流進行相應的減小變化,使VT1集電極與發射極之間的管壓降增大,這樣直流輸入電壓Ui更多地降在VT1集電極與發射極之間,迫使負載R1上的直流工作電壓Uo下降,穩定穩壓電路的直流輸出電壓Uo。
(4)由于某種因素使負載R1兩端的直流輸出電壓Uo減小時,VT1基極電流增大,使VT1集電極與發射極之間的內阻減小,這樣在VT1集電極與發射極之間的管壓降降低,使負載R1上的直流工作電壓Uo增大,穩定穩壓電路的直流輸出電壓Uo。
(5)觀察電路中穩壓電路的等效電路,調整管VT1相當于一只可變電阻器RP1,RP1與負載R1串聯,流過RP1的電流等于流過R1的電流。當負載R1兩端的直流輸出電壓大小變化時,RP1的阻值相應的變化,使RP1兩端的直流壓降有相應的改變,迫使負載R1兩端的直流工作電壓Uo穩定。
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