具有放大器件的負(fù)反饋穩(wěn)壓電路
發(fā)布時(shí)間:2011/11/7 10:44:57 訪問(wèn)次數(shù):3431
穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路輸出電壓不可調(diào),QS5V991-7JRI不能滿足很多場(chǎng)合下的要求;而輸出電壓的變化量△Uo又是很微弱的,它對(duì)調(diào)整器件的控制作用也很弱,因此穩(wěn)壓效果不夠好,常使用帶有效放大環(huán)節(jié)昀負(fù)反饋穩(wěn)壓電路。帶有放大環(huán)節(jié)的穩(wěn)壓電源,就是在電路中增加一個(gè)直流放大器,把微弱的輸出電壓變化量先加以放大,增大負(fù)載電流,且在電路中引入深度電壓負(fù)反饋去控制調(diào)整管,從而提高對(duì)調(diào)整管的控制作用,使穩(wěn)壓電源的穩(wěn)定性能得到改善。由于反饋網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)可調(diào),從而輸出電壓可調(diào)。其組成框如圖5 - 21所示。
圖5-22是由集成運(yùn)算放大器和穩(wěn)壓管構(gòu)成的恒壓源電路。
整流濾波之后的輸出電壓UI,經(jīng)過(guò)電阻R分壓后作為基準(zhǔn)電壓Uz。根據(jù)運(yùn)放的特點(diǎn),顯然恒壓源的輸出電壓為UO=-Rf/R1·Uz,調(diào)節(jié)Rf就可以調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。
圖5-23顯示的是集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的具有負(fù)反饋功能的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。
圖5-23中,UI為整流濾波電路的輸出電壓,A為比較放大器件,UZ為基準(zhǔn)電壓,它由穩(wěn)壓管Dz與限流電阻Rz串聯(lián)所構(gòu)成的簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路獲得,通過(guò)與運(yùn)放A的反相輸入端電位U-進(jìn)行比較放大輸出來(lái)控制三極管T的基極電位從而調(diào)整輸出UO,因此T為調(diào)整管,R1、R2與R3組成反饋網(wǎng)絡(luò),是用來(lái)反映輸出電壓UO變化的取樣環(huán)節(jié)。該圖中要求取樣電阻中的電流IR遠(yuǎn)小于負(fù)載電流Io,因此調(diào)整管T和負(fù)載電阻RL相當(dāng)于串聯(lián)。
由電路圖可知,運(yùn)算放大器反相端的電位為 U_=R3+R22/R1+R2+R3·Uo
電路的穩(wěn)壓過(guò)程如下:
當(dāng)某種原因使輸出電壓Uo升高(降低)時(shí),加在運(yùn)放反相端的電位U_也升高(降低),并與同相端的電位U+=UZ進(jìn)行比較。由于三極管T的基極電位降低(升高),所以輸出電壓Uo必然降低(升高),使輸出UO得到穩(wěn)定。
由分析可知,圖中調(diào)節(jié)過(guò)程實(shí)質(zhì)就是一負(fù)反饋過(guò)程,移動(dòng)電位器的觸頭就可調(diào)節(jié)反饋電壓U-,反饋越深,調(diào)整作用越強(qiáng),輸出電壓Uo也越穩(wěn)定。
其中,輸出電壓Uo的表達(dá)式為 Uo=R1+R2+R3/R3+R22·Uz
值得注意的是,調(diào)整管T的調(diào)整作用是依靠U和U:之間的偏差來(lái)實(shí)現(xiàn)的,必須有偏差才能調(diào)整。如果Uo絕對(duì)不變,調(diào)整管的基板電位也絕對(duì)不變,那么電路也就不能起調(diào)整作用了。因此,Uo不可能達(dá)到絕對(duì)穩(wěn)定,只能是基本穩(wěn)定。
圖5 - 24是由分立元件組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的電路圖。其整流部分為單相橋式整流和電容濾波電路。穩(wěn)壓部分為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,它由調(diào)整元件(晶體管T1),比較放大器T2、R7,取樣電路R1、R2和Rw,基準(zhǔn)電壓Dw、R5和過(guò)流保護(hù)電路T3管及電阻R4、R和R6等組成。整個(gè)穩(wěn)壓電路是一個(gè)具有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng),其穩(wěn)壓過(guò)程為:當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)引起輸出直流電壓發(fā)生變化時(shí),取樣電路取出輸出電壓的一部分送人比較放大器,并與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,產(chǎn)生的誤差信號(hào)經(jīng)T2放大后,送至調(diào)整管T2的基極,使調(diào)整管改變其管壓降,以補(bǔ)償輸出電壓的變化,從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。
由于在穩(wěn)壓電路中,調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián),因此流過(guò)它的電流與負(fù)載電流一樣大。當(dāng)輸出電流過(guò)大或發(fā)生短路時(shí),調(diào)整管會(huì)因電流過(guò)大或電壓過(guò)高而損壞,所以需要對(duì)調(diào)整管加以保護(hù)。在如圖5 - 24所示電路中,晶體管T3和R4、R4、R6組成減流型保護(hù)電路。
綜上所述,在串聯(lián)型穩(wěn)壓電源中,輸出的負(fù)載電流基本等于流過(guò)調(diào)整管的電流,當(dāng)負(fù)載電、流較大時(shí),要求調(diào)整管有足夠太的基極電流。穩(wěn)壓電源精度的高低主要與基準(zhǔn)電壓有直接關(guān)系。比較放大器的作用是把取樣電壓與基準(zhǔn)電壓加以比較,并將誤差信號(hào)放大,送到調(diào)整管的基極,推動(dòng)調(diào)整管工作。為了提高穩(wěn)壓電路性能,比較放大器應(yīng)具有較高的增益和溫度穩(wěn)定度。
穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路輸出電壓不可調(diào),QS5V991-7JRI不能滿足很多場(chǎng)合下的要求;而輸出電壓的變化量△Uo又是很微弱的,它對(duì)調(diào)整器件的控制作用也很弱,因此穩(wěn)壓效果不夠好,常使用帶有效放大環(huán)節(jié)昀負(fù)反饋穩(wěn)壓電路。帶有放大環(huán)節(jié)的穩(wěn)壓電源,就是在電路中增加一個(gè)直流放大器,把微弱的輸出電壓變化量先加以放大,增大負(fù)載電流,且在電路中引入深度電壓負(fù)反饋去控制調(diào)整管,從而提高對(duì)調(diào)整管的控制作用,使穩(wěn)壓電源的穩(wěn)定性能得到改善。由于反饋網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)可調(diào),從而輸出電壓可調(diào)。其組成框如圖5 - 21所示。
圖5-22是由集成運(yùn)算放大器和穩(wěn)壓管構(gòu)成的恒壓源電路。
整流濾波之后的輸出電壓UI,經(jīng)過(guò)電阻R分壓后作為基準(zhǔn)電壓Uz。根據(jù)運(yùn)放的特點(diǎn),顯然恒壓源的輸出電壓為UO=-Rf/R1·Uz,調(diào)節(jié)Rf就可以調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。
圖5-23顯示的是集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的具有負(fù)反饋功能的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。
圖5-23中,UI為整流濾波電路的輸出電壓,A為比較放大器件,UZ為基準(zhǔn)電壓,它由穩(wěn)壓管Dz與限流電阻Rz串聯(lián)所構(gòu)成的簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路獲得,通過(guò)與運(yùn)放A的反相輸入端電位U-進(jìn)行比較放大輸出來(lái)控制三極管T的基極電位從而調(diào)整輸出UO,因此T為調(diào)整管,R1、R2與R3組成反饋網(wǎng)絡(luò),是用來(lái)反映輸出電壓UO變化的取樣環(huán)節(jié)。該圖中要求取樣電阻中的電流IR遠(yuǎn)小于負(fù)載電流Io,因此調(diào)整管T和負(fù)載電阻RL相當(dāng)于串聯(lián)。
由電路圖可知,運(yùn)算放大器反相端的電位為 U_=R3+R22/R1+R2+R3·Uo
電路的穩(wěn)壓過(guò)程如下:
當(dāng)某種原因使輸出電壓Uo升高(降低)時(shí),加在運(yùn)放反相端的電位U_也升高(降低),并與同相端的電位U+=UZ進(jìn)行比較。由于三極管T的基極電位降低(升高),所以輸出電壓Uo必然降低(升高),使輸出UO得到穩(wěn)定。
由分析可知,圖中調(diào)節(jié)過(guò)程實(shí)質(zhì)就是一負(fù)反饋過(guò)程,移動(dòng)電位器的觸頭就可調(diào)節(jié)反饋電壓U-,反饋越深,調(diào)整作用越強(qiáng),輸出電壓Uo也越穩(wěn)定。
其中,輸出電壓Uo的表達(dá)式為 Uo=R1+R2+R3/R3+R22·Uz
值得注意的是,調(diào)整管T的調(diào)整作用是依靠U和U:之間的偏差來(lái)實(shí)現(xiàn)的,必須有偏差才能調(diào)整。如果Uo絕對(duì)不變,調(diào)整管的基板電位也絕對(duì)不變,那么電路也就不能起調(diào)整作用了。因此,Uo不可能達(dá)到絕對(duì)穩(wěn)定,只能是基本穩(wěn)定。
圖5 - 24是由分立元件組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的電路圖。其整流部分為單相橋式整流和電容濾波電路。穩(wěn)壓部分為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,它由調(diào)整元件(晶體管T1),比較放大器T2、R7,取樣電路R1、R2和Rw,基準(zhǔn)電壓Dw、R5和過(guò)流保護(hù)電路T3管及電阻R4、R和R6等組成。整個(gè)穩(wěn)壓電路是一個(gè)具有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng),其穩(wěn)壓過(guò)程為:當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)引起輸出直流電壓發(fā)生變化時(shí),取樣電路取出輸出電壓的一部分送人比較放大器,并與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,產(chǎn)生的誤差信號(hào)經(jīng)T2放大后,送至調(diào)整管T2的基極,使調(diào)整管改變其管壓降,以補(bǔ)償輸出電壓的變化,從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。
由于在穩(wěn)壓電路中,調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián),因此流過(guò)它的電流與負(fù)載電流一樣大。當(dāng)輸出電流過(guò)大或發(fā)生短路時(shí),調(diào)整管會(huì)因電流過(guò)大或電壓過(guò)高而損壞,所以需要對(duì)調(diào)整管加以保護(hù)。在如圖5 - 24所示電路中,晶體管T3和R4、R4、R6組成減流型保護(hù)電路。
綜上所述,在串聯(lián)型穩(wěn)壓電源中,輸出的負(fù)載電流基本等于流過(guò)調(diào)整管的電流,當(dāng)負(fù)載電、流較大時(shí),要求調(diào)整管有足夠太的基極電流。穩(wěn)壓電源精度的高低主要與基準(zhǔn)電壓有直接關(guān)系。比較放大器的作用是把取樣電壓與基準(zhǔn)電壓加以比較,并將誤差信號(hào)放大,送到調(diào)整管的基極,推動(dòng)調(diào)整管工作。為了提高穩(wěn)壓電路性能,比較放大器應(yīng)具有較高的增益和溫度穩(wěn)定度。
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