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22.深入浅出:稳压电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲

 新用户54366552 2020-12-10

本节课的教学目的:
1、掌握稳压管稳压电路的工作原理,学会选择限流电阻;
2、理解串联型稳压电路各组成部分的作用和稳压原理,学会计算输出电压的调节范围和调整管的极限参数;
3、学会应用三端稳压器;
4、理解开关型稳压电路的工作原理。
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稳压电路的性能指标

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稳压管稳压电路

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工作原理

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性能指标

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输出电流式子有误,应该是输出电流的最大值和最小值之差,小于稳压管最大电流和最小值之差。

参数设计

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关于限流电阻:
1.限流电阻的范围推导,仔细理解一下,什么时候稳压管将会有最小值,此时这个最小值不能突破稳压管的参数的下限值;什么时候有最大值,同样不能突破其参数的上限值。

2.当限流电阻算出来发现没有交集的时候,就要换稳压管。

3.R应该取得尽量大,使得稳压系数Sr尽量小。
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1.输出电压就是稳压管的电压,稳压管允许的电流之差要大于负载上的电流变化值。
2.UI是稳压管电压的2~3倍
3.限流电阻的选择,上面有说明
4.RC>=(3~5)T/2,T是交流电的周期,这是滤波电路的参数设计:
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5.见上图,滤波电压的关系,C足够大,则滤波后有效值电压是滤波前的1.2倍
6.限流电阻中电流的值就是流过二极管的电流值。

串联型稳压电路

稳压管稳压电路有很多缺点,比如输出电压是固定的,输出电流太小,输出电流的变化范围有限。串联型稳压电路就要解决这些问题,实现:输出电压可调,输出电流大,输出电流的变化范围大。

调整管稳压电路

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这里是通过RL引入的电压负反馈,稳定输出电压,和基本放大电路中Re稳定静态工作点是一样的。当UO增加,稳压管电压不变,所以UBE必然减小,负载电流IL就会减小,从而UO减小,起到负反馈的稳定电压作用。
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这里要注意调整管的概念,由于调整管串联在输入和输出之间,所以叫串联型稳压电路。这里输出电压和UBE相关,怎么解决呢?加深负反馈,AF决定了负反馈的深度,F=1全部反馈回去了,只能增加A,所以增加一个放大环节:

增加放大环节

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R1,R2,R3是采样电阻,如果UO增加,则反相端信号增加,运放输出端电压降低,三极管的射极跟随着降低,从而稳定了电路输出电压UO。
看右图可以看到,这实际上是一个电压串联负反馈,同相比例运算电路,并且输出电压可以调节。
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此处调整管才是电路的核心,目的就是能够输出大电流。运放增加了反馈的深度,稳定了输出电压,利用同相比例运算调整输出电压。
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1.很好解,就是同相比例运算的分压关系
2.这里调整管一定不能进入饱和状态,也是U2波动-10%时,调整管正常工作,且输出最大电压:
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3:
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1.同相比例运算,负反馈,上负下正
2.包括变压、整流、滤波、稳压(复合管作调整管、运放用来稳压的串联型稳压电路)
3.同相比例运算,很好算,直接能看出来
4.DZ对于集成运放没有输入电流,所以电流全在R上面,可以通过两个稳压管的电压差,除以DZ上允许的最大和最小电流,计算R;然后R’上面的电流应该是R的电流和集成运放的供电电流,再叠加上DZ’允许的电流范围,就能用R’上面的电压差除以这个电流,可以计算R’.
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5.应该大,能量更多消耗在负载,而不是取样电阻。
6.负反馈放大器,级数越多,越容易产生自激振荡,如果纹波电压特别大,就可能产生了自激振荡,可以加电容消除自激振荡:
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集成稳压器

W7800系列

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怎么增大输出电流:
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怎么增大输出电压:
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为了消除Iw的影响,用一个电压跟随器,但是电路就显得比较复杂,有没有简单的办法呢?复杂无外乎都是为了消除调整电流的影响,有没有一种调整电流很小的稳压器呢?真有:

W117系列

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开关型稳压电路

以上的稳压电路调整管工作在线性放大区,所以叫线性稳压电源,但是其功耗大,效率低,如果调整管只工作在开关状态,则可以大大提高电源效率!
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串联开关型

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并联开关型

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参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲https://www.bilibili.com/video/BV19s411a7KL?p=55

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