交流电经过整流滤波可得到平滑的直流电压,但当输入电网电压波动和负载变化时,输出电压也随之而变。因此,需要一种稳压电路,使输出电压在电网波动、负载变化时基本稳定在某一数值。
10.3.1稳压电路的主要指标
稳压电路的主要指标指稳压系数和稳压电路的输出电阻。
1.稳压系数
稳压系数是在负载固定的前提下,输出电压的相对变化量与稳压电路输入电压的相对变化灵之比。该指标反映了电网波动对输出电压的影响。此处稳压电路输入电压就是整流滤波以后的直流电压。
2.稳压电路的输出电阻
输出电阻可以衡量稳压电路受负载电阻的影响程度。
除上述两个指标外,有时还用其他指标:电压调整率;电流调整率;最大波纹电压;温度系数等。
常用的稳压电路有硅稳压管稳压电路和串联型直流稳压电路。
10.3.2硅稳压管稳压电路
硅稳压管稳压电路是利用二极管反向击穿特性,其电流变化时,管压降基本不变的特点,组成稳压电路。
1.稳压原理
稳压管是利用稳压管调节自身的电流大小来满足负载电流的变化,它和限流电阻配合,可以将电流的变化转换成电压的变化以适应电网电压和负载的波动。
2.指标计算
稳压系数: ,其中:rz为二极管的等效电阻。由此可见rz愈小R愈大,稳压系数愈大。输出电阻:
10.3.3串联型稳压电路
射极输出电路( 如图10.13 )的输入是固定值的VZ ,因而输出电压VO=VZ-VBE也为固定值。当电网电压波动时,由于VZ基本不变,所以VO也基本不变,VI的变化由VCE调节,因此三极管被称为调整管。当RL变化引起IO的变化时,只要△IZ在稳压管的正常范围内, VZ就基本保持不变。即VO基本恒定。
该电路输出电流的变化可扩大为(1+β)△IZ, 因此称为扩流型稳压二极管电路;由于三极管与负载是串联的关系, 因此电路也称为串联型稳压电路。
为了改进稳压性能和使输出电压可随意调节, 可引入深负反馈使输出电阻降低,引入可随意调节放大倍数的放大器以改变输出电压。
下面分几个方面进行分析:
电路组成:
如图10.14所示的电路是由运放组成的串联反馈稳压电路。 它由基准电压、比较放大、调整管和取样电路四部分构成。
可见,该稳压电路输出电压的调整范围取决于R1/R2。
10.3.4集成稳压电路
1、三端固定式集成稳压器的封装和引脚功能
以7800系列和7900系列为例,其封装形式和引脚功能如图所示。应用时必须注意引脚功能,不能接错,否则电路将不能正常工作,甚至损坏集成电路。
2、三端可调式集成稳压器的封装和引脚功能
电路结构、外接元件(以LM317为例)、外形封装和引脚功能如下图所示。应用时必须注意引脚功能,不能接错,否则电路将不能正常工作,甚至损坏集成电路。