⑴ 穩壓二極體如何接入電路進行穩壓,串聯還是並聯
穩壓二極體齊納擊穿後,其兩端電壓值非常穩定,即使流過穩壓二極體的電流發生較大的變化,兩端電壓變化量也非常小,表現出很好的穩壓特性。
如果將負載電阻和穩壓管並聯,就能在一定負載電流范圍內確保負載獲得穩定的電壓,如圖:
穩壓二極體和負載並聯,負載得到的電壓等於穩壓二極體的電壓,它們的電流之和等於流過限流電阻的總電流。無論總的供電電壓(12V)變化還是負載電阻變化,引起流過穩壓二極體的電流在一定范圍內變化,穩壓二極體兩端的電壓幾乎都不變------實際上會變化,只不過變化幅度非常小,例如在4.95~5.05V之間變化,變化幅度才0.1V,變化了0.1V÷5V=2%而已。
以上電路能提供的負載電流很小。如果採用穩壓二極體作為基準源、三極體放大,引入負反饋,可以提供更大的電流以及更高的電壓穩定度。
⑵ 可調整串聯型直流穩壓電源故障診斷及維修方法
並聯穩壓電源有效率低、輸出電壓調節范圍小和穩定度不高這三個缺點。而串聯穩壓電源正好可以避免這些缺點,所以現在廣泛使用的一般都是串聯穩壓電源。
一、簡易串聯穩壓電源
1、原理分析
圖4-1-1是簡易串聯穩壓電源,T1是調整管,D1是基準電壓源,R1是限流電阻,R2是負載。由於T1基極電壓被D1固定在UD1,T1發射結電壓(UT1)BE在T1正常工作時基本是一個固定值(一般硅管為0.7V,鍺管為0.3V),所以輸出電壓UO=UD1-(UT1)BE。當輸出電壓遠大於T1發射結電壓時,可以忽略(UT1)BE,則UO≈UD1。
下面我們分析一下建議串聯穩壓電源的穩壓工作原理:
假設由於某種原因引起輸出電壓UO降低,即T1的發射極電壓(UT1)E降低,由於UD1保持不變,從而造成T1發射結電壓(UT1)BE上升,引起T1基極電流(IT1)B上升,從而造成T1發射極電流(IT1)E被放大β倍上升,由晶體管的負載特性可知,這時T1導通更加充分管壓降(UT1)CE將迅速減小,輸入電壓UI更多的加到負載上,UO得到快速回升。這個調整過程可以使用下面的變化關系圖表示:
UO↓→(UT1)E↓→UD1恆定→(UT1)BE↑→(IT1)B↑→(IT1)E↑→(UT1)CE↓→UO↑
當輸出電壓上升時,整個分析過程與上面過程的變化相反,這里我們就不再重復,只是簡單的用下面的變化關系圖表示:
UO↑→(UT1)E↑→UD1恆定→(UT1)BE↓→(IT1)B↓→(IT1)E↓→(UT1)CE↑→UO↓
這里我們只分析了輸出電壓UO降低的穩壓工作原理,其實輸入電壓UI降低等其他情況下的穩壓工作原理都與此類似,最終都是反應在輸出電壓UO降低上,因此工作原理大致相同。
從電路的工作原理可以看出,穩壓的關鍵有兩點:一是穩壓管D1的穩壓值UD1要保持穩定;二是調整管T1要工作在放大區且工作特性要好。
其實還可以用反饋的原理來說明簡易串聯穩壓電源的工作原理。由於電路是一個射極輸出器,屬於電壓串聯負反饋電路,電路的輸出電壓為UO=(UT1)E≈(UT1)B,由於(UT1)B保持穩定,所以輸出電壓UO也保持穩定。
簡易串聯穩壓電源由於使用固定的基準電壓源D1,所以當需要改變輸出電壓時只有更換穩壓管D1,這樣調整輸出電壓非常不方便。另外由於直接通過輸出電壓UO的變化來調節T1的管壓降(UT1)CE,這樣控製作用較小,穩壓效果還不夠理想。因此這種穩壓電源僅僅適合一些比較簡單的應用場合。
2、電路實例
圖4-1-1是簡易串聯穩壓電源的一個實際應用電路,這個電路用在無錫市無線電五廠生產的「詠梅」牌771型8管台式收音機上。其中T8、DZ、R18構成簡易穩壓電路,B6、D4~D7、C21組成整流濾波電路。由於T8發射結有0.7V壓降,為保證輸出電壓達到6V,應選用穩壓值為6.7V左右的穩壓管。
二、串聯負反饋穩壓電源
由於簡易串聯穩壓電源輸出電壓受穩壓管穩壓值得限制無法調節,當需要改變輸出電壓時必須更換穩壓管,造成電路的靈活性較差;同時由輸出電壓直接控制調整管的工作,造成電路的穩壓效果也不夠理想。所以必須對簡易穩壓電源進行改進,增加一級放大電路,專門負責將輸出電壓的變化量放大後控制調整管的工作。由於整個控制過程是一個負反饋過程,所以這樣的穩壓電源叫串聯負反饋穩壓電源。
1、原理分析
圖4-2-1是串聯負反饋穩壓電路電路圖,其中T1是調整管,D1和R2組成基準電壓,T2為比較放大器,R3~R5組成取樣電路,R6是負載。其電路組成框圖見圖4-2-2。
假設由於某種原因引起輸出電壓UO降低時,通過R3~R5的取樣電路,引起T2基極電壓(UT2)O成比例下降,由於T2發射極電壓(UT2)E受穩壓管D1的穩壓值控制保持不變,所以T2發射結電壓(UT2)BE將減小,於是T2基極電流(IT2)B減小,T2發射極電流(IT2)E跟隨減小,T2管壓降(UT2)CE增加,導致其發射極電壓(UT2)C上升,即調整管T1基極電壓(UT1)B將上升,T1管壓降(UT1)CE減小,使輸入電壓UI更多的加到負載上,這樣輸出電壓UO就上升。這個調整過程可以使用下面的變化關系圖表示:
UO↓→(UT2)O↓→UD1恆定→(UT2)BE↓→(IT2)B↓→(IT2)E↓→(UT2)CE↑
→(UT2)C↑→(UT1)B↑→(UT1)CE↓→UO↑
當輸出電壓升高時整個變化過程與上面完全相反,這里就不再贅述,簡單的用下圖表示:
UO↑→(UT2)O↑→UD1恆定→(UT2)BE↑→(IT2)B↑→(IT2)E↑→(UT2)CE↓
→(UT2)C↓→(UT1)B↓→(UT1)CE↑→UO↓
與簡易串聯穩壓電源相似,當輸入電壓UI或者負載等其他情況發生時,都會引起輸出電壓UO的相應變化,最終都可以用上面分析的過程說明其工作原理。
在串聯負反饋穩壓電源的整個穩壓控制過程中,由於增加了比較放大電路T2,輸出電壓UO的變化經過T2放大後再去控制調整管T1的基極,使電路的穩壓性能得到增強。T2的β值越大,輸出的電壓穩定性越好。
2、調節輸出電壓
前面我們還說到R3~R5是取樣電路,由於取樣電路並聯在穩壓電路的輸出端,而取樣電壓實際上是通過這三個電阻分壓後得到。在選取R3~R5的阻值時,可以通過選擇適當的電阻值來使流過分壓電阻的電流遠大於流過T2基極的電流。也就是說可以忽略T2基極電流的分流作用,這樣就可以用電阻分壓的計算方法來確定T2基極電壓(UT2)B。
當R4滑動到最上端時T2基極電壓(UT2)B為:
此時輸出電壓為:
這時的輸出電壓是最小值。
當R4滑動到最下端時T2基極電壓(UT2)B為:
此時輸出電壓為:
這時的輸出電壓是最大值。
以上計算中,當(UT2)BE<<UD1時可以忽略(UT2)BE的值。
通過上面的計算我們可以看出,只要合適選擇R3~R5的阻值就可以控制輸出電壓UO的范圍,改變R3和R5的阻值就可以改變輸出電壓UO的邊界值。
3、增加輸出電流
當輸出電流不能達到要求時,可以通過採用復合調整管的方法來增加輸出電流。一般復合調整管有四種連接方式,如圖4-2-7所示。
圖4-2-7中的復合管都是由一個小功率三極體T2和一個大功率三極體T1連接而成。復合管就可以看作是一個放大倍數為βT1βT2,極性和T2一致,功率為(PT1)PCM的大功率管,而其驅動電流只要求(IT2)B。
圖4-2-8是一個實用串聯負反饋穩壓電源電路圖。此電路採用圖4-2-7(a)中的復合管連接方法來增加輸出電流大小。另外還增加了一個電容C2,它的主要作用是防止產生自激振盪,一旦發生自激振盪可由C2將其旁路掉。
線性穩定電源
線性穩定電源有一個共同的特點就是它的功率器件調整管工作在線性區,靠調整管之間的電壓降來穩定輸出。由於調整管靜態損耗大,需要安裝一個很大的散熱器給它散熱。而且由於變壓器工作在工頻(50Hz)上,所以重量較大。
該類電源優點是穩定性高,紋波小,可靠性高,易做成多路,輸出連續可調的成品。缺點是體積大、較笨重、效率相對較低。這類穩定電源又有很多種,從輸出性質可分為穩壓電源和穩流電源及集穩壓、穩流於一身的穩壓穩流(雙穩)電源。從輸出值來看可分定點輸出電源、波段開關調整式和電位器連續可調式幾種。從輸出指示上可分指針指示型和數字顯示式型等等。
開關型直流穩壓電源
與線性穩壓電源不同的一類穩電源就是開關型直流穩壓電源,它的電路型式主要有單端反激式,單端正激式、半橋式、推挽式和全橋式。它和線性電源的根本區別在於它變壓器不工作在工頻而是工作在幾十千赫茲到幾兆赫茲。功能管不是工作在飽和及截止區即開關狀態;開關電源因此而得名。
開關電源的優點是體積小,重量輕,穩定可靠;缺點相對於線性電源來說紋波較大(一般≤1%VO(P-P),好的可做到十幾mV(P-P)或更小)。它的功率可自幾瓦-幾千瓦均有產品。價位為3元-十幾萬元/瓦,下面就一般習慣分類介紹幾種開關電源:
1 AC/DC電源
該類電源也稱一次電源,它自電網取得能量,經過高壓整流濾波得到一個直流高壓,供DC/DC變換器在輸出端獲得一個或幾個穩定的直流電壓,功率從幾瓦-幾千瓦均有產品,用於不同場合。屬此類產品的規格型號繁多,據用戶需要而定通信電源中的一次電源(AC220輸入,DC48V或24V輸出)也屬此類.
② DC/DC電源
在通信系統中也稱二次電源,它是由一次電源或直流電池組提供一個直流輸入電壓,經DC/DC變換以後在輸出端獲一個或幾個直流電壓。
③ 通信電源
通信電源其實質上就是DC/DC變換器式電源,只是它一般以直流-48V或-24V供電,並用後備電池作DC供電的備份,將DC的供電電壓變換成電路的工作電壓,一般它又分中央供電、分層供電和單板供電三種,以後者可靠性最高。
④ 電台電源
電台電源輸入AC220V/110V,輸出DC13.8V,功率由所供電台功率而定,幾安幾百安均有產品.為防止AC電網斷電影響電台工作,而需要有電池組作為備份,所以此類電源除輸出一個13.8V直流電壓外,還具有對電池充電自動轉換功能。
⑤ 模塊電源
隨著科學技術飛速發展,對電源可靠性、容量/體積比要求越來越高,模塊電源越來越顯示其優越性,它工作頻率高、體積小、可靠性高,便於安裝和組合擴容,所以越來越被廣泛採用。目前,目前國內雖有相應模塊生產,但因生產工藝未能趕上國際水平,故障率較高。
DC/DC模塊電源目前雖然成本較高,但從產品的漫長的應用周期的整體成本來看,特別是因系統故障而導致的高昂的維修成本及商譽損失來看,選用該電源模塊還是合算合算的,在此還值得一提的是羅氏變換器電路,它的突出優點是電路結構簡單,效率高和輸出電壓、電流的紋波值接近於零。
⑥ 特種電源
高電壓小電流電源、大電流電源、400Hz輸入的AC/DC電源等,可歸於此類,可根據特殊需要選用。開關電源的價位一般在2-8元/瓦特殊小功率和大功率電源價格稍高,可達11-13元/瓦。
用途
直流穩壓電源[1]可廣泛應用於國防、科研、大專院校、實驗室、工礦企業、電解、電鍍、直流電機、充電設備等。
⑶ 串聯型直流穩壓電路穩壓原理
工作原理: 串聯型穩壓電路,除了變壓、整流、濾波外,穩壓部分一般有四個環節:調整環節、基準電壓、比較放大器和取樣電路。 當電網電壓或負載變動引起輸出電壓V0變化時,取樣電路將輸出電壓V0的一部分饋送回比較放大器和基準電壓進行比較。 其產生的誤差電壓經放大後去控制調整管的基極電流,自動地改變調整管集—射極間的電壓,補償V0的變化,從而維持輸出電壓基本不變。 (3)串聯穩壓電源電路圖擴展閱讀 串聯型穩壓電路屬直流穩壓電源中的一種,在實際應用電路中應用非常廣泛。如平常常用的78或79系列三端穩壓器也是屬於它的一種。 直流穩壓電源引可廣泛應用於國防、科研、大專院校、實驗室、工礦企業、電解、電鍍、直流電機、充電設備等。
圖是由分立元件組成的串聯型穩壓電路,當電網電壓波動或負載變化時,可能使輸出電壓Uo上升或下降。為了使輸出電壓Uo不變,可以利用負反饋原理使其穩定。 假設因某種原因使輸出電壓Uo上升,其穩壓過程為Uo↑→Ub2↑→Ub1(Uc2)↓→Uo↓。
齊納二極體穩壓電路是典型的並聯型穩壓電路,穩壓原理是當由於輸入電壓升高或負載電流下降而導致輸出電壓升高時,齊納二極體的阻抗減小,使流經齊納二極體的電流增加,從而增大限流電阻的壓降,使輸出電壓降低。當由於輸入電壓降低或負載電流增大而導致輸出電壓下降時,齊納二極體的阻抗增大,使流經齊納二極體的電流減小,從而減小限流電阻的壓降,而達到穩壓目的。
⑷ 鍋囧傜數緗戠數鍘嬪崌楂,璇峰啓鍑轟覆鑱斿瀷紼沖帇鐢墊簮鐨勭ǔ鍘嬭繃紼嬶紵
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⑸ 串聯型直流穩壓電源保護電路的工作原理是什麼
一、來限流式
在電路回中路中串聯源一個小電阻,比如1歐姆。
在這個電阻的兩端接一個保護三極體9014的BE極。三極體的C極接穩壓管處。
當電流大於設計值時(比如800MA),此時檢測電阻兩端的電壓為0.8伏,高於0.7伏,保護三極體完全導通,CE間近似短路,電壓下降為三極體的飽和壓降,比如0.1伏。此時,穩壓管被短路,輸出電壓下降到接近0伏。保護成功。
二、截止式
截止式是可以上面的保護電路上改進。
在保護三極體的基極預設一個電壓,比如0.5伏,此時,保護三極體將要導通。然後把檢測電阻的電壓疊加到B極,當檢測電阻檢測到高於0.2伏的電壓時,二個電壓相加後,三極體完全導通,CE極短路,穩壓管短路,輸出電壓近似為0,保護完成。
截止式的好處是可以用更小的檢測電阻,減少這個電阻上的功率損失。
⑹ 電路設計:如何設計串聯式穩壓電源最好有模擬圖和參數!!
下面一套資料是分立元件串聯穩壓帶保護的電路。原設計參數輸出8-12伏,可根專據自己的需要改屬變某些原件參數(降低穩壓二極體的穩壓值Vref,沒有低壓穩壓二極體的話,可以使用一個發光二極體得到一個2伏到3伏的穩壓值),得到自己需要的。
圖1是使用晶體三極體的輸出電壓可調的穩壓電源。該電路是通過改變與負載串聯的大功率晶體三極體Tr1的管壓降來調節輸出電壓。輸出電壓Vout由A點的電壓,即Vref+VBE2決定。
Vout=(R3+VR1+R4)(Vref+Vbe2)/(VR1+R4)
式中Vref是穩壓二極體的電壓(5.1V),VBE2是晶體三極體Tr2基極發射極間的電壓(0.65V>,VR1是可變電阻。由於VR1的阻值變化范圍是0~5kΩ,所以輸出電壓的變化范圍為 7.6~12.8V。當VR1的滑動部分接觸不良時,輸出電壓會變為最小電壓。
調整管Tr1的最大消耗功率為3A×(15V-8V)=21W,所以應安裝在4℃/W以下的散熱器上。由於VBE2會隨溫度和IC2的變化而變化,所以該穩壓電路和穩壓特性不是太好。
⑺ 串聯型穩壓電路圖
此穩壓電抄源可調范圍在3.5V~25V之間任意調節,輸出電流大,並採用可調穩壓管式電路,從而得到滿意平穩的輸出電壓。
工作原理:經整流濾波後直流電壓由R1提供給調整管的基極,使調整管導通,在V1導通時電壓經過RP、R2使V2導通,接著V3也導通,這時V1、V2、V3的發射極和集電極電壓不再變化(其作用完全與穩壓管一樣)。調節RP,可得到平穩的輸出電壓,R1、RP、R2與R3比值決定本電路輸出的電壓值。
元器件選擇:變壓器T選用80W~100W,輸入AC220V,輸出雙繞組AC28V。FU1選用1A,FU2選用3A~5A。VD1、VD2選用6A02。RP選用1W左右普通電位器,阻值為250K~330K,C1選用3300
⑻ 設計一穩壓電路圖
給你這個24V穩壓電源,輸入220V50Hz。負載300歐姆。穩壓集成電路採用7824,輸出穩定。希望你能採納。元器件數值都在電路圖上,按圖安裝即可。
⑼ 串聯型直流穩壓電源設計 最好有電路圖 要求具有過壓過流保護
下圖為0-18伏串聯直流穩壓電源: