最簡單的直流穩壓電路莫過于由穩壓管構成的穩壓電路了。

穩壓管VS實際上是二極管處于反向擊穿狀態的特殊應用,其電流-電壓特性如圖7-4(b)所示。特點是,電壓只有很微小的變化ΔUD,可導致電流從IVS1上升至IVS2,變化幅度很大。
穩壓電路的最終目的,便是保持輸出電壓UD2的穩定。導致UD2發生變化的原因有兩個方面:一是電源電壓變化;二是負載電阻變化。分別說明如下:
(1)電源側電壓變化
以電壓升高為例,當輸入電壓UD
(2)負載側電阻變化
以負載電阻RL減小為例,當RL減小時,電流IL和IS都增大,壓降US也增大,導致輸出電壓UD2下降,穩壓管吸收的電流IVS迅速減小,使流過電阻RS的電流IS減小,RS上的壓降ΔU也減小,阻止了UD2的下降,實現了穩壓。”
小孫說完,抬頭望了望
第一件,你方才的解釋,著眼于得到穩定的直流電源,說得很好,但它還有另外的用途。”
“穩壓管只能起穩壓作用,還能有什么用途呢?”小孫感到新奇。
“從你方才的說明中,可以看出,當電壓UD2發生變化時,流過穩壓管的電流將發生顯著的變化。因此,當需要控制某處的電壓時,把被控制的電壓作為輸入信號,而把穩壓管電路內的電流作為輸出信號,則該穩壓管將是一個十分靈敏的捕捉電壓變化的器件。后面我們將看到,在變頻器里,常有這樣的用法。
第二件,有一種集成穩壓器件,其特點如圖7-5(a)中之PC所示,它有三個接線端:正極K、負極A和控制極C。

當通過電位器改變C極的電位uC時, K、A間輸出的穩定電壓可以在(2.5~36)V之間進行調節,如圖7-5(b)所示。當電位器的滑動端滑動到最上端,使C極和K極等電位時,輸出電壓穩定在2.5V。降低C極電位,將使輸出電壓升高。
如果輸入電壓UD1不變,則:
uC↓→IPC↓→IS↓
→ΔU↓→UD2↑
可見,改變C極電位uC的大小,也就改變了穩壓管吸收電流IS的大小。uC越低, IS越小。這個特點,變頻器中也是常用的。我補充完了,你接著說吧。”
線性穩壓電源和三端集成穩壓器
小孫又拿出了圖7-6,然后說:“圖(a)所示,是晶體管串聯穩壓電源的電路,其原理是:

直流電壓UD1通過晶體管VT調整后得到穩定的輸出電壓UD2。其穩壓過程是:
當輸出電壓UD2減小時,運算放大器A的反相端電位下降,輸出電位上升,晶體管VT的基極電流IB增加,VT的管壓降減小,使輸出電壓UD2得以穩定。
圖(b)所示,是三端集成穩壓器的電路,它的使用方法比較簡單,穩壓效果也較好。”
“說得很好,下面,我們就言歸正傳,看看開關電源是怎么回事。”
開關電源的原理與優點
張老師拿出了圖7-7,然后說:“把線性穩壓電源里的晶體管VT從放大狀態改變成開關狀態,由一個脈寬調制(PWM)電路進行控制。脈沖的頻率可以從10kHz到100kHz,甚至更高。要改變其輸出電壓,不是靠改變VT的管壓降來得到,而是使VT處于開關狀態,由脈沖系列控制VT的導通和截止,并且靠改變脈沖的占空比D來調節其輸出電壓,如圖7-7(a)的所示:

當輸出電壓偏低時,加大占空比;而當輸出電壓偏高時,則減小占空比。










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