第四節串聯型直流穩壓電路輸出電壓的調節范圍穩壓電路的過載保護電路組成和工作原理調整管的選擇下頁總目錄+-u2RC+RLiLUO+-UFVDZ+-AR1R2R3R'2R"2UI+-VT采樣電阻放大電路基準電壓調整管一、電路組成和工作原理下頁上頁1.電路組成首頁2.工作原理+-u2RC+RLiLUO+-UFVDZ+-AR1R2R3R'2R"2UI+-VT串聯型直流穩壓電路穩壓的過程，實質上是通過電壓負反饋使輸出電壓保持基本穩定的過程。下頁上頁首頁仿真二、輸出電壓的調節范圍UZ

=

UF

=R″2

+R3

R1

+R2

+R3

UOUO

=R″2

+R3

R1

+R2

+R3

UZRRLUO+-UFVDZ+-AR1R2R3R'2R"2UI+-VTUZUOmin

=R2+R3

R1+R2+R3

UZUOmax

=

R3

R1+R2+R3

UZ通過改變采樣電阻中電位器R2的滑動端位置進行調節。下頁上頁首頁式中ILmax

是負載電流的最大值。三、調整管的選擇調整管不僅要根據外界條件的變化，隨時調整本身的管壓降，以保持輸出電壓穩定，還要提供負載所要求的全部電流，因此管耗比較大，通常采用大功率的三極管。選用時應估算管子的主要參數,確保調整管的安全。1.集電極最大允許電流ICM≥

ILmax

+IR下頁上頁首頁2.集電極和發射極之間的最大允許反向電壓U(BR)CEOU(BR)CEO≥U'Imax

=1.1×√2U2式中U'Imax

是空載時整流濾波電路的最大輸出電壓。穩壓電路正常工作時，調整管上的電壓降約為幾伏。若負載短路，則整流濾波電路的輸出電壓UI將全部加在調整管兩端。UI最大值可能接近于變壓器二次電壓的峰值另外電網電壓可能有±10%的波動，所以應選擇三極管的參數為：下頁上頁首頁

3.集電極最大耗散功率PCM調整管的功耗

PC=UCEIC=(UI－

UO)IC

PCM≥(UImax

－

UOmin

)×ICmax

≈(1.1×1.2U2－

UOmin

)×ICmax式中UImax

是滿載時整流濾波電路的最大輸出電壓，電容濾波電路中，若電容的容值足夠大，可認為其輸出電壓近似為1.2U2。當電網電壓達到最大值，而輸出電壓達到最小值，同時負載電流也達到最大值時，調整管的功耗最大，下頁上頁首頁調整管選定后，為保證調整管工作在放大狀態，通常使

UCE=(3～8)VUI

=UOmax

＋(3～8)V穩壓電路的輸入直流電壓應為：若采用橋式整流、電容濾波電路則UI≈1.2U2UI1.2U2≈1.1×考慮電網電壓可能有10%的波動，因此要求變壓器二次電壓為：下頁上頁首頁[例10.6.1]在串聯型直流穩壓電路中，要求輸出電壓UO=(10~15)V，負載電流IL=(0~100)mA

。已選定基準電壓的穩壓管的穩定電壓UZ=7V，最小電流IZmin=5mA

，最大電流IZmax=33mA

。①假設采樣電阻總的阻值選定為2kΩ左右，則R1、R2和R3三個電阻分別為多大？

②

估算電源變壓器二次電壓的有效值U2；③

估算基準穩壓管的限流電阻R的阻值；④

估算穩壓電路中的調整管的極限參數。下頁上頁首頁解①下頁上頁取

R3=910Ω取

R2=510Ω取

R1=560Ω經驗證，輸出電壓的變化范圍符合給定的要求。首頁下頁上頁首頁②取

UI=23V③④下頁上頁首頁四、穩壓電路的過載保護1.限流型保護電路主要保護元件是串接在調整管發射極回路中的監測電阻R4和保護三極管VT2。

R4的阻值很小，一般為1Ω左右。RRLUO+-UFVDZ+-AR1R2R3R'2R"2UI+-VT1UZR4VT2IL下頁上頁首頁RRLUO+-UFVDZ+-AR1R2R3R'2R"2UI+-VT1UZR4VT2IL穩壓電路正常工作時，IL不超過額定值，電流在R4上的壓降很小，VT2截止,保護電路不起作用。IL超過某一臨界值后，R4上壓降增大，使VT2導通,將調整管VT1的基極電流分流掉一部分，于是限制了VT1中電流的增長，保護了調整管。UOILO正常穩壓區限流保護限流型保護電路的輸出特性下頁上頁首頁2.截流型保護電路限流型保護電路雖然能夠限制過大的輸出電流，但當負載短路時，整流濾波后的輸出直流電壓UI將全部加在調整管的兩端，而且，此時通過調整管的電也相當大，所以此時消耗在調整管上的功率仍很可觀。因此，在容量較大的穩壓電路中，希望一旦發生過載，輸出電壓和輸出電流同時下降到較低的數值。這樣的保護電路稱為截流型保護電路。下頁上頁首頁RRLUO+-VDZ+-AR1R2R3UI+-VT1R4VT2ILR5R7R8R6IC2IB1UB2UE2輔助電源截流型保護電路UOILO正常穩壓區保護電路動作截流型保護電路的輸出特性過載后的工作點穩壓電路正常工作時，電阻R4上的壓降較低，此時UR6+UR4<UR8VT2的UBE2<0，VT2截止。下頁上頁首頁RRLUO+-VDZ+-AR1R2R3UI+-VT1R4VT2ILR5R7R8R6IC2IB1UB2UE2輔助電源截流型保護電路當負載電流IL增大時，電阻R4上的壓降隨之增大，若UBE2增大到使VT2進入放大區后，將產生集電極電流IC2。使調整管的基流被分流，IB1減小，于是引起以下正反饋過程:IC2IB1UOUE2UBE2IC2VT2很快達到飽和，最后穩壓電路的輸出電壓為當保護電路動作以后，UBE2很快下降到1V左右，因而調整管的功耗很小。上頁首頁在這種截流型保護電路中，當負載端故障排除以后，由于IL減小，使R4上壓降減小，只要三極管VT1和VT2能夠進入放大區，則穩壓電路的輸出電壓將由于以下正反饋過