单元六 直流稳压电源
学习目标 了解直流稳压电源的组成,技术指标,掌握直流稳压电源的分析,设 计方法. 前面介绍了放大器的各种基本电路形式,这些电路都必须使用直流电源来提供能 量.但在实际应用中,除少数情况采用化学电池外,大多数采用交流电网供电.直流稳 压电源的作用就是将交流电转换成稳定的直流电供电子设备使用.
第一节
概述
测量仪器,电子计算机,自动控制装置等电子设备中,要求所使用的直流电源电压 必须是稳定的.如果电源电压不稳定会引起测量误差或电路工作不稳定,自动控制误动 作等,严重时甚至造成电路无法正常工作,因此了解直流稳压电源的性能指标是十分必 要的.当然,这里指的电压稳定是指变化要小到可以允许的程度,并不是绝对不变. 一,直流稳压电源的组成 常用的直流稳压电源由电源变压器,整流,滤波以及稳压电路组成,如图 6-1-1 所 示.图中,电源变压器(又称整流变压器)的作用是改变电网上的交流电压,为整流电 路提供所需的交流输入电压;整流的作用则是将交变电压变换为单方向的脉动直流电 压;而滤波的作用则是减少整流后的直流电的脉动成分.由于整流,滤波后所得到的直 流电压稳定性能较差,因此还需引入稳压电路.
电源 变压器
u1 u2
整流 电路
u3
滤波 电路
u4
稳压 电路
uo
二,引起直流稳压电源输出不稳定的主要原因 1.交流电网输入电压不稳定 2.负载电流变化 由于电网供电高峰和低谷期存在,使交流电压在 ±10%的范围内波动,这将引起整流,滤波后的直流电压按照同样的比例波动. 根据电路分析知识可知,当负载断路时,电源输出电流极大, 输出电压为零;当负载开路时,电源输出电流为零,输出电压为最大值.这就是说,负 载电阻的变化也会引起电源输出电压的变化.在一般情况下,负载阻抗减小时,电源电 路的电流就会增大, 使电源内阻上的电压降相应增大, 从而造成输出端电压减小的现象. 3.稳压电源本身的器件变化 由于老化,环境温度,温度变化等因素的影响而引 起其特性参数的变化也会影响稳压电源的稳定性. 三,直流稳压电源性能指标
电源的技术指标包括使用指标,非电气指标和性能指标.使用指标是从功能角度来 说明电源的容量大小,输出电压,输出电流,电压调节范围,过电压,过电流保护,效 率高低等;非电气指标主要有外观,体积和重量等指标;性能指标则是衡量电源的稳定 度,质量高低的重要技术指标.直流稳压电源的常用性能指标有: 1. 纹波抑制比SR 纹波抑制比是反映直流稳压电源抑制交流纹波电压能力的参数, 它是指在规定的纹波频率(例如 100Hz)下,稳压电路输入纹波电压的峰-峰值ΔUIPP与 输出纹波电压的峰-峰值ΔUOPP之比的分贝值.即
S R = 20 lg
ΔU IPP (dB) ΔU OPP
(6-1)
纹波电压是累加在直流电压上的交流分量,可用示波器的交流输入档来测量,其 测量电路如图 6-1-2 所示.测量时,需将示波器的 y 轴输入灵敏度调到最高灵敏度的位 置来观测纹波电压的峰-峰值,其值一般为毫伏级.
2.稳压系数Sr
稳压系数是指在负载不变的条件下,稳压电路输出电压的相对变
化量与引起该变化量的输入电压相对变化量的比值.即
Sr =
ΔU O U O ΔU I U I
× 100%
ΔI O = 0
(6-2)
稳压系数反映了电网电压波动对稳压电路输出电压稳定性的影响,一般Sr 为 10 ~10-4. 一般电网电压的波动极限为±10%,即 ΔU I U I = ±10% ,在这个条件下输出电压的 相对变化量 ΔU O U O 称为电压调整率. 近年来,有些生产厂把规定输入电压变化范围下的输出电压变化量ΔUO(mV)称 为线性调整率(如集成三端式稳压电路) . 3.负载调整系数SI 也称电流调整率,其定义为稳压电路在输入电压不变的条件 下,输出电压的相对变化量与负载电流变化量之比,即
SI =
-2
ΔU O U O ΔI O
× 100%
ΔU I = 0
(6-3)
该指标反映了负载变化对输出稳定性的影响.有些生产厂也用IO从零变化到最大时 产生的ΔUO(mV)表示. 4.输出电阻RO 流变化量之比,即
RO =
其定义为稳压电路输入电压UI不变时,输出电压变化量与负载电
ΔU O ΔI O

下一页