串联型稳压电源 （2006-5-8）
本文关键字: 晶体
串联型稳压电路是最常用的电子电路之一，它被广泛地应用在各种电子电路中，它有三种表现形式。
1。如图1所示，这是一种最简单的串联型稳压电路(有些书称它是并联型稳压电路，我个人始终认为应是串联型稳压电路），电阻RL是负载电阻，R为稳压调整电阻有叫限流电阻，D为稳压管。
这种电路输出的稳压值等于D的标称稳压值，其工作原理是利用稳压管工作在反向击穿的特性来实现的。图2是稳压管的伏安特性曲线，从此曲线中我们看到反向电流在一定范围内大幅变化时其端点的电压基本不变。当RL变小时，流过RL的电流增加，但流过D的电流却减少，当RL变大时，流过RL的电流减少，但流过D的电流却增大，所以由于D的存在使流过R的电流基本恒定，在R上的压降也基本不变，所以使其输出的电压也基本保持不变。
当负载要求较大的输出电流时，这种电路就不行了，这是因为在此时R的阻值必须减少，由于R的减少就要求D有较大的功耗，但因目前一般的稳压管的功耗均较小，所以这种电路只能给负载提供几十毫安的电流，彩电30V调谐电压通常都以这种电路来取得。
2。如图3所示，这种电路是针对上面所说电路的缺点而改进的电路，与第一种电路不同的是将电路中的R换成晶体管BG，目的是扩大稳压电路的输出电流。我们知道，BG的集电极电流IC=β*Ib,β是BG的直流放大系数，Ib是晶体管的基极电流，比如现在要向负载提供500MA的电流，BG的β=100，那末电路只要给BG的基极提供5MA的电流就行了。所以这种稳压电路由于BG的加入实际上相当于将第一种稳压电路扩充了β倍，另外由于BG的基极被D嵌定在其标称稳压值上，因此这种稳压电路输出的电压是V0=VD-0.7v，0.7V是BG的B，E极的正偏压降。
在实际应用中，我们常常对不同的电路提供不同的供电电压，即要求稳压电源的输出电压可调，为此出现了第三种形式的串联形稳压电路。
3。第二种稳压电路虽能提供较大的输出电流，但其输出电压却受到稳压管D的制约，为此人们将第二种电路稍作改动，使之成为输出电压连续可调的串联型稳压电源。基本电路如图4所示，从电路中我们可看出，此电路较第二种电路多加了一只三极管和几只电阻，R2与D组成BG2的基准电压，R3，R4，R5组成了输出电压取样支路，A点的电位与B点的电位进行比较（由于D的存在，所以B点的电位是恒定的），比较的结果有BG2的集电极输出使C点电位产生变化从而控制BG1的导通程度（此时的BG1在电路中起着一个可变电阻的作用），使输出电压稳定，R4是一个可变阻器，调整它就可改变A点的电位（即改变取样值）由于A点的变化，C点电位也将变化，从而使输出电压也将发生变化。这种电路其输出电压灵活可变，所以在各种电路中被广泛应用
小功率串联型直流稳压电源的设计
原理和方法和用两节电池串联使用相同。
将第一台的负输出与第二台的正输出连接，那么第一台的正输出、第二台的负输出就分别是串联后稳压电源的正、负输出。串联就是电路中各个元件被导线逐次连接起来。串联电路用电器顺次连接串联是连接电路元件的基本方式之一。将电路元件(如电阻、电容、电感,用电器等)逐个顺次首尾相连接。将各用电器串联起来组成的电路叫串联电路。串联电路中通过各用电器的电流都相等。 串联电路的特点.
下面一套资料是分立元件串联稳压带保护的电路。原设计参数输出8-12伏，过流保护3A，可根据自己的需要改变某些原件参数，得到自己需要的。
图1是使用晶体三极管的输出电压可调的稳压电源。该电路是通过改变与负载串联的大功率晶体三极管Tr1的管压降来调节输出电压。输出电压Vout由A点的电压，即Vref+VBE2决定。
Vout=(R3+VR1+R4)(Vref+Vbe2)/(VR1+R4)
式中Vref是稳压二极管的电压(5.1V)，VBE2是晶体三极管Tr2基极发射极间的电压(0.65V>，VR1是可变电阻。由于VR1的阻值变化范围是0～5kΩ，所以输出电压的变化范围为 7.6～12.8V。当VR1的滑动部分接触不良时，输出电压会变为最小电压。
调整管Tr1的最大消耗功率为3A×(15V-8V)=21W，所以应安装在4℃／W以下的散热器上。由于VBE2会随温度和IC2的变化而变化，所以该稳压电路和稳压特性不是太好。
在图1的电路中，电路没有过流保护的功能，当输出端出现短路时输入的15V电压将全部加在Tr1上，导致Tr1瞬间被烧毁。图2(a)是过流保护电路。在Tr1的发射极电路中增加一个串联电阻Rs和一个小功率三极管Tr3，就可以在电路的输出端出现短路时，对Tr1上流过的电流加以限制。在正常工作时由于Rs电阻上的电压降很小，所以Tr3截止。在电路的输出电流增大时，RS电阻上的电压降也随之增加，当RS电阻上电压降(Tr3的VBE3)超过0.65V时，Tr3导通，Tr3的VCE变小。Tr1的VBE1也随之变小，于是流过Tr1的输出电流就会被限定在某一个设定的值。在该电路中电流的限定值为0.65V／Rs≈2A。另外图2(a)的电路还可以用作发光二极管的恒流源电路。应用时将图2(a)电路的输出端接地，Tr1的集电极与发光二极管相连接。图2(b)是该电路的限流特性。
