第四章 串联稳压电源

    前面介绍的串联负反馈稳压电源只是一种基本的稳压电路，实际使用中的稳压电源可能会有各种各样的特殊要求。有些要求更高的电压稳定度，有些要求更大的输出电流能力，有些要求有短路保护。这样就需要针对不同的要求对前面介绍的电路进行改进。下面就对串联负反馈稳压电源的各种改进措施进行介绍。

 

    一般改善稳定度的方法有：使用恒流源负载、增加电压放大部分的级数、采用辅助的稳定电源、增加补偿电路等方法。

 

    由于串联负反馈稳压电路是通过输出电压的变化量，经放大后来调节调整管的管压降达到稳压的目的。当放大倍数越高，电源的稳定度就越高。对于三极管放大器，当集电极电阻越大同时输入电阻越小时，放大倍数就越大。但集电极电阻过大会造成集电极电流过小，会造成输入电阻增大。为解决这个矛盾，可以使用恒流源负载代替集电极电阻。

 

    图4－4－1是一种使用三极管恒流源的稳压电路。图中虚线框内的T4、D2、R6、R7组成恒流源电路，作为T3发射极负载。

 

    图4－4－2是使用恒流二极管作为恒流源的稳压电路。恒流二极管一种能在比较宽的电压范围内提供恒定电流的半导体器件。由于具有直流等效电阻低、交流动态阻抗高、稳定系数小、直流电压降可调的优点。因此可用于代替图4－4－1中的三极管恒流源。

    图4－4－3是使用场效应管作为恒流源的串联负反馈稳压电路。由于结型场效应管具有类似恒流二极管的特性，当漏极D接到整流滤波后的电压，栅极G与源极S连接后接到放大管T3的集电极时，场效应管就成了放大管T3的集电极恒流源负载。

    由于当放大电路的放大倍数越高时，电源的稳定度就越高。一般单管放大电路的放大倍数有限，可以采用增加放大电路级数的方法来提高放大倍数，这样也可以大大提高电源的稳定度。不过增加放大电路的级数后，电路更容易产生自激振荡，在设计放大电路时需要采取手段避免电路产生自激。由于增加电压放大级数不可避免的增加了电路的复杂程度，一般分离元件制作的稳压电源中较少使用此方法。

 

    在基本形式的串联负反馈稳压电路中，放大管T3的集电极电路R1直接连接到经整流滤波后的电压上。由于这个电压不是稳定的电压，当其发生变化时，其变化量会加到调整管的基极，进而影响输出电压稳定度。可以通过将R1接入到一个稳定电压的方法来避免这种影响。图4－4－2中，D2、R6组成辅助稳压电源，负责向R1提供稳定的电压。这种形式的稳压电路通常用在大输出电流的稳压电源中，可以显著提高电源的稳定度。

    由于串联负反馈稳压电路是通过输出电压的变化量来控制稳定度，那么可以直接使用输入电压的波动或者负载电流的波动来进行补偿控制，理想状态下可以达到补偿效果正好等于输出电压的变化量。但由于补偿量的计算比较复杂，实际电路中受各种因素影响，补偿效果也难以达到要求。一般较少采用此方法，多为针对特定电路采取的临时措施。

 

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（2007年02月25日于武汉）