调整管是稳压电源中的输出功率管。它在稳压电源电路中相当于可调电阻,随输入电压的波动,由取样管取样后随时调整该管的导通程度,以达到输出电压稳定的目的。整流管的导通程度不同。 调整管CE间的电压也不同。输入电压高时调整管CE间的电压高。输入电压低时调整管CE间的电压就低。比稳压输出高的电压全部加在调整管上了。调整管的功率损耗大,所以调整管都有散热器。下图为一只三脚调整管。 调整管应用电路原理分析1、本调整管稳压电路所谓串联型稳压电路,就是在输入直流电压和负载之间串入一个三极管,其作用就是当q或RL发生变化引起输出电压Uo变化时,通过某种反馈形式使三极管的UcP也随之变化,从而调整输出电压玩,以保持输出电压基本稳定。由于串入的三极管是起调整作用的,故称为调整管。 图(a)所示是基本的调整管稳压电路.图中三极管Ⅵ’为调整管。为了分析其稳压原理,我们将图(a)所示的电路改画成图(b)所示的形式,这时我们可清楚地看到,它实质上是在图所示电路的基础上再加上射极跟随器而组成的。根据电路的特点可知,乩和Uz是跟随关系,因此只要稳压管的电压Uz保持稳定,则当矾和IL在一定的范围内变化时,乩也能基本稳定。加了跟髓器后的突出特点是带负载的能力加强了。 2、采用功率MOSFET调整管组成超低压差线性稳压电路一般认为线性稳压器的转换效率低但输出纹波电压低,而开关式DC/DC变换器的转换效率高,但它的输出纹波电压很高(比线性稳压器高1~2个数量级)。如果采用功率MOSFET作调整管,可以组成超低压差线性稳压器,它不仅输出纹波电压小,而且其转换效率可以与DC/DC变换器媲美。 便携式电子产品希望电池寿命长(或两次充电之间的时间间隔长),本文介绍的超低压线性稳压器可满足这种要求,并且有较好的输出精度。 线性稳压器电路笔者采用Si9933功率MOSFET作调整管设计了~个由电池供电(输入电压6V),输出5V电压,输出电流500mA的线性稳压器电路,如下图所示。它与一般的线性稳压器电路基本相同,为了提高基准电压的精度,这里采用TL431精密可调基准电压源来代替一般的稳压二极管。这是因为一般的稳压二极管在3V以下的精度差,其动态电阻Rz=30Ω左右。另外,这里设了一个微调电位器RP,可使在空载时调整RP获得所需的初始电压(因为TL431的基准电压典型值是2.495V.最小值是2.470V,最大值是2.520V)。 其工作原理如下:如果输出电压VOUT有所增加,即输出电压↑,VT3基极电压↑,VT3的IC3↑,R3上的电压降↑,VT2的VBEt,VT2的ic2↑,R2上的压降↑,使R1上的压降↓,即P管的-VGS↓,P管的内阻↑.使VOUT输出电压↓。 3、用IGBT做调整管的2.5—24V稳压电源电源基本用的是这个图,MOS管直接替换成IGBT,限流取样电阻略有变化0.3Ω左右。在2A左右保护(实测)。 工作原理如图所示,220v电压经变压器B降压、D1-D4整流、C1滤波。此外D5、D6、C2、C3组成倍压电路(使得Vdc=60V),Rw、R3组成分压电路,T1431、R1组成取样放大电路,9013、R2组成限流保护电路,场效应管K790作调整管(可直接并联使用)以及C5是输出滤波器电路等。稳压过程是:当输出电压降低时,f点电位降低,经T1431内部放大使e点电压增高,经K790调整后,b点电位升高;反之,当输出电压增高时,f点电位升高,e点电位降低,经K790调整后,b点电位降低。从而使输出电压稳定。当输出电流大于6A时,三极管9013处于截止,使输出电流被限制在6A以内,从而达到限流的目的。本电路除电阻R1选用2W、R2选用5W外,其它元件无特殊要求,其元件参数如图3所示。 另外k790完全可以用K72515A500V125W的管子代替。因为是电压型器件,不用考虑驱动问题。
4、用复合管做调整管的稳压电源电路图在稳压电源中,负载电流Ifz要流过调整管,输出大电流的电源必须使用大功率的调整管,这就要求有足够大的电流供给调整管的基极,而比较放大电路供不出所需要的大电流,另一方面,调整管需要有较高的电流放大倍数,才能有效地提高稳压性能,但是大功率管一般电流放大倍数都不高。解决这些矛盾的办法,是给原有的调整管再配上一个或几个“助手”,组成复合管。用复合管做调整管的稳压电源电路如图5一24所示。 用复合管做调整管时,BG2的反向电流Iceo2将被放大,尤其是采用大功率锗管时,反向截止电流Icbo比较大,并随温度增高按指数增加,很容易造成高温空载时稳压电源的失控,使输出电压Usc增大。误差信号ΔUsc经放大加到BG2的级基极来减少Ic人,可能迫使BG2截止。为了使调整管在不同温度下都工作在放大区,常在BG1的基极加电阻(R7)接到电源的正极(如图5一24)或负极。在温度或负载变化不大或全用硅管时,可不加这个电阻。 带有保护电路的稳压电源在稳压电路中,要采取短路保护措施,才能保证安全可靠地工作。普通保险丝熔断较慢,用加保险丝的办法达不到保护作用,而必须加装保护电路。 保护电路的作用是保护碉整管在电路短路、电流增大时不被烧毁。其基本方法是,当输出电流超过某一致值时,使调整管处于反向偏置状态,从而截止,自动切断电路电流。 保护电路的形式很多。图5-25是二极管保护电路,由二极管D和检图5-25二极管保护电路测电阻R0组成。正常工作时,虽然二极管两端的电压上低下场,但二极管仍处于反向截止状态。负载电流增大到一定数值时,电阻RO上的压陷ROIe加大,使二极管导通。由于UD=Ube1+ROIe,而二极管的导通电压UD是一定的,则Ube1被迫减小,从而使Ie限制到一定值,达到保护调整管的目的。在使用时,二极管要选用UD值大的。 图5-26是三极管保护电路。由三极管BG2和分压电阻R4、R5组成。电路正常工作时,通过R4与R5的压作用,使得BG2的基极电位比发射极电位高,发射结承受反向电压。于是BG2处于截止状态(相当于开路),对稳压电路没有影响。当电路短路时,输出电压为零,BG2的发射极相当于接地,则BG2处于饱和导通状态(相当于短路),从而使调整管BG1基极和发射极近于短路,而处于截止状态,切断电路电流,从而达到保稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求。 |