圖3-21所示是典型串聯調整型穩壓電路。電路中,VT1是調整管,它構成電壓調整電路;VZ1是穩壓二極管,它構成基準電壓電路;VT2是比較放大管,它構成電壓比較放大器電路;RP1和R3、R4構成取樣電路。
1、直流電路分析
(1)從整流和濾波電路輸出的直流電壓+V加到調整管VT1集電極,同時經電阻R1加到VT1管基極和VT2集電極。
(2)VT1管直流回路是:直流工作電壓+V直接加到調整管VT1集電極,R1為VT1提供一定的正向偏置電流,VT1發射極電流通過R3、RP1、R4和穩壓電路負載電路(圖中未畫出)成回路。
(3)VT2管直流回路是:直流工作電壓+V經R1加到比較放大管VT2集電極;R3、RP1、R4構成VT2基極分壓式偏置電路,RP1動片輸出的直流電壓加到VT2基極,為VT2提供基極偏置電壓;VT2發射極電流通過導通的VZ1到地端。
(4)VT1管發射極輸出的直流電壓通過R2加到VZ1上,使VZ1處于導通狀態,R2是穩壓二極管VZ1的限流保護電阻。
(5)R3、RP1、R4構成分壓電路,RP1動片輸出電壓為VT2基極提供正向偏置電壓的同時,穩壓電路直流輸出電壓Uo的大小波動變化量也通過R3、RP1、R4取樣電路,由RP1動片加到VT2基極。
2、穩壓原理分析
設某種因素導致穩壓電路的直流輸出電壓Uo在增大,通過取樣電路R3、RP1、R4使VT2基極電壓增大,因為直流輸出電壓Uo增大時,RP1動片上的輸出電壓也增大,即VT2基極電壓增大。
由于VT2發射極上的直流電壓取自穩壓二極管上的電壓,因此這一電壓是穩定的,這一直流電壓作為VT2的基準電壓。
因為加到VT2基極上的取樣電壓使基極電壓升高,所以VT2集電極電壓下降(VT2接成共發射極放大器,它的集電極電壓與基極電壓相位相反),使VT1基極電壓下降,VT1發射極直流輸出電壓下降(發射極電壓跟隨基極電壓變化),即穩壓電路直流輸出電壓下降。
由上述電路分析可知,當穩壓電路直流輸出電壓增大時,通過電路的一系列調整,穩壓電路的直流輸出電壓Uo將下降,達到穩定直流輸出電壓的目的。
同理,由于某種因素使穩壓電路的直流輸出電壓Uo下降時,VT2基極電壓下降,VT2集電極電壓在升高,VT2基極電壓升高,使VT2發射極電壓降升高,穩壓電路的直流輸出電壓Uo將升高,達到穩定輸出電壓Uo的目的。
3、直流輸出電壓調整電路分析
串聯調整型穩壓電路輸出的直流工作電壓Uo大小是可以進行連續微調的,即在一定范圍內對直流輸出電壓大小進行調整。
(1)當將RP1的動片向上端調整時,RP1動片輸出的直流電壓升高,使VT2基極電壓升高,VT2集電極電壓下降,VT1基極電壓降低,VT1發射極電壓下降,穩壓電路的直流輸出電壓Uo將減小。由此可知,將RP1動片向下調整時,可以降低直流輸出電壓Uo。注意,雖然直流輸出電壓Uo下降,但是仍然是穩定的。
(2)當將RP1的動片向下端調整時,RP1動片輸出的直流電壓下降,使VT2基極電壓下降,通過電路的一系列調整,直流輸出電壓Uo增大。
4、其他電路分析
電路中,電容C1、C2和C3是濾波電容,其中電容C2與調整管VT1構成了電子濾波器電路。
總結:
(1)上述穩壓電路的穩壓過程有多種理解方法,最簡單、容易接受的方法是上面介紹的電壓分析方法,也可以從調整管電流大小變化這個角度來理解,但是理解比較困難。
(2)電路分析的過程是:先分析直流電路,再搞懂各單元電路的工作原理,最后進行穩壓過程的分析。
(3)在比較電路中,必有兩個輸入信號電壓,其中一個是基準信號電壓,兩信號電壓比較的結果會產生一個誤差信號電壓。
(4)穩壓電路的分析過程主要是直流電壓電路的分析過程,所以要牢記三極管3個電極之間的電壓關系和相位。
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