二、线性稳压电源
现在常见的直流电源分为线性稳压电源和开关电源两大类。线性稳压电源由于在电流输出的路径上,串联了一个电源调整管,而这个调整管又工作在线性放大的范围① ,因此就让我们知道了线性稳压电源名称的渊源。线性稳压电源的稳压工作原理是:当输出电压开始波动上升时,流过限流电阻R1的电流增加而使稳压管导通,稳压管的导通又使放大管发射极电流加大、电源调整管的基极电压下降,同时电源调整管的管压降也随着上升、这个管压降上升,使得输出端的输出电压下降(稳压取样电位器中心点的电压上升,也能实现这样的调整);反过来当输出电压开始下降时,电源调整管的管压降也随着下降、这个管压降下降,使得输出端的输出电压上升,从而达到稳定输出电压的目的。那么,需要增强负载能力、提高负载电流又该怎样使调整管这样变化呢?针对这个问题,就引入了输出端的稳压取样部分了,其工作原理是当负载电流加大、放大管的基极电流减小、通过R2到调整管基极电流上升、输出电流开始上升;取样电位器滑片中心点的取样电压随着输出电压上升、这个电压上升,使得电源调整管的驱动放大管把调整管的基极电压拉低、使调整管的管压降提高、导致输出端的输出电压下降②;反之也是这样的控制过程,请注意这个过程中电压的控制与电流的控制是有区别的。
这里的控制过程,一环套一环,每个控制单元都有其独特的作用,如:取样部分、调整部分、驱动放大部分等。整流部分则是利用二极管的单向导电特性,采取不同的组合形成半波整流、全波整流和桥式整流,这里采用的是单相桥式整流;在稳压电源里面还有一个重要的部分就是滤波部分,因为滤波部分在线性稳压电源和开关电源里面都会用到,所以这一部分就在后面专门再聊。
需要说明的是:线性稳压电源的效率不高(绝大多数小于45%甚至更低);调整管在工作中发热量较大,许多电源调整管接成复合管和加装大面积散热片,复合管在理论上可以接成“N-N、N-P、P-N、P-P”四种(详见预备知识的插图),但实际使用较多的则是“N-N、P-P”两种;电源的带负载能力差(输入变压器的功率决定了负载的大小);控制电路的元器件用量也较多,降低成本受限,所以现在慢慢的使用少了。但是在其控制过程中,发挥了电子产品响应速度快的特长,使控制效果好、输出电压稳定,交流电源变压器将高压与低压分开,还比较安全。
注:
①《模拟电子技术基础》(下)童诗白主编 人民教育出版社1981年1月版683页。
②《模拟电子技术基础》(下)童诗白主编 人民教育出版社1981年1月版686页。