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线性集成稳压器的结构和工作原理

时间:2018-06-05
 

      线性集成稳压器 是一种当输入电压变化时,能使输出电压保持稳定不变的电路。线性集成稳压器的电路形式大多采用串联稳压方式,即稳压负载和调整管相串联,它与由分立元件组成的串联稳压电路的工作原理相似。为更好地了解线性集成稳压器的电路结构及工作原理,下面先介绍一下分立元件串联稳压电路的结构及工作原理。

      下图所示的是分立元件中联稳压电路的电路结构及工作原理框图。电路由调整元件、比较放大电路、取样电路及基准电压电路等组成。调整元件为VT1功率三极管,称为调整管,取样电路由R1、R2和RP1组成。VT2等组成电压比较器。稳压二极管VD1等构成基准电压电路。

      分立元件中联稳压电路的基本工作原理是:当取样电路取出部分输出电压加到由VT2及R3组成的比较放大器的基极时,与由R3及VD1组成的基准电压进行比较,得到差值电压。该差值电压经比较放大器放大后,调整并控制调整管VT1的压降,以达到稳定输出电压的目的。由于调整管VT1和负载串联,故输出电流的大小由调整管决定,且稳定性较好。为泄放电阻,可防止高温和空载时失控。

      线性集成稳压器的基木电路结构如图所示。它由调整管、取样电路、误差放大器及基准电压等电路组成,在实际的电路中还有启动电路和保护电路等。启动电路主要用来为基准电压源及误差放大器建立稳定的下作电压,,它们进人正常工作状态后,启动电路与其他电路的联系被中断。保护电路主要有过流保护、过热保护及调整管工作区保护电路,其目的是使器件能安全可靠地工作。

      线性集成稳压器的工作=作原理如下图所示。R1和R2组成分压器取出输出反馈信号,经内部误差放大器和基准电压电路组成的控制电路控制调整管的压降,使输出电压UO保持稳定。

      调整管的压降UDO称为压差,它是输人电压与输出电压之差,即

UD0=UI-UO

      压差UD0的大小涉及线性集成稳压器的损耗,压差大的线性集成稳压器的效率仅有66%,而压差小于0.3V的线性集成稳压器的效率可达91%以上,所以往往把压差作为线性集成稳压器的一个重要技术指标。


      图中的IGND称为地电流,在没有输出负载电流IO时,它包括误差放大器电流、基准电压源工作电流、调整管基极电流、保护电路电流及分压器电流等。由于这些电流均是流入地电流,故称为地电流IGND。在没有负载电流IO时,地电流称为静态电流IO。IO的大小表示线性集成稳压器的内部损耗。内部损耗的功率可由下式确定,即

PO=UiIQ

      一般IQ很小,但当IO为额定输出电流时,则调整管的基极电流会相应增大,从而使稳压器的损耗增加。

      线性稳压集成电路和分立元件组成的中联稳压电路相比,具有体积小、性能优越、工作可靠、成本低及使用方便等许多优点。

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