可變穩(wěn)壓臺(tái)式電源的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)

可變穩(wěn)壓電源的工作原理與固定穩(wěn)壓器類型類似，但它們具有電位計(jì)控制功能，有助于在可變電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的輸出。

這些電路最適合用作臺(tái)式和車間電源，盡管它們也可用于需要不同可調(diào)輸入進(jìn)行分析的應(yīng)用。對(duì)于此類工作，電源電位計(jì)的作用類似于預(yù)設(shè)控制，可用于將電源的輸出電壓調(diào)整為所需的調(diào)節(jié)電壓電平。

上圖顯示了可變穩(wěn)壓器電路的典型示例，該電路將提供0至12V的連續(xù)可變穩(wěn)定輸出。

主要特點(diǎn)

電流范圍限制為最大500 mA，盡管通過適當(dāng)升級(jí)晶體管和變壓器可以將其增加到更高的水平。

該設(shè)計(jì)提供了非常好的噪聲和紋波調(diào)節(jié)，可能小于1 mV。

即使在全輸出負(fù)載下，輸入電源和穩(wěn)壓輸出之間的最大差值也不大于0.3 V。

穩(wěn)壓可變電源可以理想地用于測(cè)試幾乎所有需要高質(zhì)量穩(wěn)壓電源的電子項(xiàng)目。

工作原理

在該設(shè)計(jì)中，我們可以看到輸出齊納穩(wěn)定器級(jí)和輸入緩沖放大器之間包含一個(gè)電位分壓器電路。該電位分頻器由VR1和R5創(chuàng)建。這使得 VR1

的滑塊臂在靠近其軌道底部時(shí)可以從最低 1.4 伏調(diào)整，當(dāng)它處于其調(diào)節(jié)范圍的最高點(diǎn)時(shí)，最高可達(dá) 15 V 齊納電平。

輸出緩沖級(jí)上存在大約 2 V 的壓降，允許輸出電壓范圍為 0 V 至 13 V

左右。話雖如此，上限電壓范圍容易受到零件公差的影響，例如齊納電壓的5%容差。因此，最佳輸出電壓可能是高于 12 伏的陰影。

幾種類型的高效過載保護(hù)電路對(duì)于任何臺(tái)式電源都非常重要。這可能是必不可少的，因?yàn)檩敵隹赡苋菀资艿诫S機(jī)過載和短路的影響。

我們?cè)诋?dāng)前設(shè)計(jì)中采用了相當(dāng)簡(jiǎn)單的電流限制，由 Trl

及其鏈接元件確定。當(dāng)設(shè)備在正常條件下運(yùn)行時(shí)，與電源輸出串聯(lián)的R1兩端產(chǎn)生的電壓太小，無法觸發(fā)Trrl導(dǎo)通。

在這種情況下，電路工作正常，除了R1產(chǎn)生的小壓降。這幾乎不會(huì)對(duì)裝置的調(diào)節(jié)效率產(chǎn)生任何影響。

這是因?yàn)椋琑1級(jí)先于穩(wěn)壓器電路。在過載情況下，R1兩端感應(yīng)的電位高達(dá)約0.65伏，這迫使Tr1接通，這是由于從電阻R2兩端產(chǎn)生的電位差獲得的基極電流。

這導(dǎo)致R3和Tr 1消耗大量電流，導(dǎo)致R4兩端的壓降大幅增加，輸出電壓降低。

盡管輸出短路，但此操作會(huì)立即將輸出電流限制在最大 550 至 600 mA。

由于電流限制功能將輸出電壓限制在幾乎為0 V。

R6像負(fù)載電阻一樣操縱，基本上可以防止輸出電流過低和緩沖放大器無法正常工作。C3 允許器件實(shí)現(xiàn)出色的瞬態(tài)響應(yīng)。

缺點(diǎn)

與任何典型的線性穩(wěn)壓器一樣，Tr4的功耗由輸出電壓和電流決定，并且在電位器調(diào)整以降低輸出電壓和較高輸出負(fù)載時(shí)處于最大值。

在最嚴(yán)重的情況下，Tr20上可能會(huì)感應(yīng)4 V，導(dǎo)致大約600 mA的電流流過它。這導(dǎo)致晶體管的功耗約為12瓦。

為了能夠長(zhǎng)時(shí)間忍受這種情況，設(shè)備必須安裝在相當(dāng)大的散熱器上。VR1可以安裝一個(gè)相當(dāng)大的控制旋鈕，該旋鈕專門校準(zhǔn)顯示輸出電壓標(biāo)記的刻度。

零件清單

電阻。（全部 1/3 瓦 5%）。

R1 1.2歐姆

R2 100歐姆

R3 15歐姆

R4 1k

R5 470歐姆

R6 10k

VR1 4.7k 線性碳纖維

電容器

C1 2200 μF 40V

C2 100 μF 25V

C3 330 nF

半導(dǎo)體

Tr1 BC108

Tr2 BC107

Tr3 BFY51

Tr4 TIP33A

DI 至 D4 1N4002（4 關(guān)閉）

D5 BZY88C15V （15 伏， 400 mW 齊納二極管）

變壓器

T1 標(biāo)準(zhǔn)初級(jí)電源，17 或 18 伏，1 安培

二 次

開關(guān)

S1 D.P.S.T. 旋轉(zhuǎn)電源或撥動(dòng)式

雜項(xiàng)

外殼，輸出插座，電路板，電源線，電線，

焊料等