串聯(lián)穩(wěn)壓器構(gòu)建的電池消除器電路圖解

所示的電池消除器電路是使用基本串聯(lián)穩(wěn)壓器構(gòu)建的設(shè)計(jì)的功能說(shuō)明。

該型號(hào)專為使用 9 伏直流電且最大電流不超過(guò) 100 mA 的所有應(yīng)用而開(kāi)發(fā)。它不適合需要相對(duì)更高電流的設(shè)備。

T1 是一款 12 -0 - 12 V 100 mA變壓器，提供隔離保護(hù)隔離和電壓降壓，而其中心抽頭次級(jí)繞組操作帶有濾波電容器的基本推挽整流器。

空載時(shí)，輸出約為 18 伏直流電，滿載時(shí)可能會(huì)降至約 12 伏。

像穩(wěn)壓器一樣工作的電路實(shí)際上是一種基本的串聯(lián)類型設(shè)計(jì)，包含R1、D3和C2，以獲得穩(wěn)定的10 V標(biāo)稱輸出。齊納電流在空載時(shí)約為8 mA，滿載時(shí)降至約3mA。R1和D3產(chǎn)生的耗散最小。

可以看到，由TR1和TR2組成的達(dá)林頓對(duì)發(fā)射極跟隨器配置為輸出緩沖放大器在全輸出時(shí)提供約30，000的電流增益，而最小增益為10，000。

在此增益水平下，該裝置在滿載電流下以3 mA電流工作，即使負(fù)載電流波動(dòng)，最小增益i在放大器兩端的壓降也幾乎沒(méi)有偏差。

輸出放大器的實(shí)際壓降約為 1.3 伏，在中等 10 伏輸入時(shí)，可提供大約 8.7 伏的輸出。

這看起來(lái)幾乎等于指定的 9 V，考慮到即使是真正的 9 伏電池在其工作期間也可能顯示從 9.5 V 到 7.5 V 的變化。

為串聯(lián)穩(wěn)壓器增加電流限制

對(duì)于上述穩(wěn)壓器，增加輸出短路保護(hù)通常變得很重要。

這可能是必要的，以便設(shè)計(jì)能夠提供良好的調(diào)節(jié)和低輸出阻抗。由于電源的阻抗非常低，因此在意外輸出短路的情況下，可能會(huì)通過(guò)非常高的輸出電流。

這可能會(huì)導(dǎo)致輸出晶體管以及其他一些部件立即被燒毀。典型的保險(xiǎn)絲可能根本無(wú)法提供足夠的保護(hù)，因?yàn)樯踔猎诒ｋU(xiǎn)絲可能做出反應(yīng)和熔斷之前，傷害就可能迅速發(fā)生。

實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的最簡(jiǎn)單方法可能是在電路中添加限流器。這涉及補(bǔ)充電路，而不會(huì)對(duì)正常工作條件下的設(shè)計(jì)性能產(chǎn)生任何直接影響。

但是，如果連接的負(fù)載試圖消耗大量電流，限流器可能會(huì)導(dǎo)致輸出電壓迅速下降。

實(shí)際上，輸出電壓下降得如此之快，以至于盡管在輸出端放置了短路，但電路提供的電流略高于其規(guī)定的最大額定值。

電流限制電路的結(jié)果在下面的數(shù)據(jù)中得到了證明，該數(shù)據(jù)顯示了從所提出的電池消除器單元獲得的逐漸降低的負(fù)載阻抗相關(guān)的輸出電壓和電流。

限流電路僅使用幾個(gè)元件即可工作;R2 和Tr3。它的響應(yīng)實(shí)際上非?？?，可以簡(jiǎn)單地消除輸出端短路的所有可能風(fēng)險(xiǎn)，從而為輸出設(shè)備提供防故障保護(hù)。限流的工作原理可以理解為如下所述。

R2與輸出串聯(lián)，這使得R2兩端產(chǎn)生的電壓與輸出電流成正比。當(dāng)輸出功耗達(dá)到100mA時(shí)，R2兩端產(chǎn)生的電壓不足以在Tr3上觸發(fā)，因?yàn)樗且粋€(gè)硅晶體管，需要最小電位為0.65 V才能接通。

但是，當(dāng)輸出負(fù)載超過(guò)100 mA限值時(shí)，它會(huì)在T2上產(chǎn)生足夠的電位，以充分將ONTr3切換到導(dǎo)通狀態(tài)。TR3 反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致一些電流 fto 流向

Trl 通過(guò)負(fù)載穿過(guò)負(fù)電源軌。

這導(dǎo)致輸出電壓有所降低。如果負(fù)載進(jìn)一步增加，則會(huì)導(dǎo)致R2兩端的電位成比例上升，迫使Tr3更努力地接通。

因此，這允許更多的電流向Tr1移動(dòng)，負(fù)線通過(guò)Tr3和負(fù)載。該作用進(jìn)一步導(dǎo)致輸出電壓按比例上升壓降。

即使在輸出短路的情況下，Tr3也可能被硬偏置為導(dǎo)通，迫使輸出電壓降至零，確保輸出電流永遠(yuǎn)不會(huì)超過(guò)100 mA標(biāo)記。