串联型稳压电源电路优化方案

1.电路的组成

串联型稳压电路的组成框图如图12-3所示，最简单的串联型稳压电源电路如图12-4所示。图12-4中的C₁是电源滤波电容，设电容C₁两端的输出电压为U_i，该电压是稳压电路的输入电压。稳压电源中的稳压电路由4个单元组成。

（1）基准单元

限流电阻R₂和稳压管VS组成稳压电路的基准单元，该单元的作用是为稳压电路提供自动调整所需的基准电压U_z。

图12-3 串联型稳压电源的组成框图

图12-4 串联型稳压电源电路

（2）取样单元

电阻R₃、R₄和电位器R_P组成稳压电路的取样单元，因该单元与负载电阻R_L相并联，所以该电路两端电压的变化情况直接反映了输出电压的变化情况。

（3）放大单元

稳压电路中的放大单元由晶体管VT₂、电阻R₁和稳压管VS等器件组成，该电路可将取样电路所采到的电压U_b2与基准电压U_Z进行比较，并产生与输出电压变化情况成正比的控制信号，控制信号经放大后产生控制电压，控制调整管VT₁的输出电压，以保证稳压电源输出电压的稳定。

（4）调整单元

稳压电路中的调整单元由晶体管VT₁和外接的负载电阻R_L等器件组成，调整管VT₁与负载电阻R_L等组成射极输出器。射极输出器是串联电压负反馈电路，因为电压反馈可以稳定输出电压，所以稳压电源的输出电压将很稳定。

2.串联型稳压电源的工作原理

讨论串联型稳压电源的工作原理可分负载电阻不变、输入电压变化和输入电压不变、负载电阻变化这两种情况。

（1）负载电阻不变、输入电压变化时的稳压过程

负载电阻R_L保持不变、输入电压U_i上升时，会引起输出电压U_o也上升。在这种情况下，稳压电源稳压的流程图如图12-5所示。

由稳压的流程图可见，输入电压U_i、输出电压U_o和调整管的输出电压U_ce1三者之间是串联的关系，所以该电路称为串联型稳压电源。

（2）输入电压不变、负载电阻变化时的稳压过程(www.xing528.com)

输入电压U_i保持不变，负载电阻R_L上升时，会引起输出电压U_o也上升。在这种情况下，稳压电源稳压的流程图如图12-6所示。

图12-5 R_L保持不变的稳压流程图

图12-6 U_i保持不变的稳压流程图

3.稳压电源输出电压U_o的计算公式

在图12-4所示的电路中，设电位器上段的电阻值为R_P1，下段的电阻值为R_P2，取样放大管VT₂基极的电位U_B≈U_Z，在I_B2很小，且可忽略的前提下，U_B为

由上式可得输出电压U_o为

当R_P2为最小值0时，输出电压U_o为最大值Uomax

当R_P2为最大值R_P时，输出电压U_o为最小值Uomin

【例12-1】 如图12-4所示的稳压电源电路，设U_Z=5V，R₃=R₄=R_P，请确定该稳压电源输出电压的调整范围。

解 根据式（12-3）和式（12-4）可得

由此可得该稳压电源输出电压的调整范围为

ΔU=U_omax-U_omin=7.5V