高效稳压电路：串联与调节

滤波电路可以将整流输出波动大的脉动直流电压平滑成波动小的直流电压，但如果因供电原因引起220V电压大小变化时（如220V上升至240V），经整流得到的脉动直流电压平均值随之会变化（升高），滤波供给负载的直流电压也会变化（升高）。为了保证在市电电压大小发生变化时，提供给负载的直流电压始终保持稳定，还需要在整流滤波电路之后增加稳压电路。

1.简单的稳压电路

稳压二极管是一种具有稳压功能的器件，采用稳压二极管和限流电阻可以组成简单的稳压电路。简单稳压电路如图9-23所示，它由稳压二极管VS和限流电阻R组成。

输入电压U_i经限流电阻R送以稳压二极管VS的负极，VS被反向击穿，有电流流过R和VS，R两端的电压为U_R，VS两端的电压为U_o，U_i、U_R和U_o三者满足：

U_i=U_R+U_o

如果输入电压U_i升高，流过R和VS的电流增大，R两端的电压U_R增大（U_R=I_R，I增大，故U_R也增大），由于稳压二极管具有“击穿后两端电压保持不变”的特点，所以U_o电压保持不变，从而实现了输入电压U_i升高时输出电压U_o保持不变的稳压功能。

图9-23 简单稳压电路

如果输入电压U_i下降，只要U_i大于稳压二极管的稳压值，稳压二极管就仍处于反向导通状态（击穿状态），由于U_i下降，流过R和VS的电流减小，R两端的电压U_R减小（U_R=IR，I减小，U_R也减小），因为稳压二极管具有“击穿后两端电压保持不变”的特点，所以U_o仍保持不变，从而实现了输入电压U_i下降时让输出电压U_o保持不变的稳压功能。

要让稳压二极管在电路中能够稳压，须满足：

1）稳压二极管在电路中需要反接（即正极接低电位，负极接高电位）。

2）加到稳压二极管两端的电压不能小于它的击穿电压（也即稳压值）。

例如图9-23电路中的稳压二极管VS的稳压值为6V，当输入电压U_i=9V时，VS处于击穿状态，U_o=6V，U_R=3V；若U_i由9V上升到12V，U_o仍为6V，而U_R则由3V升高到6V（因输入电压升高使流过R的电流增大而导致U_R升高）；若U_i由9V下降到5V，稳压二极管无法击穿，限流电阻R无电流通过，U_R=0，U_o=5V，此时稳压二极管无稳压功能。

2.串联型稳压电路

串联型稳压电路由晶体管和稳压二极管等器件组成，由于电路中的晶体管与负载是串联关系，所以称为串联型稳压电路。

（1）简单的串联型稳压电路(www.xing528.com)

图9-24是一种简单的串联型稳压电路。220V交流电压经变压器T1降压后得到U₂电压，U₂经整流电路对C1进行充电，在C1上得到上正下负的电压U₃，该电压经限流电阻R1加到稳压二极管VS两端，由于VS的稳压作用，在VS的负极，也即B点得到一个与VS稳压值相同的电压U_B，U_B送到晶体管VT的基极，VT产生电流I_b，VT导通，有电流I_c从VT的c极流入、e极流出，它对滤波电容C2充电，在C2上得到上正下负的电压U₄供给负载RL。

图9-24 一种简单的串联型稳压电路

稳压过程：若220V交流电压上升至240V，变压器T1二次绕组L2上的电压U₂也上升，经整流滤波后在C1上充得电压U₃上升，因电压U₃上升，流过R1、VS的电流增大，R1上的电压U_R1增大，由于稳压二极管VS击穿后两端电压保持不变，故B点电压U_B也保持不变，VT基极电压不变，I_b不变，I_c也不变（I_c=βI_b，I_b、β都不变，故I_c也不变），因为电流I_c大小不变，故I_c对C2充得电压U₄也保持不变，从而实现了输入电压上升时保持输出电压U₄不变的稳压功能。

对于220V交流电压下降时电路的稳压过程，读者可自行分析。

（2）常用的串联型稳压电路

图9-25是一种常用的串联型稳压电路。

220V交流电压经变压器T1降压后得到电压U₂，电压U₂经整流电路对C1进行充电，在C1上得到上正下负的电压U₃，这里的C1可相当于一个电源（类似充电电池），其负极接地，正极电压送到A点，A点电压U_A与U₃相等。电压U_A经R1送到B点，也即调整管VT1的基极，有电流I_b1由VT1的基极流往发射极，VT1导通，有电流I_c由VT1的集电极流往发射极，该电流I_c对C2充电，在C2上充得上正下负的电压U₄，该电压供给负载RL。

电压U₄在供给负载的同时，还经R3、RP、R4分压为比较管VT2提供基极电压，VT2有电流I_b2从基极流向发射极，VT2导通，马上有I_c2流过VT2，I_c2电流途径是A点→R1→VT2的c、e极→VS→地。

稳压过程：若220V交流电压上升至240V，变压器T1二次绕组L2上的电压U₂也上升，经整流滤波后在C1上充得电压U₃上升，A点电压上升，B点电压上升，VT1的基极电压上升，I_b1增大，I_c1增大，C2充电电流增大，C2两端电压U₄升高，电压U₄经R3、RP、R4分压在G点得到的电压也升高，VT2基极电压U_b2升高，由于VS的稳压作用，VT2的发射极电压U_e2保持不变，VT2的基-射极之间的电压差U_be2增大（U_be2=U_b2-U_e2，U_b2升高，U_e2不变，故U_be2增大），VT2的电流I_b2增大，电流I_c2也增大，流过R1的电流I_c2增大，R1两端产生的压降U_R1增大，B点电压U_B下降，即VT1的基极电压下降，VT1的I_b1下降，I_c1下降，C2的充电电流减小，C2两端的电压U₄下降，回落到正常电压值。

图9-25 一种常用的串联型稳压电路

在220V交流电压不变的情况下，若要提高输出电压U₄，可调节调压电位器RP。

输出电压调高过程：将电位器RP的滑动端上移→RP阻值变大→G点电压下降→VT2基极电压U_b2下降→VT2的U_be2下降（U_be2=U_b2-U_e2，U_b2下降，因VS稳压作用U_e2保持不变，故U_be2下降）→VT2的电流I_b2减小→电流I_c2也减小→流过R1的电流I_c2减小→R1两端产生的压降U_R1减小→B点电压U_B上升→VT1的基极电压上升→VT1的I_b1增大→I_c1增大→C2的充电电流增大→C2两端的电压U₄上升。