电源电路中的高压直流稳压电源电路的应用

接线图 2023年10月21日 08:47 118 admin

　　在实际生产应用中，在许多场合都要求有长期稳定的高压直流电源，并且有时希望输出电压是可凋的。-般的稳压电路很难达到这样的要求，即使做到，其输出的动态范围也不高。笔者在一次设计中，将一般稳压电路中引入一差分电路作稳压电源的取样比较电路。并对电路的参数作了适当的调整，使得整个电源的输出动态范围大大改善，其值可达100V左右。做好的样机经使用后表明，效果甚佳。其指标为：
　　输入交流150V~250V,输出直流150V一250V上各个值均可稳定，且稳定度很高。
　　该电源具有受环境温度的影响小，功耗低的特点，适合长期工作。其电原理图见附图。下面对其工作原理作简单的说明。
　　220V左右的交流电压经桥堆VDl一VD4整流，C1、C2滤波后，在复合调整管集电极与地之间得到大约330V的直流电压，该电压经由R1,VD5组成的前置稳压电路后，便可在输出端得到150V一250V的直流稳定电压。
　　在图中VD5~VD8为不同规格的稳压二极管，它们在各自的电路中均起一定的稳压作用。VD5和R1组成前置稳压电路。其稳压原理为：由于VD5给V2的基板即V5的集电极提供了一个稳定的电压值，保证了由V1、V2组成的复合管的发射极处于正偏状态，这样不仅可以减小稳压电源的输出电压的波动，而且可以改善稳压电源的调整率，同时也降低了稳压电源的输出阻抗。VD6将V5的发射极电压钳在某一电压之上，这样V5的集电极和发射极间的电压Uce5就不会太大，解决了V5的耐压问题。VD7、VD8是一对正、负温度系数的稳压二极管（稳压二极管又叫齐纳二极管，此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体（半导体：电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。半导体室温时电阻率约在10-5~107欧·米之间，温度升高时电阻率指数则减小。半导体材料很多，按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体；化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物（砷化镓、磷化镓等）、Ⅱ-Ⅵ族化合物（硫化镉、硫化锌等）、氧化物（锰、铬、铁、铜的氧化物），以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体（镓铝砷、镓砷磷等）。除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。）器件。在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。其伏安特性见图1,稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压。），在很大的程度上减弱了温度变化对输出的影响。二者同时还构成了电源的后端稳压电路。
　　V2,V1为同类型的大功率管，在电路中构成复合凋整管；是该电源的核心部分。C3是一只起防振作用的瓷片电容。为了进一步减小温度变化对电源的影响，同时为了得到满意的输出动态范围，该电源采用差分电路作取样比较电路。其优点是：稳压效果好、不受温度变化的影响。稳压过程是：只要某种因素引起输出电压的变化，在差动放大器的两端形成一差动输入电压，则将产生-个较大的电压去控制V2,V1的CE端电压变化，将输出电压拉回，达到稳压的作用。
　　在电路中设置RP1（安装在面板上），可以通过调节RPl获得所需的输出电压。RP2是为了调试方便而设立的。在调试过程中，结合RPl、RP2可以将输出的动态范围调到最大。RP2一经调好。就不要再动，最好用胶将之封固。
　　这里主要说说对V2、V1的选择，其余元件可参照电原理图的标注选用。根据要求，U0=150V~250V,I0≤50mA,则V1、V2的Uceo为：Uimaxl-Uomin≈370V-150V=220V,于是Pcmax为：IE×Uceo=0.05×220=11W在实际设计中笔者选用了一对3DDl02C.

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