采用差分放大器的直流稳压电源电路
发布时间:2013/5/23 20:01:12 访问次数:5083
在对稳压电源输出的直流电压稳定E2E-10E1-Z度要求较高的场合,不仅要求当输入直流电压或者负载电流变化时,其输出的直流电压必须保持稳定,而且还要求当环境温度发生变化时,其输出的直流电压仍能保持稳定。
在串联型直流稳压电源中,环境温度影响稳定性的主要因素有取样电阻的热稳定性、基准电压的热稳定性以及比较放大器的温度漂移等。在这三个因素中,最主要的是比较放大器的性能好坏。一个高性能的直流稳压电源不仅要求比较放大器要有足够的放大倍数,而且还要求比较放大器本身必须非常稳定。图5-41历示的带有放大环节的直流稳压电源,虽然解决了放大倍数的问题,但是不能保证比较放大器在各种外界因素影响下性能仍能保持稳定。例如,三极管的电流放大倍数卢、穿透电流都会随着温度的升高而增大。由于直流稳压电源中的比较放大器都是直流放大器,不像交流放大器各级之间有隔直电容,所以前级放大器由温度变化等所引起的三极管工作状态等的改变也会被后级当成信号电压逐级加以放大。显然这种情况会严重影响到整个电路输出直流电压的稳定度,甚至造成电源电路工作失控。与此同时还必须考虑到,直流稳压电源中的调整管工作在大电流下,发热比较厉害,这些热量会散发到周围的空间,造成工作环境温度的升高。
在要求较高的场合,直流稳压电源电路中的比较放大器输入级普遍采用差分放大器。差分放大器能够有效地克服温度变化等因素对放大器性能带来的影响,保证比较放大器的工作稳定性。如图5-46所示是采用差分放大器作为比较放大器的串联型直流稳压电源电路。图中的三极管VT3、VT4和电阻飓构成差分放大器。差分放大管VT3、VT4是两个经过严格挑选,甚至在生产时就经过配对的,各项参数几乎完全一致的三极管。分放大器都有两个信号输入端,即VT3的基极和VT4的基极。差分放大器是对这两个输入端之间所出现的信号电压之差进行放大的。差分放大器的一个输入端(三极管VT3的基极)与稳压二极管相连,其输入电压被稳定地钳位在基准电压上。差分放大器的另一个输入端(三极管VT4的基极)则与取样电阻网络相连。当直流稳压电路的输出直流电压发生变化时,三极管VT4的基极电压也随之改变,因而与另一个三极管基极的基准电压之间的差值也会相应地改变。这个改变量被差分放大器放大后,由三极管VT4的集电极送到复合调整管VT2的基极,控制调整管对输出直流电压进行调节,烈保证稳压电路输出直流电压的稳定。
假如环境温度升高,差分对管的集电极电流将同时增大,则它们的发射极电阻飓上的电压降也将增大,也就是说三极管VT3和VT4发射极电位同时升高,而它们的基极电位保持不变,故它们的基极和发射极间的电压将会减小,这个负反馈过程使它们的基极电流和集电极电流同时降下来,保证复合调整管的基极电流不变。显然,R3越大,负反馈就越强,差分放大器的稳定性也越好。不过,为了保证差分对管不会进入饱和状态,R3也不能取得太大。所以R3的取值大小必须综合考虑。若要使其直流输出电压达到更高的稳定性,则可用类似前面介绍的恒流源负载电路来替代R3。
采用差分放大器作为比较放大器的串联型直流稳压电源电路还有一个特点,那就是它的基准稳压二极管不是接在比较放大三极管的发射极上,而是接在它的基极上。因为三极管基极电流比发射极电流要小得多,所以基极电流的变化对稳压二极管的影响也比接在三极管发射极时小得多,这就使得基准电压更加稳定,进一步提高了直流稳压电源的稳定性。
在对稳压电源输出的直流电压稳定E2E-10E1-Z度要求较高的场合,不仅要求当输入直流电压或者负载电流变化时,其输出的直流电压必须保持稳定,而且还要求当环境温度发生变化时,其输出的直流电压仍能保持稳定。
在串联型直流稳压电源中,环境温度影响稳定性的主要因素有取样电阻的热稳定性、基准电压的热稳定性以及比较放大器的温度漂移等。在这三个因素中,最主要的是比较放大器的性能好坏。一个高性能的直流稳压电源不仅要求比较放大器要有足够的放大倍数,而且还要求比较放大器本身必须非常稳定。图5-41历示的带有放大环节的直流稳压电源,虽然解决了放大倍数的问题,但是不能保证比较放大器在各种外界因素影响下性能仍能保持稳定。例如,三极管的电流放大倍数卢、穿透电流都会随着温度的升高而增大。由于直流稳压电源中的比较放大器都是直流放大器,不像交流放大器各级之间有隔直电容,所以前级放大器由温度变化等所引起的三极管工作状态等的改变也会被后级当成信号电压逐级加以放大。显然这种情况会严重影响到整个电路输出直流电压的稳定度,甚至造成电源电路工作失控。与此同时还必须考虑到,直流稳压电源中的调整管工作在大电流下,发热比较厉害,这些热量会散发到周围的空间,造成工作环境温度的升高。
在要求较高的场合,直流稳压电源电路中的比较放大器输入级普遍采用差分放大器。差分放大器能够有效地克服温度变化等因素对放大器性能带来的影响,保证比较放大器的工作稳定性。如图5-46所示是采用差分放大器作为比较放大器的串联型直流稳压电源电路。图中的三极管VT3、VT4和电阻飓构成差分放大器。差分放大管VT3、VT4是两个经过严格挑选,甚至在生产时就经过配对的,各项参数几乎完全一致的三极管。分放大器都有两个信号输入端,即VT3的基极和VT4的基极。差分放大器是对这两个输入端之间所出现的信号电压之差进行放大的。差分放大器的一个输入端(三极管VT3的基极)与稳压二极管相连,其输入电压被稳定地钳位在基准电压上。差分放大器的另一个输入端(三极管VT4的基极)则与取样电阻网络相连。当直流稳压电路的输出直流电压发生变化时,三极管VT4的基极电压也随之改变,因而与另一个三极管基极的基准电压之间的差值也会相应地改变。这个改变量被差分放大器放大后,由三极管VT4的集电极送到复合调整管VT2的基极,控制调整管对输出直流电压进行调节,烈保证稳压电路输出直流电压的稳定。
假如环境温度升高,差分对管的集电极电流将同时增大,则它们的发射极电阻飓上的电压降也将增大,也就是说三极管VT3和VT4发射极电位同时升高,而它们的基极电位保持不变,故它们的基极和发射极间的电压将会减小,这个负反馈过程使它们的基极电流和集电极电流同时降下来,保证复合调整管的基极电流不变。显然,R3越大,负反馈就越强,差分放大器的稳定性也越好。不过,为了保证差分对管不会进入饱和状态,R3也不能取得太大。所以R3的取值大小必须综合考虑。若要使其直流输出电压达到更高的稳定性,则可用类似前面介绍的恒流源负载电路来替代R3。
采用差分放大器作为比较放大器的串联型直流稳压电源电路还有一个特点,那就是它的基准稳压二极管不是接在比较放大三极管的发射极上,而是接在它的基极上。因为三极管基极电流比发射极电流要小得多,所以基极电流的变化对稳压二极管的影响也比接在三极管发射极时小得多,这就使得基准电压更加稳定,进一步提高了直流稳压电源的稳定性。
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