交流稳压器_一种自动电压调节器

稳压器是一种无论输入电压或负载条件如何变化都保持恒定直流输出电压的装置。没有被滤波器消除的交流纹波电压也会被电压调节器抑制。

电压调节器设计中的元件组合确保在可变输入电源下具有恒定的输出电压。每当需要稳定可靠的输出电压时，稳压器就是最优选的电路。稳压器还具有过压保护、短路保护、热关断、电流限制等保护功能。它可以是线性稳压器或开关稳压器，但最简单且经济实惠的稳压器类型是线性稳压器。

我们来看一下采用齐纳二极管的稳压器电路图——

齐纳二极管用作电压调节器，从电压变化很大的电源提供恒定电压。

一、电压调节器：

正如我们在上图中看到的，在电路的开头放置了一个电阻。为了将通过二极管的反向电流限制到更安全的电阻值，电路中使用了R s 。选择源电压V s和电阻器R s以使二极管工作在击穿区。R L两端的电压称为齐纳电压 V z，二极管电流称为 I z。当输出电压波动被电阻器 R s吸收时，负载 R L上保持稳态电压。需要调节变化的输入电压反接齐纳二极管。除非 R L两端的电压小于齐纳二极管击穿电压 V z ，否则二极管不会导通，并且 R s和 R L构成 V s两端的分压器。

随着电源电压V s的增加，在这种情况下，R L两端的电压降将大于齐纳二极管的击穿电压。因此，导致齐纳二极管在其击穿区域导通。齐纳电流I z受到串联电阻R s的限制，以免超过额定最大值I zmax。通过 R S 的电流由下式给出：源电流在结点方程1处分成 Iz 和 I L -

方程2

齐纳二极管 V z两端的电压保持恒定，直到其在击穿区域工作，齐纳电流 I D可能会发生很大变化。如果此时输入电压进一步增加，则通过二极管和负载的电流增加。随着二极管两端的电阻减小，这将导致更多的电流流过二极管。

结果：R s上的电压降将更大，因此输出处的电压将是接近输入或电源电压的值。

因此：我们可以说，除非电源电压大于齐纳电压，否则齐纳二极管在负载上保持均匀的电压。

二、分立晶体管稳压器：

当我们谈论晶体管稳压器时，它基本上有两种电压调节器的类型

通过使用上述任何类型，我们可以获得预定值的恒定直流输出电压。该值与电源电压或输出负载的变化无关。

1．串联稳压器：

下图为串联稳压器的框图——串联稳压器框图

这里，获得输出电压的输入幅度由串联控制元件控制。对输出电压进行采样的电路提供与参考电压进行比较的反馈。如果输出端电压升高，比较器向控制元件发送控制信号，以减小输出幅度。类似地，如果输出电压降低，比较器发送控制信号，使得输出幅度可以升高到期望的水平。

A．晶体管串联稳压器的工作原理：

它也称为射极跟随器电压调节器。下面的电路显示了一个使用 NPN 晶体管和齐纳二极管形成的简单串联稳压器。

晶体管串联稳压电路在上述电路中，晶体管的集电极和发射极端子与负载串联，这就是为什么它被称为串联调节器。晶体管 Q 被称为串联传输晶体管。

当直流电源提供给输入端子时，它会导致负载电阻器 R L两端出现稳压输出电压。电路中采用的晶体管用作可变电阻，齐纳二极管提供参考电压。

其工作原理是晶体管两端的输入出现较大变化，因此输出电压趋于恒定。

这里，V out = V z – V BE

基极电压几乎保持恒定，其值稍微等于齐纳二极管两端的电压V z。

进一步，让我们考虑由于电源电压增加而导致输出电压增加的情况。由于 V z固定在某个水平，因此 V out的增加将导致 V BE降低。V BE的减少将自动减少传导。因此，集电极-发射极电阻R CE增大，从而导致V CE增大，最终输出电压降低。

B．负载变化对输出电压的影响如何？

假设负载电阻器 R L的值减小，从而导致通过它的电流增加。在这种情况下，V out开始下降，导致 V BE上升。最终，晶体管的导通电平增加，从而降低了 R CE。

电阻的减小会稍微增加电流，从而补偿 R L的减小。

因此：输出电压保持恒定，因为它等于 I L R L。

C．局限性：

在室温下，保持绝对恒定的输出电压很困难，因为随着室温升高，会自动导致 V BE和 V Z降低。

高电流下无法获得良好的调节。

2．并联稳压器：

并联稳压器的框图如下所示：并联稳压器框图

在这种类型的电压调节器中，为了提供足够的 调节，电流被从负载分流。为了保持恒定电流，通过使用控制元件将一些电流从负载分流。假设负载发生变化，从而导致输出电压发生变化。因此，反馈信号被发送到比较器电路，该比较器电路提供控制信号以改变从负载分流的电流的大小。

A．晶体管并联稳压器的工作原理：

我们来看看并联稳压器的电路图——晶体管并联稳压器电路图

这里，R SE与电源串联，晶体管跨接在输出端。电源电压由于 R SE上的压降而降低，电压的降低取决于 R L的电流供给。

V输出= V z + V BE;

V输出= V输入– IR SE;

假设输入电压增加，导致 V out和 V BE上升，从而导致 I B和 I C增加。因此，随着电源电压的增加，电源电流 I 也会增加，从而在 R SE上产生更多的压降，从而降低输出电压。因此输出电压几乎保持恒定。

B．局限性：

它导致大部分电流流经晶体管而不是负载。

过压保护有时是此类电路中的一个问题。

三、应用领域：

它们用于调节直流电压的计算机电源。在配电系统中，电压调节器沿配电线路使用，以便为消费者提供恒定的电压。

---

深圳市千赫兹科， 专注于电力配套设备的研发，生产，销售，定制等业务，其主要产品有：稳压器， 变压器，稳变一体变压器，配电柜，配电箱，UPS不间断电源等电力配套设备，官方网站：https://kilohez.com

稳压器，稳压电源，交流稳压器，变压器， 稳压变压器，升压降压稳压变压器等电力调压设备首选品牌：千赫兹【CNKHZ】,网址：https://avr.kilohez.com