求 ：简易直流稳压电源课程设计

Question

主要技术指标和要求： （1）输出直流电压UO的调节范围为3 — 12V，且连续可调； （2）最大输出电流ILM≤200mA； （3）稳压系数Sr<10%； （4）具有过流保护功能。

Answer 1

图1是使用晶体三极管的输出电压可调的稳压电源。该电路是通过改变与负载串联的大功率晶体三极管Tr1的管压降来调节输出电压。输出电压Vout由A点的电压，即Vref+VBE2决定。

Vout=(R3+VR1+R4)(Vref+Vbe2)/(VR1+R4)

式中Vref是两个串联二极管的电压(1.4V)，VBE2是晶体三极管Tr2基极发射极间的电压(0.65V>，VR1是可变电阻。由于VR1的阻值变化范围是0～5kΩ，所以输出电压的变化范围为 3～12.8V。当VR1的滑动部分接触不良时，输出电压会变为最小电压。

调整管Tr1的最大消耗功率为3A×(15V-8V)=21W，所以应安装在4℃／W以下的散热器上。由于VBE2会随温度和IC2的变化而变化，所以该稳压电路和稳压特性不是太好。

在图1的电路中，电路没有过流保护的功能，当输出端出现短路时输入的15V电压将全部加在Tr1上，导致Tr1瞬间被烧毁。图2(a)是过流保护电路。在Tr1的发射极电路中增加一个串联电阻Rs和一个小功率三极管Tr3，就可以在电路的输出端出现短路时，对Tr1上流过的电流加以限制。在正常工作时由于Rs电阻上的电压降很小，所以Tr3截止。在电路的输出电流增大时，RS电阻上的电压降也随之增加，当RS电阻上电压降(Tr3的VBE3)超过0.65V时，Tr3导通，Tr3的VCE变小。Tr1的VBE1也随之变小，于是流过Tr1的输出电流就会被限定在某一个设定的值。在该电路中电流的限定值为0.65V／Rs≈2A。另外图2(a)的电路还可以用作发光二极管的恒流源电路。应用时将图2(a)电路的输出端接地，Tr1的集电极与发光二极管相连接。图2(b)是该电路的限流特性。