一个三极管和稳压管构成的简易稳压电源

news2024/12/28 20:20:42

一个三极管和稳压管构成的简易稳压电源

先看电路
在这里插入图片描述原理分析:
实际使用中可以加入合适的滤波电容。
在这里插入图片描述
上面的电路原理看着比较简单,但还是有不少要注意的地方。
来看看仿真电路的结果:

在这里插入图片描述可以看到,输出的电压并不是我们想要的结果,存在一定的偏差,主要是因为基极-发射极的压降不是理想的0.7V,而是0.8843V,基极-发射极的压降跟集电极电流(37.98mA)存在一定的关系。

在这里插入图片描述
再来关注一个点:基极电流和集电极电流的关系。

基极电流 :324.7uA 集电极电流: 37.98mA
那么电流放大倍数: 即 hFE = 集电极电流 / 基极电流 = (37.98/ 324.7)*1000 = 116.9
翻看手册我们会发现,集电极电流跟电流放大倍数也存在一定的关系,电流过大或过小都会导致电流放大倍变小。 如下图所示。

在这里插入图片描述上述电路作为一个稳压电源,负载可能随时会发生变化,负载变重,电源就要提供更多的电流;负载变轻,电源只需要提供很小的电流即可。

我们尝试将负载电阻加重,
调整负载为 50Ω 来看仿真:
hFE = 集电极电流 / 基极电流 = (74.13/ 923.26)*1000 = 80.2
Ube 也变大了,输出电压变小。在这里插入图片描述调整负载为 20Ω 来看仿真:
hFE = 集电极电流 / 基极电流 = (165.41/ 3.89) = 42.5
Ube 也变大了,输出电压变小。
在这里插入图片描述调整负载为 18Ω 来看仿真:
hFE = 集电极电流 / 基极电流 = (180.3/ 4.57) = 39.5
Ube 也变大了,输出电压变小。

在这里插入图片描述
上述调整负载的的几个仿真电路,我们可以发现随着iC的逐渐增大,电流放大倍数在逐渐的减小。本仿真电路中使用的三极管MMBT3904的最大iC为200mA,实际使用中尽量不要透支,要留有余量,使用到100mA就差不多,即50%的裕量。

同时,通过上面的几个调整负载的仿真电路发现,即使所需电流很大时,电流放大倍数又在变小的情况下,负载均仍能能从三极发射极取出所需的电流,那是因为电流放大倍数很小,可是挡不住基极电流大,所以发射极输出的电流仍能满足负载。只不过输出电压存在一定跌落,如果后级负载允许3~4V输入,本电路是可以使用的。

做个对比,负载依旧保持18Ω,修改电阻R1 为510Ω,看电路:
输出电压跌落至2.27V, 一方面由于稳压管Z1没有正常工作。如果后级负载允许3~4V输入,本电路就不可以使用了。
在这里插入图片描述

总结

一、对电压精度要求不高的场所可以使用本文中所述的简易稳压电源
(电流变化引起 的基极-发射极的压降 变化 对输出电压来说可以容忍)

二、根据负载实际需求选择三极管,不同的三极管集电极电流不同,电流放大倍数不同
(1、尽量选择负载电流(iC 或 iE)上限时,hFE仍然比较理想的三极管,
2、一般三极管对基极电流没有限制,可以适当调整基极电流以获得所需输出电流)

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