【解题思路】 (1) 运算放大器的同相和反相输入端的连接要保证电路引入电压负反馈。
(2) 根据确定输出电压的调整范围。
(3) 由,并考虑到电网电压有波动,确定输入电压的值。
【解题过程】 (1) 由于串联型稳压电路实际上是电压串联负反馈电路。为了实现负反馈,取样网络(反馈网络)应接到运放的反相输入端,基准电压应接到运放的同相输入端。所以,运放A的上端为反相输入端(–),下端为同相端(+)。
(2) 根据串联型稳压电路的稳压原理,由图可知
式中,为可变电阻滑动触头以下部分的电阻,。
当时,最小
当时,最大
因此,输出电压的可调范围为。
(3)由于 当
若考虑到电网电压有
时,为保证波动时,也能保证
,输入电压
,那
么,实际应用中,输入电压应取。
【常见的错误】容易忽视电网电压有2、稳压电路及参数如图所示。
波动。
(1)试计算Vo的可调范围;(2)试分析当电网电压升高时,输出电压V0的稳定过程。
Q1+R1R2Ube=0.7vR33001D1T1ui42C1C2Q2R8300uoR5Ube=0.7v3R4300D2UZ=5.3V- 解:(1)当R8调至最上端,R8=300Ω时,U0最小,即: U0min?(Ube2?U2)R3?R4?R8R8?R4?9?V?
当R8调至最下端,R8=0Ω时,V0最大,即
U0max?(Ube2?U2)R3?R4?R8R4?18?V?
(2)Ui↑→Uo↑→UBE2↑→Ic2↑→Uc2(UB2)↓→UBE2↓→Ic1↓→Uce1↑→Uo↓
3、图为运算放大器组成的稳压电路,图中输入直流电压UI=30V,调整管T的b=25,运算放大器的开环增益为100dB、输出电阻为100
、输入电阻为2M
,稳压管的稳定电压UZ=5.4V,
稳压电路的输出电压近似等于9V。在稳压电路工作正常的情况下,试问: (1)调整管T的功耗PT和运算放大器的输出电流等于多少?
(2)从电压串联负反馈电路详细分析计算的角度看,该稳压电路的输出电压能否真正等于9V,无一点误差,如不能,输出电压的精确值等于多少? (3)在调整管的集电极和基极之间加一只5.1k运算放大器的输出电流;
(4)说明引入电阻R4的优点。
的电阻R4(如图中虚线所示),再求
【解题思路】
(1)调整管的功耗
,运算放大器的输出电流
。
(2)根据
(3)运算放大器的输出电流
,可得输出电压的精确值。
。
(4)考虑引入电阻R4后,对运放的输出电流、功耗的影响,以及对稳压电路输出电压调整能力的影响等问题进行讨论。 【解题过程】
(1)调整管功耗
运算放大器的输出电流IAO即为调整管的基极电流IB
(2)由于本电路中运放的电压放大倍数是有限值,所以UO只能近似等于9V。按负反馈电路增益计算方法可得闭环增益
(3)增加电阻R4后,流过R4的电流为
运放的输出电流为
(4)R4接入后减小了运放A的输出电流,从而降低运放的功率损耗。但是运放A对调整管的基极电流的控制作用则有所削弱。
4、图示电路为W117组成的输出电压可调的稳压电源。
已知W117的输出电压UREF=1.25 V,输出电流I′O允许的范围为10 mA~1.5 A,输入端和输出端之间的电压U12允许的范围为3~40 V,调整端3的电流可忽略不计。回答下列问题: (1)R1的上限值为多少??(2)输出电压UO的最小值为多少??
(3)若R1=100 Ω,要想使输出电压的最大值为30 V,则R2应为多少? ? (4)输出电压的最大值能够达到50 V吗?简述理由。?
【相关知识】
W117的基本用法及参数的选择方法。
【解题思路】
(1)为使W117正常工作,任何情况下都必须保证I′O≥10 mA。负载开路时I′O最小,此时R1的取值必须保证I′O≥10 mA。
(2)当R2调节到最小时,输出电压达到最小值。 (3)根据UO 与R1、R2之间的关系求解R2的值。 (4)输出电压变化范围受到U12变化范围的限制。
【解题过程】
(1)考虑到电路可能开路,
(2)输出电压的最小值UOmin=UREF=1.25 V。?
(3)输出电压?
代入数据可得?
(4)输出电压的最大值不能够达到50 V。因为电路输出电压的最小值为1.25 V,若调到最大值为50 V,W117的U12的变化范围为(50-1.25)V超过其允许的参数(40~3)V,说明将在输出电压较低时1、2间电压将超过其耐压值。
【方法总结】 W117是串联型稳压电源,1、2相当于调整管的集电极和发射极。I′O为10 mA~1.5 A,说明W117输出电流大于10 mA才能稳压,小于1.5 A才不至于损坏;U12为3~40 V,说明U12大于3 V调整管才工作在放大区,U12大于40 V,调整管将被击穿。 5、图中画出了两个用三端集成稳压器组成的电路,已知静态电流IQ=2mA。 (1)写出图(a)中电流IO的表达式,并算出其具体数值; (2)写出图(b)中电压UO的表达式,并算出当R2=0.51k(3)说明这两个电路分别具有什么功能?
时的具体数值;
图(a) 图(b)
【解题思路】(4) 写出图(a)电路输出电流与稳压器输出电压的表达式。 (5)写出图(b)电路输出电压与稳压器输出电压的表达式。 (6)由表达式分析各电路的功能。
【解题过程】(1)
(2)
(3)图(a)所示电路具有恒流特性,图(b)所示的电路具有恒压特性。