精密穩(wěn)壓、穩(wěn)流電源

　?。?）穩(wěn)壓／穩(wěn)流（CV／CC）電源的工作原理 CV／CC電源通常是以線性調(diào)整 原理構(gòu)成的電源，圖1是它的典型電路。圖中誤差放大器AU在電壓控制通路內(nèi)，AI在電流控制通路內(nèi)。它們的輸出通過(guò)二極管組成的“或”門與輸出調(diào)整管的基極相接，這個(gè)“或”門確保調(diào)整管由輸出電壓較高的誤差放大器AU或AI驅(qū)動(dòng)。當(dāng)CV／CC電源的輸出電流Iout不高時(shí)，即

　　圖1 CV／CC電源的典型電路

穩(wěn)壓部分工作。式中，U'r是電流通路中放大器AI的基準(zhǔn)電壓，通過(guò)改變這一電壓可改變輸出電流的設(shè)定值Io。此時(shí)，放大器AI無(wú)輸出，調(diào)整管僅受放大器AU控制，輸出電壓將穩(wěn)定在式（7－4）給出的數(shù)值上

式中 Rf——反饋電阻。

　　輸出電流Iout一旦超過(guò)Io，放大器A1開(kāi)始動(dòng)作。電源便轉(zhuǎn)人穩(wěn)流工作狀態(tài)。這時(shí)，電路的穩(wěn)流控制有效，穩(wěn)定的負(fù)載電流為

　　可見(jiàn)，改變電路內(nèi)Rf和Ur可在寬范圍內(nèi)平滑地控制輸出電壓和輸出電流；自動(dòng)進(jìn)行穩(wěn)壓（CV）到穩(wěn)流（CC）或從穩(wěn)流（CC）到穩(wěn)壓（CV）的轉(zhuǎn)換。因?yàn)槎O管“或”門的開(kāi)啟電壓僅為0.5～0.7V，因此，Au、AI若選用高增益運(yùn)算放大器，其輸入端只需很小的電平位移，就能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、穩(wěn)流控制。

　?。?）高穩(wěn)定性穩(wěn)壓電源 精密測(cè)量中，有時(shí)要求電源的穩(wěn)定性等于或優(yōu)于10-6數(shù)量級(jí)（10min）。為了達(dá)到如此高的穩(wěn)定性，在電源設(shè)計(jì)制作時(shí)，往往要采取一些特殊的措施。圖2所示為光電穩(wěn)壓電源框圖。

　　圖2 光電穩(wěn)壓電源框圖

　　圖2中，標(biāo)準(zhǔn)電池E與檢流計(jì)串聯(lián)后，跨接在輸出電壓兩端。正常情況下，取樣比較回路的電流為0，檢流計(jì)的小鏡子和光敏元件處在平衡位置上。輸出電壓波動(dòng)時(shí)，平衡狀態(tài)被破壞，取樣比較回路的電流不為0，檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)，照射在光敏元件上的光影發(fā)生變化，從而產(chǎn)生偏離信號(hào)。調(diào)整電路受此偏離信號(hào)控制，強(qiáng)迫輸出電壓恢復(fù)到正常值，這樣就實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓。

　　圖3是一種實(shí)際使用的光電穩(wěn)壓電源的電路圖。它主要由整流濾波電路、預(yù)穩(wěn)電路、光電放大電路、調(diào)整電路、繼電保護(hù)電路及檢流計(jì)光源系統(tǒng)組成。VT2、VT3等構(gòu)成預(yù)穩(wěn)電路，VT4為預(yù)穩(wěn)誤差放大器，VT1、VD5和R2是VT4的恒流源負(fù)載，用來(lái)提高放大電路的放大倍數(shù)。VT9、VT10等構(gòu)成調(diào)整電路，VT11是誤差放大器，VT8、VD8和R8是VT11的恒流源負(fù)載。誤差放大器的比較基準(zhǔn)由R15、R9～R12及穩(wěn)壓管VD7組成，輸出電壓用Q2、R13與Q3、R14取樣。電路圖中的VT7、R16用作過(guò)流保護(hù)；VT5、VT6、Q1和繼電器構(gòu)成的保護(hù)系統(tǒng)，用來(lái)保護(hù)檢流計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)電池。取樣比較回路過(guò)載時(shí)，光線偏離光敏三極管，繼電保護(hù)電路動(dòng)作，自動(dòng)切斷取樣回路中的開(kāi)關(guān)。

　　圖3 光電穩(wěn)壓電源的電路圖