可变电压电源的一些问题，请指点！

只看该作者 · 2007-12-5 19:36

如图是《晶体管电路设计》中要设计的可变电压电源的电路图，原文输入是有效值为14V的交流信号，我自己换成峰值为19.8V的正弦波。该电路的设计目标是：输出电压为3V-15V，在输出15V时可输出500mA的电流。负载阻值是我随便输的。

我是新手，我的问题如下：

1、我一直对分析这种多级放大电路很头疼，虽然明明知道此电路是共射+加射随电路，但就是不知道该如何分析直流工作点及计算放大倍数。特别是对图中Q3连接到Q2基极处的电流关系不太清楚，比如Q2的基极电流和流过R1的电流相比什么情况下可以忽略？如何才知道它们之间什么条件下满足10倍的关系？在简单计算时如何判断？

2、书中假设Q1和Q2的hFE分别为60、70，认为最大输出电流为500mA时，需要最大为0.1mA的Q2基极电流，该电流由R1提供给Q2基极，说R1值太大，就不能给Q2提供基极电流。请问这句话如何理解？

3、在输出电压15V，输出电流为500mA时，为了流过Q2基极电流在0.1mA以上，取R1=2.2K，使流过R1的电流为Q2基极电流的10倍，R1设定太小电流就浪费了，请问这又如何理解？

4、C2起到什么作用？Q3如何计算放大倍数？

先想到这么多，请大侠帮忙。

只看该作者 · 2007-12-6 18:48

首先，输出要达到15V，用峰值19.8V（有效值14V）的交流电源是不够的。桥式整流后一般会有2V左右的压降，也就是输出直流峰值约18V。在滤波电容上产生锯齿形纹波，纹波的幅度与负载电流和C1有关，可以粗略估算为0.5A*0.01s/1000uF=5V。这样，C1上的谷底电压就只有13V左右，显然不行。
所以，交流输入电压至少要再提高4V以上。滤波电容C1也最好增大到2200uF。

其次，2SC1815是小功率三极管，用它作电源主调整管太离谱。

再有，稳压二极管D2的上端应该接一个电阻到稳压输出端，为D2提供工作电流。

下面回答楼主提的3个问题。

1，流过R1的电流等于 (V1-Vout-1.4)/R1。V1是C1上的电压，Vout是稳压输出电压，1.4是Q1、Q2的B-E压降。问题在于V1和Vout都有很大的动态范围，计算时应该取最不利情况下的数值。V1是带有纹波的锯齿形电压，这里应该取最大负载电流时的锯齿最低点（谷底）电压。Vout则应取最高值15V。
前面已经说过，输入交流电压不够。假定提高输入电压后，使得最大输出电流时C1上的纹波最低点电压能达到18V，那么R1电流为(18-15-1.4)/2.2=0.73mA。在最大负载电流时，Q2基极电流需要0.1mA，剩下的0.63mA就是流入Q3集电极的电流。可以看到，R1上的电流还达不到你说的10倍的关系，也就是输入电压还应该再提高一点。

2，R1太大，按照上面所说算出的最不利条件下的电流就减小，如果小到接近0.1mA，就不能在保证Q3正常工作的同时向Q2提供足够的基极电流。这个道理是很明白的。

3，Q2需要的电流为0.1mA，Q3正常工作的集电极电流一般有1-10mA就够了。R1设定太小，R1上的电流扣除Q2基极电流后剩余部分都要流入Q3。再考虑到电源的动态范围很大，在输出电压Vout=3V且空载的条件下，R1上的电流比上面所估算的要大10多倍。所以R1的取值必须兼顾两面，太小也是不行的。

4，C2的作用是提高纹波的负反馈系数，有利于降低输出纹波。
Q3的放大倍数不易准确求出。由于Q1、Q2达林顿输入电阻很大，Q3集电极负载电阻可以认为就是R1，放大倍数是R1/Re。Re包括D2的动态电阻以及Q3的B-E结电阻，Re只能大致估计为数十欧姆的样子。

只看该作者 · 2007-12-5 21:48

有点头绪
不过还是先看看
哈哈

只看该作者 · 2007-12-5 22:07

我对多级放大器很头疼，不知道如何分析直流、交流电压、电流关系。
比如R1取的阻值大小对Q2基极电流影响多大？Q2基极电流在什么条件下与流过R1电流相比可以忽略？请大侠能否给个好的多级放大器分析思路？多谢

只看该作者 · 2007-12-6 18:09

3万 · 2007-12-6 20:03

其实这个电路，楼主贴的是仿真电路，仿真一下就全知道了。

只看该作者 · 2007-12-6 20:24

我会慢慢体会你所讲的。
至于用2SC1815，原图是2SD1406，但multisim中没有这个型号，我一时没找到合适的就选了一个。（对晶体管的替代还没怎么入门）

只看该作者 · 2007-12-6 22:13

好热心,好详细哦,收了,3Q

只看该作者 · 2007-12-6 23:57

电路在哪呀？看电路贴，没电路怎么行呀!

只看该作者 · 2007-12-7 16:16

只看该作者 · 2007-12-7 18:19

今天又仔细看了你的回答，感觉收获挺大的。不过我还是有一些疑问，现提出如下：

1、你的解答中提到“纹波的幅度与负载电流和C1有关，可以粗略估算为0.5A*0.01s/1000uF=5V”，是基于全波整流计算纹波电压公式：Vr=Vm/2fRC1吧？其中Vm为电容C1上电压峰值，R应该是C1向右看过去的等效电阻，但这个电阻好像很难求解。请问你的公式为什么直接用最大输出电流500mA进行估算？是因为放电电流主要流过负载电阻？

2、“稳压二极管D2的上端应该接一个电阻到稳压输出端，为D2提供工作电流”，原电路图中没有接这个电阻，请问有什么影响？

3、根据你的计算，R1=2.2K时流过它的最小电流大概为0.73mA，与流过Q2基极电流比不到10倍，为什么要取10倍左右，是满足在近似计算Q3放大倍数时，Q3集电极负载近似看作只有R1？

4、此电路工作时应该是Q2、Q1先导通，然后Q3再导通吧，通过R1提供Q2基极和Q3集电极电流，但书中说“R3如果取得过大，则不能提供Q3的基极电流，如果过小则无用电流变大”。请问这句话如何理解？分压电阻的取值对Q3基极电流如何影响？

作为新手我的这些问题可能很基础，不过理解这些对我很重要，还请解答，谢谢了！

只看该作者 · 2007-12-7 21:46

原理图错的。

你那D2的稳压值是多少啊？？

Umax=(R3+R2)/R2*(Uz+Ube)
Umin=Uz+Ube

还有这电路的UMAX做不出15V

D2怎么都不接个限流电阻？你D2怎么工作啊？？

只看该作者 · 2007-12-7 22:36

如图是日本人写的《晶体管电路设计》里面的，原本就没带限流电阻，里面的晶体管我在multisim中找不到，我就选了两个代替。

我想问的问题都在11楼了。

只看该作者 · 2007-12-7 22:40

只看该作者 · 2007-12-7 22:52

"0.5A*0.01s/1000uF=5V"应该是用U*C=I*t 这公式吧....

只看该作者 · 2007-12-7 23:04

你的这个公式应该是此电路理论上最大的纹波电压吧？

只看该作者 · 2007-12-7 23:20

你通过线性稳压电路学习晶体管的使用有些过。

个人感觉你把这个线性稳压原理搞懂，比那些诡异的问题更重要。

线性稳压电路（图C1以后的部分）由以下几部分构成。

调整管（Q1 Q2），基准电压（D2），采样环节（R3 R2）,比较放大环节（Q3）

基准电压，采样环节，比较放大环节构成了一负反馈，

具体分析：Uo增加 Ubq3增加 Ucq3减小（共射反向放大） Uo减小（共级同向放大）

设计时首先你要确定基准电压（D2的稳压值），然后让D2正常工作，然后设计你的采样环节，公式Umax=(R3+R2)/R2*(Uz+Ube) Umin=Uz+Ube

关于D2：稳压管工作在反向截至区，假如工作电流太小，则稳压效果不好，工作电流太大，则可能烧管子。（看看稳压管的伏安图）你的这个图D2的工作电流太小需要从Uo引电流过来。

11楼的问题：
1）我也不懂
2）0.73mA的工作电流太小了，D2不稳定。
3）在模电种10倍就是远大于的意思。用于简略计算。
4)......

只看该作者 · 2007-12-7 23:30

可能我表述问题的方式有问题吧，呵呵。
一看到这种多级晶体管链接就不知所措了。
另外第4个问题中带引号的部分是铃木雅臣《晶体管电路设计》原书中的话，可能翻译的问题，读起来很难理解，所以由此一问。

至于[此电路工作时应该是Q2、Q1先导通，然后Q3再导通吧，通过R1提供Q2基极和Q3集电极电流]，是我的理解，不知道对否？

只看该作者 · 2007-12-7 23:41

Q3的基极电流是从R3上分得的啊,R3大的话IR3变小,导致IB变小

只看该作者 · 2007-12-7 23:53

对呵呵

我经验是先判断每个管子的工作状态。

比如集电结反偏发射结正偏工作在放大区......

可变电压电源的一些问题，请指点！

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这个电路有好几处不妥

搬个凳子

顶下

顶给热心人

Tuwen 是真热心

非常感谢tuwen！

Re:tuwen

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看看

to tuwen

瞎搞

呵呵，我是新手。

这个是书中原图。

回11楼

回dgluc

11楼的问题太诡异了。

多谢fluke56512 ！

.

RE

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