串聯型直流穩壓電路的波形為直線么?

01-06

看到了題主的圖，感覺題主在設計電路時考慮得不是很周到。

我花了大約5分鐘，繪製了下圖：

比較此圖與原圖，會發現有幾處不同：

第一：運放F增加了電源接線。這一點很重要。

第二：調整管T1增加了基極電阻R2。這一點也很重要。

第三：增加了運放的輸入電阻。

第四：增加了電源輸出端的濾波電容。

按題主給出的參數，我們知道交流側電壓的有效值為15Vac。整流後的電壓為交流電壓的0.9倍，再由濾波電容升壓後，直流側電壓為交流電壓有效值的1.2倍，也即18V。

我們接著看穩壓管D5迴路，它的穩定電壓是7V。

值得注意的是，電阻R1要按穩壓管的最大穩定電流來考慮。

按題主給出的參數，穩壓電路的輸出電壓應當是10V。

於是，T1管的管壓降為18-10=8V。

現在我們來計算R5、R6和R7迴路的電壓。

當R6的滑臂在最上端時，根據分壓關係，可以知道滑臂上的電壓為：

$frac{10(R6+R7)}{R5+R6+R7} =9.12V$

當R6的滑臂在最下端時，根據分壓關係，可以知道滑臂上的電壓為：1.38V

再看運放F，題主把它接成比較器。我們看到比較器的參比電壓是穩壓二極體的7V和滑臂電壓，由此判斷出：運放的輸出只能有兩個值，也即運放的輸出要麼為最高電壓18V，要麼為0V。

當運放輸出0V時，T1管處於截止狀態；當運放輸出18V時，如果沒有我添加的電阻R2，那麼T1管先飽和，然後燒毀！

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我們假定題主把運放的電源接在10V側也即電源的輸出端。於是運放的輸出有兩個值，一個是0V，一個是10V。
當運放輸出0V時，T1管截止，輸出電壓是0V，為一條平線；

當運放輸出10V時，由於T1管的基極與射極之間的電壓為0V，因此T1管亦截止，輸出電壓是0V，還是一條平線。

注意，考慮到負載電阻的原因，T1管集基的電壓可能會低於射極電壓。

其實，我們也看到了，這裡根本就不會出現什麼10V輸出電壓。T1管始終處於截止狀態，不管R6的滑臂如何調整，輸出電壓始終為0V，也即一條平線。
如果題主未裝R2，而且運放的電源如我繪製的圖所示，我們已經知道T1管會燒毀。燒毀後，T1管的壓降為零，於是輸出端的電壓為18V，此時流過負載電阻Rfz的電流是：18/0.3=60mA。

估計，題主最大的可能性是把運放的正電源接在T1管的射極，也即輸出端，因而此電源的輸出必定是一條平線。

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修改建議：

第一：給T1管的集基增加一隻電阻R2。R2的取值方法是：將輸出電流除以30，得到集基電流，再用0.7~1V去除以此電流，得到電阻R2的阻值。這裡的取值0.7~1V要視T1管而定：如果T1管是大功率的晶體管，其基射極間飽和電壓大約為0.8V，甚至可達1V。因此計算時採用0.7或者0.8即可。

第二：運放的正電源要接在T1管的集電極。

第三：運放最好採用反相放大器接線，讓它具有放大能力和調整能力，不要採用比較器這種接線方式。

第四：從本質上來講，串聯型穩壓電源中的調整管其實就是共集電極電路，也即射極跟隨器。只要穩定住了集基電壓，則射極電壓也就穩定住了。因此，在設計運放電路時，一定要把運放的輸出電壓與輸入電壓關聯起來並且自動調整，使得其輸出電壓能在不同的負載電流下（等效於不同的反相輸入端電壓）基本保持不變，這樣就能夠實現穩壓電源的輸出電壓基本穩定了。

第五：穩壓電源的輸出端短路是很可能發生的，因此要設計配套短路保護電路。在輸出端加一隻晶體管即可實現，具體可參見任何一本模電教材。

做個板子，用示波器看下波形。

嚴格的說，不會是完全平直的波形。

這電路不就是一個LDO嗎為什麼不直接用一個晶元LM317之類的不就OK了？

其實我想知道正確的串聯型直流穩壓電源的輸出波形應該是一個什麼樣子的？？

這是個典型的LDO電路，紋波抑制比很高，輸出是直線（可能夾雜著10來毫伏的紋波）。

並不精通，略知一丟丟。

實際不可能是直線，因為是一個負反饋調節的過程，近似線性是深度負反饋的結果。電路的紋波和誤差放大器的增益有很大關係，只是近似直線。