TMP86FH47AUG-6K54当负载电流从0.1A变到1A(将R1从150Ω变到11Ω,作直流扫描分析)时,输出电压变化如图c所示。可以看出,uo变化约为0.094 mV,则输出电阻Ro=Δuo/Δio≈1.04×10-4Ω.

设置u1直流扫描分析,当输人电压u1在24V基础上变化±10%时,输出电压随输人电压变化情况如图d所示。由图中算出稳压系数γ=7.68×10ˉ5;设置温度直流扫描分析,当温度由室温(25℃)增至50℃时,输出电压的变化情况如图e所示。由图中算出稳压系数sr=1.24 mⅤ/℃。

例SPE10.4.2 电路如图题10.3.4(见后)正电源电路所示。其中振荡电路输出的控制电压uc为矩形波,其幅值大于T的开启电压,频率fg=65kHz。基准电压7mr=5V,取样电阻RI=20kΩ,R2=10kΩ。试用SPICE分析该电路:绘出比较器放大器A的输出电压uA、T的控制电压vG、T的漏源电压uds、二极管两端电压oD、电感两端电压vE、流过电感电流iz和输出电压yol的波形;分别观察输人电压和负载变化时,输出电压的稳压特性。

解:为便于仿真,将原电路中框图部分具体化为图10.4,2所示电路。其中T选用IRF150,D选用1N914,基准电压yREF采用电阻R5和稳压管Dz构成的稳压电路,且yz=3.3V。比较放大器由集成运放uA741构成。振荡器部分采用三角波电压信号ut和集电极开路比较器LM111来等效,R6是LM111的外接上拉电阻。负载电阻RL=150Ω(输出电流为100mA)。

图10.4.2 图题10.3.4的SPICE仿真电路,设置时域分析,得到电压、电流波形图10.4.3a所示。从上到下依次为vT、vA、VG、VDs、VD,ul和uo1。

由图中看出,当uA>ut时,vG为高电压,T导通,uds=0,二极管D截止,其反向电压为15Ⅴ,此时电感充电,电流增加。负载上的电流由电容放电提供,输出电压o。l呈下降趋势。而当A(vT时,vG为低电压,T截止,二极管D正向导通,其正向压降很小,此时电感放电,向负载供电,同时也向电容充电,tlol呈上升趋势,电感电流逐渐减小。vo1的幅值约为15V。

设置uI在12Ⅴ的直流电压上叠加一个振幅为2V、频率为50 Hz的正弦波,其属性设置为yorl=12Ⅴ,7pM PL=2Ⅴ,vEQ=50Hz。同样进行时域分析,得到输入电压oI、基准电压1`z和输出电压uz如图b所示。可以看出,vI在10~14V之间变化时(波动33.3%),rol保持15V基本不变(将波形放大后可测得约有0.4Ⅴ的波动,即波动2.7%),稳压系数γ≈0.081,稳压效果明显。

将负载电阻作为参数,在时域分析时同时进行参数扫描,当RL分别为150Ω和500Ω时,得输出波形如图c所示。由图看出,输出电压稳定在15Ⅴ基本不变,但负载愈重(电阻愈小),输出电压的纹波愈大。

在电子系统中,经常需要将交流电网电压转换为稳定的直流电压,为此要用整流、滤波和稳压等环节来实现。

在整流电路中,是利用二极管的单相导电性将交流电转变为脉动的直流电。为抑制输出直流电压中的纹波,通常在整流电路后接有滤波环节。滤波电路一般可分为电容输入式和电感输入式两大类。在直流输出电流较小且负载几乎不变的场合,宜采用电容输入式滤波电路,而负载电流大的功率场合,采用电感输入式滤波电路。

为了保证输出电压不受电网电压、负载和温度的变化而产生波动,可再接入稳压电路。在小功率供电系统中,多采用串联反馈式稳压电路,在移动式电子设各中或要求节能的场合,多采用由集成开关稳压器组成的DC/DC变换器供电;而中、大功率稳压电源一般采用PWM(或PFM)集成的控制电路再外接大功率开关调整管的开关稳压电路。

串联反馈式稳压电路的调整管是工作在线性放大区,利用控制调整管的管压降来调整输出电压,它是一个带负反馈的闭环有差调节系统;开关稳压电源的调整管是工作在开关状态,利用控制调整管导通与截止时间的比例来稳定输出电压,它也是一个带负反馈的闭环有差调节系统。它的控制方式有脉宽调制型(PWM)、脉频调制型(PFM)及混合调制(即脉宽一频率调制)型。

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