線性高電壓穩(wěn)壓器的制作

一、本設(shè)計的特點

●輸出電壓范圍在0~500V之間可調(diào)，輸出電流最大1A.

●可以用于電子管前置放大器或(單端)功率放大器。

●內(nèi)置加電后輸出電壓延遲功能(30s)。

●可選用3種調(diào)整管選擇插件。

電子管6528替代型國產(chǎn)電子管為FU一811(穩(wěn)壓最大電流：600m A)。

電子管EL84/6BQ5或EL86/6CW5替代型國產(chǎn)電子管為6N5P(穩(wěn)壓最大電流：50mA)。

場效應(yīng)管DN2540(穩(wěn)壓最大電流：1 A)。

電子管放大器性的能取決于可調(diào)節(jié)和穩(wěn)定的電源，特別是靈敏的前置放大級，也包括(單端)功率放大器。假定使用很好的DC直流電源，它沒有來自信號頻率的嗡嗡聲，噪音和紋波。但還總是有通過濾波器和平滑電阻引起的來自電源線的紋波和哚音。即使你使用C-L-C的Tr型濾波，也不能保證完全干凈。并且當跟隨信號頻率變化的負載電流流過電源內(nèi)阻時，歐姆定律告訴我們(電流×電阻)會在電源上引起與信號相關(guān)的電壓變化。

每個放大器都有一介被稱作電源抑制率(PSRR)的性能指標。表示電源通過輸出端瀉放出的紋波和嗡嗡聲的程度。它隨著放大器的拓撲結(jié)構(gòu)變化，但總是存在的?；镜膯味穗娐返倪@個指標表現(xiàn)很差。因此，在高壓電源線上加一個低紋波，低噪音和嗡嗡聲的穩(wěn)壓電源對于干凈的，無失真的聲音來說是相當有用的。但傳統(tǒng)的高壓穩(wěn)壓電源要加上許多電子管。復雜而且消耗功率。也很難獲得良好的性能。

本文介紹一種十分簡單的新設(shè)計，也能夠提供十分優(yōu)良的性能。輸出電壓是用一個電阻全程可調(diào)節(jié)的，調(diào)節(jié)不會影響電路性能。

二、電路原理

本電路的原理可參照圖1,其設(shè)計思路是：你在這里看到的是一個高電壓穩(wěn)壓器，但是少見昂貴的高壓設(shè)備和元件。就是說，這里只有一個獨立的浮動在高壓輸出端的低壓電源。這個低壓電源是燈絲加熱電源整流后提供。因此相應(yīng)的誤差放大和控制電路可以使用低壓元器件。

圖1 T-reg概念圖

這類串聯(lián)型穩(wěn)壓電源總是三個元件組成。一個參照電壓和一個是將參照電壓與輸出電壓比較的誤差放大器。誤差放大器輸出驅(qū)動調(diào)整管來保持輸出電壓穩(wěn)定。

本電路中。參照電壓來源于電阻R3.由浮動的恒流源T1驅(qū)動。晶體管T2和T3組成了誤差放大器。這是一個差分放大器，是互補結(jié)構(gòu)而不是對稱結(jié)構(gòu)，不用兩個相同極性的晶體管對稱放置而是兩個互補的晶體管串接級聯(lián)，但其工作原理是相同：

參照電壓由T3輸入，而輸出電壓在T2.如果輸出電壓開始降落到設(shè)置的電壓值之下，T2開始難以導通，則跨接在R5兩端的對于通過調(diào)整管(電子管)的驅(qū)動電壓將會增加。這將轉(zhuǎn)而提升了輸出電壓。

直到其再次恢復到設(shè)置電壓值。當Vout變得太高的時候，調(diào)整管的驅(qū)動電壓將會減少，從而向下降低輸出電壓Vout,直到恢復到原來的設(shè)置電壓。由于除了差2個Vb-e電壓差之外。Vout基本等于Vref。

在原理上你可以通過選擇R3,設(shè)置輸出電壓為你所希望的任何值。相對于大多數(shù)傳統(tǒng)設(shè)置來說這是個極大的優(yōu)點。傳統(tǒng)上，你得到的參照電壓是Vout的一部分，在饋送它到誤差放大器之前。從Vout分壓一部分。如果你很想改變Vout,就需要改變這個分壓比率。其缺點是。這也會改變控制環(huán)路的增益。

反過來。這又意味著輸出電壓的性能和穩(wěn)定性改變。

如這里所作的，通過使參照電壓等于輸出電壓。使電路的穩(wěn)定性和性能不會隨著輸出電壓而改變。

誤差放大器電路相對于高性能運算放大器來說是很簡單的?；诟咴鲆骐娐返倪\算放大器性能與其本身的穩(wěn)定性和補償有關(guān)。事實上，如圖2和圖3所示，電路已經(jīng)有相當高的性能。高性能的因素之一是誤差放大器的負載電阻是從Vdrive到地的電阻R5.使用電子管做通過設(shè)備時。這個電阻是柵極電阻，大約為500kΩ(取決于電子管lo因此，即使在T2的基極和發(fā)射極之間很小的誤差電壓，都會引起相當大的矯正電流通過R5.進而在Vdrive上產(chǎn)生相當大的矯正電壓。盡管電路簡單，但回路增益相當大。

圖2 T-reg阻抗曲線圖

圖3 T-reg的輸出嗡嗡聲和噪聲曲線圖

三、實際電路

這是一個電子管穩(wěn)壓器。這里有幾件其他的事需要注意一是加電時電子管陰陽極電壓的延遲施加，不僅僅對調(diào)整管也包括對放大器。整個電路(不包括調(diào)整管)都顯示在圖4中。ICl是一個標準的555定時器(CMOS)。在電源接通之后一段時間，它拉低了IC3中的LED.用R8和C3設(shè)置的延遲時間大約有30秒。一旦IC3中的這個LED導通，光電可控硅激活。并使晶閘管THl接通。將整流后的高電壓施加到通過電子管上。

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