在上期中我們所提到的一些穩壓電路,其輸出最低點被限制到Zener參考電壓以上,即使Zener電壓選到很小很小,甚至零伏,輸出電壓仍然有VCE2+VBE1的值,見圖(十二)的例。很顯然的,這些困難產生在晶體內部的接合面固定壓降; 因此想要得到0~30伏的可調輸出電壓,必須使Q1的基極電壓降有0.5~30.7伏的可調變化,要做到這一點並不困難,只需在電源變壓器上另繞一級約10伏左右的電壓,經整流穩壓後(我們暫時稱為副穩壓調整器)把正電壓接到主電壓調整器的負端(級Ground上)再把誤差放大器的負電源接到副調整器的負端,即可達此目的見圖(十四),這是欲使輸出解調到零伏的觀念問題,務必徹底了解才能在實質的設計以及線路的改善上有所成就。
這個基本結構仍可依所需求的Zout輸出阻抗,Sv調整因數及漣波係數等等而加以改進。這些方法不外是加入差動式放大器,達靈頓接法等等,為了方便讀者的製作,我們仍提供了依連串的架構如圖(十五)(十六)(十七)。
從圖(十四)中及其附帶的演算式,我們發覺這則電路的穩壓效果大部份取決於(-10伏)穩壓特性,也就是說副穩壓電路具有決定性的影響力,只要它的Sv小,輸出的電壓就穩; 所以從事這類電路設計時,要特別關注這部份的效果。
圖(十七)是我個人試驗所得的各零件值,如果更換晶體時有些電阻值仍需做適宜的變更,才能有成。這個電路結構可以做到0~50伏6A的極限,這要看所使用的2N3055的品質是否合格而定,而且散熱的問題也須詳加考慮。像Power如此大的Power Supply實有必要加上一組保護裝置,圖上的SCR就是這等功用,其保護的範圍可經10K可便電阻來調整,或換成波段開關,可以標明為50mA,100mA,500mA,1A,2A......各等級的限流以適合實驗電路的安全容忍度。其保護動作很靈敏,只要超過預限額,SCR立即導通,把2N3055的基極射極短路掉,瞬間2N3055被截流,輸出電壓頓時為零電流也為零伏,以防損傷到實驗桌上的一些實驗電路,所以這則電源供應器實在很適合於電子實驗室以及電子玩家的實驗用。其線路板如圖(十八)所示。
由於現今的電子技術不斷的經進,各類厚膜、薄膜、單晶積體電路的出現,有很多現成的IC可以做為電壓穩定之用,像常見的723、340系列、7800系列等等。這些IC當中以340系列最能適合我們更改圖(十七)的部分線路,而且使用的外圍零件也最少,可省掉許多安裝的麻煩,這系列的IC特性我將原文及線路接腳等摘錄於下方便讀者參考使用:
從這則資料當中我們發現它的主要特點就是簡單,使用時只須外加兩支小電容C1用鉭質C2陶瓷、雲母質均可,分別為0.22M 0.1M即可。這個IC我用HP的RMS微電壓表量過,其漣波電壓不到0.05mV,量度是在全載1A上做的; 它的適用電流為500mA,因為在超過500mA以上時已發燙,容易受溫度的影響。
圖(十九)中我們將原來的副穩壓電路改換成340-12,其他零件均無改換,用微電壓表量得的RMS漣波電壓為0.09mV,比圖(十七)的效果改進不少,圖(十七)的RMS漣波電壓為0.15mV。
可能與大多數的電子愛好者所發生的困難一樣,電路的設計製作很輕易可以完成,但是一隻機箱或面板卻不知如何是好,我在中華商場找過一些電源器的機箱,但是總不曾見到過一個能叫人滿意的。附圖是我與唐老編商量著設計出來的一塊面板,大致上和刊頭附印的TRIO PR-654相仿(機箱也差不多),不同的是把輸出開關移到電源開關的第三檔上(這樣似乎更合邏輯),而原有的位置則被限流復原按鈕所代替(這樣使用起來也方便一些)。另外電流測試鈕的用法則是先將電壓歸零,按下測試鈕,預調電流鈕,再升高電壓,並注視電流表,直到限流點跳開,如此你便可以精確地預調出限流點了。
至於表頭方面,在幾家計器行所能買到的刻劃多不夠精緻(精確與否不敢說),為此,已建議音響技術社特別訂製一批合用的表頭,供讀者選用。至於精美的機箱連面板,不久以後您也許可在中華路及其他地方買到。
轉載音響技術第5期 MAY. 1976 一部實驗用的電源供應器/白金弘
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