1.本实用新型涉及一种降低线性稳压器调整管耗散装置设计的技术，尤其可以将调整管的热耗散转移到电阻器上，实现功率晶体管的最大耗散量仅为最大总耗散量的四分之一，另外的四分之三耗散是在电阻中耗散的。
背景技术：2.线性串联式稳压电源是通过调节调整管的动态电阻来调整输出电压,线性稳压电源的优点是输出纹波小，开关稳压电源的优点是电压转换效率高,缺点是输出纹波较大，有时会对电路产生高频干扰。
3.因此，线性稳压电源虽有电压转换效率较低的缺点，但线性稳压器仍然能够在低噪声结构中提供较好的应用。
4.线性电源的输入通常采用的是工频变压器变压，工频变压器在能量传递过程中存在损耗；稳压调整模块工作在放大区，此电路工作效率低，模块工作时会有很大热量产生（热损耗，又称为热耗散），从以上两个方面就能看出线性电源的效率较低。
5.既然线性串联式稳压电源是通过调节调整管的动态电阻来调整输出电压的，故线性电源的热耗散主要是由线性电源调整管产生的，在这种晶体管中的耗散随着负载电流、和加在其上的电压的增加而增加，所以，线性稳压电源的调整管总要装一个很大的散热片。
6.但是，几乎所有的晶体管参数都与温度有关，因此不可忽视，温度对下列的3个参数影响最大。
7.对β的影响，晶体管的β随温度的升高将增大，温度每上升1℃，β值增大0.5%～1%，其结果是在相同的ib情况下，集电极电流ic随温度上升而增大。
8.对反向饱和电流i
ceo
的影响，i
ceo
是少数载流子漂移运动形成的，它与环境温度关系很大，i
ceo
随温度上升会急剧增加，温度上升10℃，i
ceo
将增加一倍，由于硅管的i
ceo
很小，所以温度对硅管的i
ceo
影响不大。
9.对发射结电压u
be
的影响，和二极管的正向特性一样，温度上升1℃，u
be
将下降2～2.5mv。
10.综上所述，随着温度的上升，β值将增大，ic也将增大，u
be
将下降，这对晶体管放大作用不利，使用中应采取相应的措施克服温度的影响。
11.由于电阻器对温度的变化不敏感，所以除了采用大散热片来降低晶体管温度，在不妨碍稳压过程的基础上，还可以采用将调整管的热耗散转移到电阻器上，实现功率晶体管的最大耗散量仅为最大总耗散量的四分之一，另外的四分之三耗散是在电阻中耗散的。
技术实现要素：12.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、造价低廉、使用可靠的可以降低线性稳压器调整管耗散装置设计的技术。
13.为实现上述目的，本实用新型提供一种线性稳压器调整管耗散转移装置，其包括
二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、晶体管t1、功率晶体管t2、功率晶体管t3、稳压二极管d5、电阻r1、功率电阻r2、电阻r3，管脚1依次通过正向所述二极管d1、正向所述二极管d2、电阻r1连接工作地，管脚1同时依次通过所述电阻r3、所述晶体管t1的e-c极、反向所述稳压二极管d5连接管脚2，所述二极管d2的负极连接所述晶体管t1的基极，管脚1同时依次通过所述功率晶体管t2的c-e极、所述功率晶体管t3的c-e极连接管脚2，所述功率晶体管t2的集电极通过所述功率电阻r2连接所述功率晶体管t2的发射极，所述晶体管t1的集电极通过正向所述二极管d3连接所述功率晶体管t2的基极，管脚3通过正向所述二极管d4连接所述功率晶体管t3的基极。
附图说明
14.附图1、附图2用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，附图1 是传统线性稳压电源的基本结构图；附图2是线性稳压电源调整管耗散转移装置原理图。
具体实施方式
15.为了更容易理解传统线性稳压电源的工作原理，从而体现本实用新型的新颖性，首先简单介绍传统线性稳压电源的基本结构图。
16.一般来说，线性稳压电源由调整管、参考电压、取样电路、误差放大电路等几个基本部分组成，另外还可能包括一些例如保护电路，启动电路等部分。
17.图1是一个比较简单的线性稳压电源原理图（示意图，省略了滤波电容等元件），取样电阻通过取样输出电压，并与参考电压比较，比较结果由误差放大电路放大后，控制调整管的导通程度，使输出电压保持稳定。
18.图1中的调整管处于线性放大状态，这时的调整管相当于一个电阻，电流流过电阻时会发热，所以工作在线性状态下的调整管，一般会产生大量的热，导致效率不高。这是线性稳压电源的一个最主要的一个缺点。
19.在图1中，如果输入电压ui与输出电压uo间的压降偏大，调整管有可能过热，导致稳压效果变差，所以，如果能找到一种不妨碍稳压过程，而能使调整管中的多余热量尽可能地转移掉，这将是非常合算的。
20.图2电路是用来代替原来的串联晶体调整管的，该电路由两个功率晶体三极管t2、t3、一个功率电阻器（r2）、四个开关二极管、一个稳压二极管、三个电阻构成。这全电路等效于一个单npn功率晶体三极管，该管子的“集电极、基极、发射极”均标以箭头标记，如图2所示。
21.该电路的新颖之处是两只功率晶体管t2、t3的最大耗散量仅为最大总耗散量的四分之一，其余的四分之三是在功率电阻器r2中耗散的，电路的工作原理如下：
22.晶体管t1、二极管d1、d2、电阻r1和r3组成一个电流源，t1的发射结电压由d1、d2钳位在1.2v，故t1的发射极电流i
t1-e
=1.2/r3，t1的基极电流忽略不计，集电极电流等于发射极电流，是一个稳定的电流源。
23.集电极电流加偏压于稳压二极管d5，在低输出电流下，t3集电极上的电压较之t1集电极上的电压高，这就是说，t2必须截止，t3集电极上电压等于“1”端输入电压u1减去功率电阻器r2上的压降。
24.这种情况下，该电路所起作用就和普通单晶体管串联稳压器（t3）和串联电阻（r2）一样，当t3上的电压降到“1”端和“2”端之间的压差一半时，t3产生最大耗散，这时的负载电流
[0025][0026]
其中，v1指电路输入“1”端电压，v2指电路输出“2”端电压。
[0027]
当电流进一步增加时，电阻r2上压降也增加，而t3上的压降变减少，在某一确定的输出电流（2倍于上述计算值）下，在t3上的电压降将降为“0”v，即该晶体管t3将饱和导通，这就是线性稳压器稳定范围的极限值。
[0028]
不过，稳压二极管d5的稳压值是这样选择的，当t3刚要饱和时，t2便导通。
[0029]
在较大负载电流下，t2便成为r2的可变分流器，以保持t3上的电压降，这刚好足以使该晶体三极管t3处于非饱和状态，从而仍将起到串联稳压器的作用。
[0030]
在这个串联稳压器工作的第“2”个管脚上t2的耗散便逐渐增加，不过这时在t3上的耗散却极低，而t2上的耗散却达到前面说过的最大值，因此，该两个晶体管t2、t3可共用一个散热器，散热器的设计结构必须符合于总耗散量的四分之一。
[0031]
功率电阻器r2的计算公式如下：
[0032][0033]
式中，v1为串联式稳压电源“1”端的输入电压，i
nax
则为最大输出电流，该电流受保险丝或电源中的电流限制器电路的限制，在r2中的最大耗散等于
[0034][0035]
这种类型的功率电阻用在某些牌号汽车的电气系统中。
[0036]
r1的阻值是这样选定的，即数毫安电流流过d1和d2，r3决定t1的集电极电流：甚至当t2在稳压器第二脚（2脚）上需要基极驱动时，该电流也必须足以在d5上加上偏压。
[0037]
需要记住的是，这种电流通过d5流入输出端，从而在很低负载下也有稳压作用，在这种情况下，在输出端上需跨接一个附加负载电阻器。
[0038]
这种电源调整管热损耗转移装置的核心技术在于，是将串联式稳压调整管的工作状态向开关式稳压调整管的工作状态靠近，但实质上仍起串联稳压器的作用，使功率晶体管t2、t3的最大耗散量仅为最大总耗散量的四分之一，其余的四分之三是在功率电阻器r2中耗散。
技术特征：1.一种线性稳压器调整管耗散转移装置，其特征在于：所述耗散转移装置包括二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、晶体管t1、功率晶体管t2、功率晶体管t3、稳压二极管d5、电阻r1、功率电阻r2、电阻r3，管脚1依次通过正向所述二极管d1、正向所述二极管d2、电阻r1连接工作地，管脚1同时依次通过所述电阻r3、所述晶体管t1的e-c极、反向所述稳压二极管d5连接管脚2，所述二极管d2的负极连接所述晶体管t1的基极，管脚1同时依次通过所述功率晶体管t2的c-e极、所述功率晶体管t3的c-e极连接管脚2，所述功率晶体管t2的集电极通过所述功率电阻r2连接所述功率晶体管t2的发射极，所述晶体管t1的集电极通过正向所述二极管d3连接所述功率晶体管t2的基极，管脚3通过正向所述二极管d4连接所述功率晶体管t3的基极。
技术总结本实用新型公开了一种线性稳压器调整管耗散转移装置，包括二极管D1、D2、D3、D4、晶体管T1、T2、T3、稳压二极管D5、电阻R1、R2、R3，管脚1依次通过正向二极管D1、D2、电阻R1连接地，管脚1同时依次通过电阻R3、晶体管T1的E-C极、反向稳压二极管D5连接管脚2，D2的负极连接晶体管T1的基极，管脚1同时依次通过晶体管T2的C-E极、T3的C-E极连接管脚2，晶体管T2的集电极通过电阻R2连接晶体管T2的发射极，T1的集电极通过正向二极管D3连接晶体管T2的基极，管脚3通过正向二极管D4连接晶体管T3的基极，该耗散转移装置实现功率晶体管的最大耗散量仅为最大总耗散量的四分之一。总耗散量的四分之一。总耗散量的四分之一。
技术研发人员：崔建国 宁永香 崔燚
受保护的技术使用者：山西工程技术学院
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/7/5
