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【闲谈】电子管胆机反饋型并联稳压

时间:2012-10-06 17:51来源:hifidiy.net论坛 作者:Gautau 点击:
并联稳压的应用比较冷门,原因是这电路要求负载较为恒定和供应的電流量較少,故多用作前级、唱放或医療器材方面的稳压。 远在1923年,并联稳压的发展已相当成熟,并已在軍事上作大量應用。 一战后,因串連稳压旳出現,并联稳压便少了人采用,甚至乎几近湮没
并联稳压的应用比较冷门,原因是这电路要求负载较为恒定和供应的電流量較少,故多用作前级、唱放或医療器材方面的稳压。
远在1923年,并联稳压的发展已相当成熟,并已在軍事上作大量應用。

一战后,因串連稳压旳出現,并联稳压便少了人采用,甚至乎几近湮没 . . .  连相关的文献也很少。

串連稳压的设计较容易掌握,理论上的指标也容易达到 . . . 但对于如 猝发性的外来干扰、或二极管的开关噪音却往往无能为力。

一组简单的分压电路便已可构成并联稳压,接地的那支电阻,只要其数值与负载相若便成。


从下面线路可看到一个并联稳压的设计实例(101KΩ 与 68KΩ )。但负压供应部分却只有很少的稳压功能(220KΩ 与 150KΩ),因分压电路的数值过大。

【闲谈】电子管胆机反饋型并联稳压


选用齐纳管组成的电路也可构成并联稳压,但可惜只能使用齐纳管 1/4 旳功耗,以保安全。
BJT、FET也如是。

使用电子管作并联稳压的效果似乎最好,既可用尽管子的屏耗,也无须考虑电子管的內部散热问题,更无热散逸的状况出现。

下面介绍的电路并无电压调节功能,因在设计时已对 要求 的电压列为条件 . . . 若须改变输出电压的话,几乎都要重新计算一次。






反饋型并联稳压电路(NFB Shunt Stabiliser)

通常这类设计多用 12AX7 作放大,取其有較高增益(A),再交至 12AU7 作并联稳压(输出),使电路的总跨导(gmT)可作大幅度提高,因
gmT = gm(12AU7)* A(12AX7)

而稳压级的输出阻抗 Ro 为
Ro = 1 / gmT


gm(12AU7)= 2.2mA/V
A(12AX7)= 42


Ro = 1 /(2.2 * 42)= 10.823Ω
这相当于并接了一支数值很低的电阻在高压端与地端处(交流). . . 可见其内阻是相当低。

现试用 6N1 作计算,看看结果又如何和怎样 . . . . . .




V2:输出级
6N1 :  μ = 33,Ia = 8mA,ra = 7KΩ,Pd = 2W ( 2.2W )

在设计时,选用的屏流(Ia)应为手册所列出的 1/2 ,即 4mA,
而屏耗(Pd)亦应在 1W 或以下。

假设 HT = 350V,Io = 16mA

通常并联稳压的輸出級会设计在 1/4 的 Io,即
Ia2 = 16mA / 4 = 4mA
这一电流量正好为 6N1 的一半,可以安全使用。

工作电压通常选一半,即
Vak2 = 350V / 2 = 175V。

随而计算屏耗是否超标
Pd = 175V * 4mA = 0.7W

计算阴极电阻 Rk2
Rk2 = (HT – Vak2) / Ia2 = (350-175)V / 4mA = 43.75KΩ,
現选Rk2 = 44KΩ

阴极电阻的功耗
P_Rk2 = 4mA * 4mA * 44KΩ * 4 = 2.816W ( 用 3W )
(欧洲的常温为22.5℃,与亞洲的25℃稍有不同,故不能再用 2.8 的安全系數作計算!)

阴极电压
Vk2 = 44KΩ * 4mA = 176V

屏阴极间电压
Vak2 = 350V – 176V = 174V


绘图﹕

【闲谈】电子管胆机反饋型并联稳压


上图可见,4mA 与 174V 的相交点为 -3.7V,即
Vg2 = VK2 – Vg = 176V – 3.7V = 172.3V

V2 的实际跨导
绘一垂直线与 -Vg = 0V 相交,找出该点电流 ( Ia_max )
Ia_max = 6.55mA

Ia_min = 0mA 处,看到 -Vg_max = 2.5V

gm2 = △Ia / △Vg = 6.55mA / 2.5V = 2.62mA/V

C2通常定在 1Hz 处,即
阴极对地的内阻
rk2 = Rk2 / ( Rk2 * gm2 +1 ) = 44KΩ / ( 44KΩ * 2.62mA/V + 1 ) = 378.4Ω

阴极旁路电容
C2 = 1 / (2 * π * rk2 * 1Hz ) = 420.6μF ( 用 470μF )

【闲谈】电子管胆机反饋型并联稳压





V1:误差信号放大级
由于电路的结构,故放大部份(V1)必須为 同相,地栅式正好合适。其擁有寬頻帶、高速和低噪的优点。

按常規方式选择负载
Ra1 = 100KΩ

绘负载线

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V1 的屏阴极间电压
Vak1 = Vg2 + ( -Vg1 ) = 172.3V – 4.27V = 168.03V  ←  绘垂直红线

与负载(蓝)线相交后可找到 V1 的偏压
-Vg1 = 4.27V

在该点可找到 V1 的工作屏流
Ia1 = 1.778mA  ←  绘水平绿线

V1 的阴极电阻
Rk1 = -Vg1 / Ia = 4.27V / 1.778mA = 2.4KΩ

V1 负载电阻的功耗
P_Ra1 = 1.778mA * 1.778mA * 100KΩ * 4 = 1.265W(用 2W)

V1 的屏内阻
ra'1 = ra1 + Rk1 * ( μ + 1 ) = 7KΩ + 2.4KΩ * (33 + 1 ) = 88.6KΩ

V1 的放大量
A1 = ( μ + 1 ) * ( Ra1 / ( Ra1 + ra'1 )) = 18.0276倍

V1 的实际跨导
gm1 = 3.06mA / 1.65V = 1.855mA/V


C1通常定在 10Hz 处,即
V1 阴极对地的内阻
rk1= Rk1/ ( Rk1* gm1 + 1 ) = 2.4KΩ / ( 2.4KΩ * 1.855mA/V + 1 ) = 440.21Ω

C1 = 1 / (2 * π * rk1 * 10Hz ) = 36.2μF(用 39μF)

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