串联型直流电源.doc

稳压电源电路 图1是使用晶体三极管的输出电压可调的稳压电源。该电路是通过改变与负载串联的大功率晶体三极管Tr1的管压降来调节输出电压。输出电压Vout由A点的电压，即Vref+VBE2决定。 Vout=(R3+VR1+R4)(Vref+Vbe2)/(VR1+R4) 式中Vref是稳压二极管的电压(5.1V)，VBE2是晶体三极管Tr2基极发射极间的电压(0.65V，VR1是可变电阻。由于VR1的阻值变化范围是0～5kΩ，所以输出电压的变化范围为 7.6～12.8V。当VR1的滑动部分接触不良时，输出电压会变为最小电压。 调整管Tr1的最大消耗功率为3A×(15V-8V)=21W，所以应安装在4℃／W以下的散热器上。由于VBE2会随温度和IC2的变化而变化，所以该稳压电路和稳压特性不是太好。 在图1的电路中，电路没有过流保护的功能，当输出端出现短路时输入的15V电压将全部加在Tr1上，导致Tr1瞬间被烧毁。图2(a)是过流保护电路。在Tr1的发射极电路中增加一个串联电阻Rs和一个小功率三极管Tr3，就可以在电路的输出端出现短路时，对Tr1上流过的电流加以限制。在正常工作时由于Rs电阻上的电压降很小，所以Tr3截止。在电路的输出电流增大时，RS电阻上的电压降也随之增加，当RS电阻上电压降(Tr3的VBE3)超过0.65V时，Tr3导通，Tr3的VCE变小。Tr1的VBE1也随之变小，于是流过Tr1的输出电流就会被限定在某一个设定的值。在该电路中电流的限定值为0.65V／Rs≈2A。另外图2(a)的电路还可以用作发光二极管的恒流源电路。应用时将图2(a)电路的输出端接地，Tr1的集电极与发光二极管相连接。图2(b)是该电路的限流特性。 0～24V可调直流稳压电源电路的设计方法 2009-11-03 13:28:07| 分类： 电子技术 | 标签：|字号大中小 订阅 来源：中电网 作者：唐金元 王翠珍 1 引 言 电子电路要正常工作，电源必不可少，并且电源性能对电路、电子仪器和电子设备的使用寿命、使用性能等影响很大，尤其在带有感性负载的电路和设备(如电机)中，对电源的性能要求更高。在很多应用直流电机的场合中，要求为电机驱动电路提供1个其输出能从0 V开始连续可调(0～24 V)的直流电源，并且要求电源有保护功能。实际上就是要求设计一个具有足够调压范围和带负载能力的直流稳压电源电路。该电路的设计关键在于稳压电路的设计，其要求是输出电压从0 V开始连续可调；所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调；输出电压应能够适应所带负载的启动性能。此外，电路还必须简单可靠，能够输出足够大的电流。 2 电路的设计 符合上述要求的电源电路的设计方法有很多种，比较简单的有3种： (1)晶体管串联式直流稳压电路。电路框图如图1所示，该电路中，输出电压UO经取样电路取样后得到取样电压，取样电压与基准电压进行比较得到误差电压，该误差电压对调整管的工作状态进行调整，从而使输出电压发生变化，该变化与由于供电电压UI发生变化引起的输出电压的变化正好相反，从而保证输出电压UO为恒定值(稳压值)。因输出电压要求从0 V起实现连续可调，因此要在基准电压处设计辅助电源，用于控制输出电压能够从0 V开始调节。 单纯的串联式直流稳压电源电路很简单，但增加辅助电源后，电路比较复杂，由于都采用分立元件，电路的可靠性难以保证。 (2)采用三端集成稳压器电路。如图2所示，他采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从0 V起连续可调，因要求电路具有很强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器件较少，成本低且组装方便、可靠性高。 (3)用单片机制作的可调直流稳压电源。该电路采用可控硅作为第一级调压元件，用稳压电源芯片LM317，LM337作为第二级调压元件，通过AT89CS51单片机控制继电器改变电阻网络的阻值，从而改变调压元件的外围参数，并加上软启动电路，获得0～24 V，0.1 V步长，驱动能力可达1 A，同时可以显示电源电压值和输出电流值的大小。 其硬件电路主要包括变压器、整流滤波电路、压差控制电路、稳压及输出电压控制电路、电压电流采样电路、掉电前重要数据存储电路、单片机、键盘显示等几部分，硬件部分原理图如图3所示。 正、负端压差控制电路的作用是减少LM317和LM337输入端和输出端的压差以降低LM317和LM337的功耗。稳压电路由三端稳压芯片LM317(负压用LM337)及外围器件组成，输出电压控制电路采用继电器控制的电阻网络。电阻网络的每个电阻都需要精密匹配，电阻的精密程度直接影响输出电压的精度。