如何設(shè)計(jì)一個(gè)可調(diào)穩(wěn)壓電源電路?

通常我們?cè)撊绾卧O(shè)計(jì)一個(gè)可調(diào)穩(wěn)壓電源電路?調(diào)直流穩(wěn)壓電源是采用當(dāng)前國(guó)際先進(jìn)的高頻調(diào)制技術(shù)，其工作原理是將開(kāi)關(guān)電源的電壓和電流展寬，實(shí)現(xiàn)了電壓和電流的大范圍調(diào)節(jié)，同時(shí)擴(kuò)大了目前直流電源供應(yīng)器的應(yīng)用。本文將介紹一些可調(diào)穩(wěn)壓電源電路。

工作原理

參數(shù)穩(wěn)壓器在輸入交流電壓 150V-260V 時(shí)，輸出穩(wěn)壓在 220V 效果效好。低于和高于這個(gè)范圍，其效率要下降。采用單片微機(jī)進(jìn)行第一步控制，使 310V 以下和 90V 以上的輸入電壓，調(diào)整控制在 190V—250V 范圍，再用參數(shù)穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓效果很好。

由市電輸入的交流電壓變化波動(dòng)很大，經(jīng)過(guò)過(guò)壓吸收濾波電路將高頻脈沖等干擾電壓濾去后，送入直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源、交流取樣電路和控制執(zhí)行電路。

直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的功率小，但能把 60-320V 的交流電壓孌換成+5V，+12V，-12V 的直流電壓。+5V 電壓供給單片微機(jī)使用，±12V 電壓供給控制電路的大功率開(kāi)關(guān)模塊使用。

單片微機(jī)把取樣電路采集到的輸入電壓數(shù)據(jù)，分析判斷并發(fā)出控制信號(hào)送到觸發(fā)電路，控制調(diào)節(jié)輸出電壓。

控制執(zhí)行電路由 SSR 過(guò)零開(kāi)關(guān)大功率模塊和帶抽頭的自耦變壓器組成。SSR 之間采用 RC 吸收電路吸收過(guò)電壓和過(guò)電流，使 SSR 在開(kāi)關(guān)時(shí)不會(huì)損壞?？刂茍?zhí)行電路把 90-310V 的輸入電壓控制在 190V-240V 范圍，再送到參數(shù)穩(wěn)壓器進(jìn)行精確穩(wěn)壓。

參數(shù)穩(wěn)壓器由電感和電容組成 LC 振蕩器，振蕩頻率 50HZ。無(wú)論市電怎么變化，其振蕩頻率不會(huì)改變，因此輸出電壓不會(huì)變化，穩(wěn)壓精度高。即使輸入電壓波形失真很大，經(jīng)參數(shù)穩(wěn)壓器振蕩輸出后卻是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，因此穩(wěn)壓電源有強(qiáng)的抗干擾能力和凈化能力。

保護(hù)告警電路：當(dāng)有危害設(shè)備安全情況時(shí)，只發(fā)出聲光告警，提示操作人員注意采取措施，而不用切斷輸出電壓。在無(wú)輸出電壓，控制箱的溫度過(guò)高，市電輸入高過(guò) 300V，市電輸入低于 130V 時(shí)都會(huì)聲光告警。當(dāng)輸入電流過(guò)大時(shí)，輸入(輸出)空氣自動(dòng)開(kāi)關(guān)自動(dòng)跳開(kāi)。

三端可調(diào)穩(wěn)壓電路圖

電路工作原理：220V 交流電經(jīng)變壓器 T 降壓后，得到 24V 交流電;再經(jīng) VD1～VD4 組成的全橋整流、C1 濾波，得到 33V 左右的直流電壓。該電壓經(jīng)集成電路 LM317 后獲得穩(wěn)壓輸出。調(diào)節(jié)電位器 RP，即可連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓。圖中 C2 用以消除寄生振蕩，C3 的作用是抑制波紋，C4 用以改善穩(wěn)壓電源的暫態(tài)響應(yīng)。VD5、VD6 在當(dāng)輸出端電容漏電或調(diào)整端短路時(shí)起保護(hù)作用。LED 為穩(wěn)壓電源的工作指示燈，電阻 R1 是限流電阻。輸出端安裝微型電壓表 PV，可以直觀地指示輸出電壓值。

可調(diào)穩(wěn)壓電源 5-30V 1.5A 電路圖

外部串聯(lián)旁路晶體管將 500mA 的 78MG 或 79MG 額定輸出提高到 1.5A，以適用于實(shí)驗(yàn)室可調(diào)電源。該電路的外部旁路晶體管無(wú)短路保護(hù)，但文章介紹了怎樣添加具有保護(hù)作用的晶體管來(lái)避免短路。

電壓 1.5-9V、電流 0.2A 可調(diào)穩(wěn)壓電源

它由二極管 VD1-VD4 整流，晶體管 VT2、VT3 復(fù)合調(diào)整，晶體管 VT4 比較放大，穩(wěn)壓管 VD7 基準(zhǔn)電壓源，穩(wěn)壓管 VD5 恒流源和電阻 R1、R2、R3 以及晶體管 VT4 限流保護(hù)和檢測(cè)電阻 R0 等部分組成。

假如輸出電壓由于某種原因(輸入電壓變化或負(fù)載電流變化)而發(fā)生變化時(shí)，比較放大部分把變化信號(hào)放大并送到調(diào)整部分，使其產(chǎn)生相反的變化來(lái)抵消輸出電壓的變化。

電位器 RP 和電阻 R6 對(duì)輸出電壓取樣，送到晶體管 vT4 比較放大部分與穩(wěn)壓管 VD7 的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。電路中穩(wěn)壓管 VD5 和電阻 R1、R2、R3 組成偏置電路，使通過(guò)晶體管 VT1 的集電極電流 Ic 變化很小，基本上可以認(rèn)為是恒定的，所以一般把這部分電路稱為恒流源負(fù)載。

電路中晶體管 vT5 和檢測(cè)電阻 R0 組成過(guò)載和短路保護(hù)電路。當(dāng)負(fù)載電流超過(guò)定值或短路時(shí)，檢測(cè)電阻 Ro 上的電壓降就會(huì)大于 VT5 的導(dǎo)通電壓(0.5V)，使 VT5 導(dǎo)通，恒流源送出的電流大部分流入 VT5，減小了調(diào)整管的基極電流 Ib 從而限制了調(diào)整管的輸出電流 .

介紹了幾個(gè)可調(diào)穩(wěn)壓電源電路之后，在介紹一下，如何設(shè)計(jì)一個(gè)可調(diào)穩(wěn)壓電源電路。