簡易可調(diào)穩(wěn)壓電源采用三端可調(diào)穩(wěn)壓集成電路LM317,允許電壓在1.5~25V范圍內(nèi)調(diào)節(jié),最大負載電流為1.5A。 其電路如圖所示。
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組成的全橋整流和C1濾波,得到33V左右的直流電壓。 該電壓經(jīng)過集成電路LM317后得到穩(wěn)壓輸出。 調(diào)節(jié)電位器RP可連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓。 圖中C2用于消除寄生振蕩,C3用于抑制紋波,C4用于改善穩(wěn)壓電源的瞬態(tài)響應。 VD5、VD6在輸出電容漏電或調(diào)節(jié)端短路時起保護作用。 LED為穩(wěn)壓電源工作指示燈,電阻R1為限流電阻。 輸出端安裝微型電壓表PV,直觀指示輸出電壓值。
零部件的選擇和生產(chǎn); 對元件沒有特殊要求,如圖所示選擇即可。
制作要點:①C2應盡量靠近LM317的輸出端,避免自激,導致輸出電壓不穩(wěn)定; ②R2應靠近LM317的輸出端和調(diào)整端,以避免大電流輸出狀態(tài)下輸出端與R2之間產(chǎn)生壓降。 引起參考電壓改變; ③ 穩(wěn)壓塊LM317的調(diào)節(jié)端不得懸空。 連接調(diào)節(jié)電位器RP時要特別注意,避免滑臂接觸不良造成LM317調(diào)節(jié)端懸空; ④ 不要隨意增加C4的容量; ⑤ LM317 需加集成塊散熱片,以保證其長期穩(wěn)定工作。
最簡單的穩(wěn)壓電路圖(二)
一種帶電壓比較器的高穩(wěn)定性、大電流直流穩(wěn)壓電路。 主要由電源變壓器、整流濾波器、參考源電路、電壓比較、復合功率調(diào)整、過流保護電路等部分組成。 電源變壓、整流、濾波比較簡單,這里不再討論。 ICl(7805)和IC2(LM317)構成精密基準源; IC3這里接反相比較器作為電壓比較電路,同相端接參考源,反相端輸入采樣電壓,經(jīng)過IC3內(nèi)的同相端參考比較后,輸出端輸出比較結果來控制復合調(diào)節(jié)管的導通程度,從而調(diào)節(jié)輸出電壓的升降。 V1和V2組成復合功率調(diào)整電路,將比較電路的控制電流放大到幾安培的負載電流,以提高驅動能力。 其中,V1不需要像普通“串聯(lián)穩(wěn)壓”電源那樣增加c、b極之間的偏置電流電阻。 V3、R6、R5組成負載過流保護電路。 過流采樣電阻R6串接在電源負端,不納入穩(wěn)壓控制,因此對穩(wěn)壓輸出幾乎沒有影響(因為采樣電阻R6串接在電源負端)調(diào)節(jié)管)輸出電路)。
圖1 大電流可調(diào)穩(wěn)壓電源電路
電路如何工作
電源經(jīng)過變換后,經(jīng)整流、濾波、平滑后的直流電壓供給穩(wěn)壓電路。 一個通道最初由IC1穩(wěn)定至5V,然后提供給IC2的穩(wěn)壓輸出作為參考電壓1.25V。 該參考電壓直接提供給電壓比較器IC3(LM358)的同相端; 另一路作為IC3的電源。 上電時,由于V1、V2未啟動,IC3截止,無輸出,其反相端無電壓(0V)。 反相比較器IC3立即輸出高電壓,使V1、V2迅速導通,穩(wěn)壓輸出從0V開始。 上升,經(jīng)R3、RP、R4分壓采樣后送到IC3反相端的電壓也上升。 與IC3同相端1.25V基準電壓比較后,IC3輸出端電壓回落至設定的穩(wěn)壓值。 優(yōu)越的。 當穩(wěn)壓輸出電壓因連接負載而有下降趨勢時,穩(wěn)定過程為:穩(wěn)壓輸出↓→IC3反相端電壓↓→IC3反相比較輸出端↑→V1、V2導通↑→穩(wěn)定輸出正常。 過流保護管V3的工作過程:當過流采樣電阻R6上的電壓因負載過大超過0.7V時,V3導通,V1的b極接地,降低輸出電壓,達到過流保護的目的。
電路特點: 輸出穩(wěn)定性高。 在額定負載電流、調(diào)節(jié)管V2壓降正常的情況下,數(shù)字表上輸出電壓根本不動(見附表)。
元件選擇和生產(chǎn)
首先,要實現(xiàn)大電流穩(wěn)定電壓輸出,至少要相應增大電源變壓器的功率。 筆者選擇了120VA的變壓器進行實驗,實際應用中大家可以根據(jù)自己的需求進行選擇。 整流管可選擇6A/200V。 C1主濾波電解要求:≥8200μF/50V,V2為BVeeo》100V,Icm》10A,Pcm≥100W硅NPN大功率管,如C5198、C3263等。V1、V3宜選用硅NPN中功率小體積BVeeo≥50V、Icm》IA、Pcm≥0.6W、β≥180的管子,推薦型號:C8050(國產(chǎn)和進口均可)。 ICl為普通三端7805,IC2為LM317。 IC3需要單電源運放,共模電壓為0V,溫漂小。 要求IC3的負電源端、C3地、R4采樣地、C4地、輸出地(電路板地線寬度為2em)必須連接在一起。 不適合交叉線,否則無法保證高穩(wěn)定輸出。 附表為斷開過流保護電路(斷開R5一端)測得的實際參考數(shù)據(jù)。 只要按照附圖安裝、焊接無誤初中物理電壓表電路圖,簡單調(diào)試后即可投入使用。 如果選擇軍用運放和金屬電阻,穩(wěn)定性會更高。
最簡單的穩(wěn)壓電路圖(三)最簡單的開關穩(wěn)壓電源電路圖
最簡單的穩(wěn)壓電路圖(四)硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路
由硅穩(wěn)壓管組成的簡單穩(wěn)壓電路如圖5-l9(a)所示。 硅穩(wěn)壓管DW與負載Rfz并聯(lián),R1為限流電阻。
該電路如何穩(wěn)定電壓? 如果電網(wǎng)電壓升高,則整流電路的輸出電壓Usr也升高,導致負載電壓Usc升高。 由于穩(wěn)壓管DW與負載Rfz并聯(lián),只要Usc增長一點,流過穩(wěn)壓管的電流就會急劇增大初中物理電壓表電路圖,導致I1也增大,限流上的壓降電阻R1增大,從而抵消Usr的增大,使負載電壓Usc基本不變。 相反,如果電網(wǎng)電壓下降,導致Usr下降,導致Usc也下降,則穩(wěn)壓管中的電流急劇減小,導致I1下降,R1上的壓降減小,從而抵消了下降量在 Usr 中并維持負載。 電壓Usc基本保持不變。
如果Usr保持不變,負載電流增大,則R1上的壓降增大,導致負載電壓Usc減小。 只要Usc下降一點,穩(wěn)壓管中的電流就會迅速減小,使R1上的壓降再次減小,從而保持R1上的壓降基本不變,穩(wěn)定負載電壓Usc。
綜上所述,可以看出,穩(wěn)壓管起到自動調(diào)節(jié)電流的作用,而限流電阻則起到調(diào)節(jié)電壓的作用。 穩(wěn)壓管的動態(tài)電阻越小,限流電阻越大,輸出電壓的穩(wěn)定性越好。
最簡單的穩(wěn)壓電路圖(五)
串聯(lián)穩(wěn)壓電路是常用的電路。 電路如圖5-20(a)所示。
晶體管BG是電路中的調(diào)節(jié)元件。 它具有“隨機應變”的能力。 每當因電源或用電變化而使電路輸出電壓即將發(fā)生波動時,可及時調(diào)整,以維持輸出電壓。 它基本穩(wěn)定,故稱為調(diào)節(jié)噴嘴。 由于電路中作為調(diào)節(jié)元件的三極管與負載串聯(lián),所以這種電路稱為串聯(lián)穩(wěn)壓電路。 穩(wěn)壓管DW為調(diào)節(jié)管提供參考電壓,使調(diào)節(jié)管的基極電位保持不變。 R1是DW的保護電阻,限制通過DW的電流,保護穩(wěn)壓管。 Rfz 是負載電阻和 BG 的直流路徑。
BG和DW“默契”配合,確保電路電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。 該電路的穩(wěn)壓過程如下:如果輸入電壓Usr增大,則輸出電壓Usc增大。 當它增加時,由于Ub=Uw是固定的,因此調(diào)整管基極和發(fā)射極之間的電壓Ube。 =Ub-Usc會減小,基流Ib相應減小,管壓降Uce相應增大,從而抵消了Usc的增加,使Usc基本穩(wěn)定。 如果負載電流Isc增大,輸出電壓Usc減小,由于Ub固定,Ube增大,從而使Uce增大,Uce減小,也使Usc基本穩(wěn)定。
從上面的分析可以看出,調(diào)節(jié)管就像一個自動可變電阻:當輸出電壓升高時,它的“阻值”增大,分擔較大的電壓;當輸出電壓升高時,它的“阻值”增大,分擔較大的電壓; 當輸出電壓降低時,其“電阻”減小,彌補了降低的電壓。 無論什么情況,電路都能保持輸出穩(wěn)定的電壓。 什么“命令”調(diào)節(jié)管改變的是輸出電壓的變化? 南加州大學; 控制調(diào)節(jié)管基極電流Ib的是ΔUsc,使調(diào)節(jié)管隨ΔUsc變化。 換句話說,就是不穩(wěn)定的輸出電壓驅動穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電壓。
如果將圖5-20(a)所示的穩(wěn)壓電路的形式稍加改變,畫成圖5-20(b),不難看出原來的串聯(lián)穩(wěn)壓電路是射極跟隨器。 R1為上偏置電阻,穩(wěn)壓管DW為下偏置電阻,輸出電壓取自發(fā)射極電阻Rfz。
最簡單的穩(wěn)壓電路圖(六)簡單實用的3V穩(wěn)壓電路
在普通電路中,我們經(jīng)常使用3V電壓。 很多人常用穩(wěn)壓IC、LDO等,但是價格比較貴。 使用這種簡單的分立元件價格便宜、可調(diào)且功耗低。 Vin范圍可以為3.3V-15V,輸出電流可達1A,輸出電壓可根據(jù)R1和R2調(diào)節(jié)。